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软岩巷道扩孔锚固机理及支护控制数值模拟研究
  • 330
  • 155
  • 作者

    王志尹延春赵同彬马静敏武文宾

  • 单位

    山东科技大学能源与矿业工程学院山东科技大学矿山灾害预防控制省部共建国家重点实验室培育基地中煤科工集团重庆研究院有限公司

  • 摘要
    针对深部煤矿巷道应力复杂、软弱围岩变形较大的问题,提出一种端部扩孔锚固方法,通过理论模型及数值计算,分析了端部扩孔锚固界面应力分布、脱锚长度扩展及端面挤压应力分布;研究了不同锚固方式巷道围岩变形、应力集中特征。结果表明:相比于常规锚固,界面剪应力在拉拔端附近先增大后减小,且在扩孔起点处附近也存在一个峰值,整体分布形态上呈现双峰值特征;在相同拉拔荷载下,扩孔锚固脱锚长度明显减小;扩锚端面可提供一定挤压抗力,沿扩锚端面径向向外逐渐降低,随扩孔直径增大,挤压抗力明显上升;扩孔锚固巷道顶板变形量比常规锚固降低了36%,巷帮应力集中系数降低了37%;在保证相同巷道稳定性控制效果前提下,扩孔锚固排距可按1.3倍进行布置,有效降低了锚固施工量。
  • 关键词

    软岩巷道锚固支护端部扩孔界面应力锚固性能

  • 基金项目(Foundation)
    国家自然科学基金项目（51974171）；山东省自然科学基金重大基础研究项目（ZR2019ZD13）；山东科技大学研究生科技创新项目（SDKDYC190349）；
  • 文章目录
    1 扩孔锚固模型及力学分析
    1.1 巷道端部扩孔锚固思路
    1.2 扩孔锚固力计算
    2 扩孔锚固界面应力规律及影响因素
    2.1 数值模拟方案
    2.2 界面剪应力分布规律
    2.3 扩锚端面挤压应力分布
    2.4 脱锚长度对比分析
    2.5 扩孔直径影响
    3 扩孔锚固巷道围岩变形控制效果
    3.1 不同锚固支护方式数值模拟方案
    3.2 数值计算结果分析
    4 结论
  • 引用格式
    王志,尹延春,赵同彬,马静敏,武文宾.软岩巷道扩孔锚固机理及支护控制数值模拟研究[J].山东科技大学学报(自然科学版),2021,40(03):35-43.
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