破碎围岩梯度支护模型及分级控制研究_中国煤炭行业知识服务平台

破碎围岩梯度支护模型及分级控制研究

作者

左建平洪紫杰于美鲁刘海雁王振波
单位

中国矿业大学（北京）力学与建筑工程学院中国矿业大学（北京）煤炭资源与安全开采国家重点实验室
摘要

针对深部巷道大变形难控制问题，基于深部巷道围岩梯度破坏机理及巷道等强支护理论，进一步提出了围岩梯度支护分级控制原理和屈服破坏判据.针对巷道围岩破碎区，采取锚杆和高强水泥材料加固控制；对围岩塑性区，采取锚索和纳米基水泥材料控制，由此实现基于梯度破坏机理的巷道围岩分级三维承压壳控制.研究结果表明：破碎半径、支护强度以及加固厚度对梯度支护模型的敏感度较大，当r=R1和r=Rp时，基于围岩梯度破坏的梯度承压壳发生屈服破坏的极限强度分别约为25和15 MPa;理论分析验证加固后的梯度承压壳可以实现破碎区边缘和塑性区围岩的恢复，理论得出最好状态分别能近似恢复至初始状态的52%和95%左右.梯度支护模型和分级控制方法在一定程度上为深部巷道围岩控制提供了理论和实践指导.
关键词

梯度支护模型分级控制梯度三维承压壳屈服准则初始状态恢复
基金项目(Foundation)

北京市卓越青年科学家项目（BJJWZYJH01201911413037）；
文章目录

1 梯度分级控制原理模型
2 圆形巷道损伤区应力分析
2.1 梯度承压壳破碎区力学模型
2.2 梯度承压壳塑性区应力分析
3 算例与参数验证
3.1 工程实践验证1
3.2 梯度承压壳(破碎区)敏感参数分析
3.3 梯度承压壳(塑性区)敏感参数分析
3.4 梯度支护强度恢复分析
3.5 工程实践验证2
4 结论
引用格式

左建平,洪紫杰,于美鲁,刘海雁,王振波.破碎围岩梯度支护模型及分级控制研究[J].中国矿业大学学报,2022,51(02):221-231.DOI:10.13247/j.cnki.jcumt.001359.