特厚复合顶板锚杆支护角度确定新方法

由于特厚复合顶板厚度大、易离层破坏,其巷道维护不当极易造成大面积冒顶伤亡事故,故其对锚杆支护参数的设计要求更为严格。文章首先通过数值模拟,提出了剪应力椭圆的概念,并分析总结了剪应力椭圆对顶板的破坏规律,然后通过理论分析提出了新的锚杆支护角度的计算方法。研究表明,巷道顶板的两边以剪切破坏为主,其剪应力明显大于顶板中间位置的值;通过压力拱计算公式得到了具体的剪应力椭圆的轨迹方程;基于应力椭圆的轨迹方程提出了锚杆支护角度的计算方法;通过具体的工程数据计算了合理的锚杆支护角度并把结果汇总成了一个锚杆支护角度设计参考表。该研究结果可为类似工程支护提供参考依据。

基于FLAC^(3D)的不同角度锚杆超前支护模拟及参数优化

锚杆作为一种有效支护措施,被广泛应用于隧道超前支护领域,超前锚杆设计及施作的好坏直接影响着隧道支护效果。基于FLAC^(3D)有限元软件,对0°~<50°不同角度分级锚杆进行了超前支护模拟,在揭露不同角度锚杆超前支护作用下隧道力学效应及其随锚杆角度变化规律的基础上,对支护角度进行了相关优化,最终确定出最佳支护角度。研究结果可为隧道超前支护设计、优化及施工提供理论支撑,具有一定指导意义。

基于块体理论的大倾角节理巷道支护角度优化

为解决节理巷道支护设计对结构面产状及块体破坏特点考虑不足的问题,采用块体理论赤平投影法及3DEC数值模拟方法,考虑结构面及块体因素影响,对大倾角节理巷道支护方案做局部支护角度优化。结果表明:局部支护角度优化后,块体Ⅰ附近锚索最大轴力降低29.58%,块体最大位移降低了21.43%;块体Ⅱ附近锚索最大轴力降低了48.38%,块体最大位移降低了25.74%。通过对关键块体局部锚杆(索)支护角度的优化,关键块体稳定性提高,锚杆(索)受力状态得到改善,有效提高了锚固安全性能。

沿空留巷现场施工关键技术的研究与应用

沿空留巷巷旁充填技术已经在煤炭行业成功推广应用,但由于施工工艺、配套设备的特殊性,在现场施工过程中会受到超重超高超长模板支架安装、大断面巷道施工、充填料运输、墙体补强堵漏、留巷补强支护等具体问题。西山煤电集团屯兰矿采用加密锚索、角锚索补强的支护方式,选用德国产JDN-20风动提升机配合H型吊装梁钢(450A型)解体起吊组,采用无极绳连续牵引车代替调度绞车的运输方式,消除辅助运输制约正常生产的"瓶",选用新型速凝固化剂(库尔拜)进行充填加固堵漏,解决了沿空留巷中遇到的各种技术难题。目前,沿空留巷工作面墙体能有效地控制顶板,使充填与回采工艺匹配,瓦斯得到有效控制,平均日产量突破了4 000 t、月推进度达到120 m,经济效益显著。