破碎岩体锚固及承载失稳机制研究_中国煤炭行业知识服务平台

破碎岩体锚固及承载失稳机制研究

作者

李建忠高富强娄金福原贵阳
单位

中煤科工开采研究院有限公司煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室煤炭科学研究总院开采研究分院
摘要

破碎岩体锚杆支护加固作用已被普遍证明，但对荷载作用下破碎岩体锚固及承载失稳机制仍不清晰。基于此，开展系列破碎岩体锚固试验，揭示破碎岩体锚固及承载失稳机制，得出不同条件下破碎岩体稳定承载支护条件，提出破碎岩体锚固支护建议。与常规岩体锚杆支护受力特征截然相反的是，破碎岩体在荷载作用下产生变形破坏特征响应时，锚杆受力呈现逐渐衰减演化特征，锚杆支护对破碎岩体支护作用仅体现为施加预紧力产生的主动支护效应。锚固破碎岩体间呈力链结构铰接，以压力拱结构承载，拱下岩体起着支撑压力拱及将锚杆支护作用传递至压力拱的力学媒介作用，是压力拱能否稳定承载的关键。破碎岩体产生变形破坏响应特征时，岩体间力链结构稳定性降低，拱下岩体对压力拱支撑及将锚杆支护作用传递至压力拱的力学媒介作用减弱。破碎岩体锚固失稳机制表现为拱下岩体支撑作用弱化及锚杆支护作用衰减双重因素叠加诱导的结构性失稳。不同物理力学及支护参数条件，改变的是压力拱拱下岩体稳定性及其力学媒介作用，影响破碎岩体压力拱结构稳定性及锚杆支护作用。获得了不同物理力学参数条件下破碎岩体锚固稳定承载条件，提出了破碎岩体锚固支护合理建议：统计破碎岩体平均粒径，确定合理锚杆支护密度；提高锚杆预紧力及护表支护强度。
关键词

破碎岩体锚杆支护压力拱失稳机制力学媒介
基金项目(Foundation)

天地科技股份有限公司开采设计事业部科技创新项目（KJ-2019-TDKCSYS-01）；国家自然科学基金项目（52074154）；
文章目录

1破碎岩体锚固物理模型试验
1.1试验条件
1.2破碎岩体模型构建
1.3监测与加载
2破碎岩体锚固及承载失稳机制
2.1破碎岩体变形破坏特征
2.2锚杆支护作用
2.3破碎岩体锚固承载机制
2.4破碎岩体失稳机制
3锚固敏感性影响因素分析
3.1锚杆预紧力
3.2护表支护强度
3.3锚杆支护密度
3.4围压
4讨论
4.1破碎岩体锚固稳定承载条件
4.2破碎岩体锚固支护建议
5结论
引用格式

李建忠,高富强,娄金福,原贵阳.破碎岩体锚固及承载失稳机制研究[J].采矿与安全工程学报,2022,39(06):1125-1134.DOI:10.13545/j.cnki.jmse.2021.0583.