孤岛煤柱巷道高强预拉力锚梁网支护技术

为了较好地解决矿井内孤岛煤柱开采过程中高应力巷道的支护问题,保证采准巷道的有效断面和使用安全,探讨了预拉力锚杆支护的特性及支护原则,支护参数、施工工艺对巷道支护效果的影响,以及相关的配套监测系统,提出了采用高强预拉力锚梁网支护技术对巷道进行支护。结果表明:应用高强预拉力锚梁网支护技术后,巷道表面移近量在20天以后趋于稳定,顶板离层稳定在40 mm以内,两帮移近量保持在350 mm以内,底鼓量不超过300 mm,均达到技术要求。高强预拉力锚梁网支护技术能有效的对高应力巷道的顶帮进行管理,有助于提高支护效果和经济效益。

煤巷顶板离层控制理论及实践

首先提出极易离层破碎型煤巷顶板的概念，分析了该类顶板的两种垮冒现象及对应的两类锚杆支护失稳形式，进而提出基于高强预拉力支护的顶板离层控制原理和新型高性能顶板控制技术，最后通过几种典型类别煤巷的工程应用示例作进一步说明。

煤矿巷道树脂锚固体力学行为及锚杆杆体承载特性研究

目前锚杆(索)支护技术是我国地下煤矿开采中普遍采用的一种主动控制巷道围岩稳定的支护技术。但由于锚杆支护加固对象的复杂性,至今锚杆支护原理还没有一个统一全面的认识,对于复杂条件下锚杆的锚固机理、与围岩相互作用关系、应力分布规律及锚杆杆体承载特性等问题需要更深入的研究。论文采用理论分析、数值模拟、现场实测、实验室试验和工程实践相结合的综合研究手段,围绕树脂锚固体力学行为及锚杆杆体承载特性展开研究。论文研究的主要工作如下:(1)总结分析了树脂锚固体4类主要失效类型,着重分析了黏结失效类型中树脂锚固体空洞锚固失效和长时蠕变失效的两种形式。建立了空洞树脂锚固体拉拔状态下的力学模型,推导并求出了空洞树脂锚固体拉拔状态下沿锚固方向上杆体内拉应力分布的理论公式;同时建立了考虑锚固层黏弹特性树脂锚固体拉拔状态下的长时蠕变力学模型,推导并求出了与时间有关的杆体拉应力和锚固层-杆体界面剪应力分布公式,并求解了恒力长时作用下的树脂锚固体杆体外端点位移的近似公式,同时得到了锚固体产生破坏的极限拉拔力。(2)通过实验室力学试验,获得了围岩、锚杆等力学参数。基于ABAQUS数值模拟软件,验证了两种锚固体理论力学模型,研究了两种模型中杆体应力沿锚固方向上的分布规律,揭示了拉拔过程中锚固体内应力和位移的演化过程;着重阐述了长时蠕变模型杆体应力传递的3个阶段,分析了杆体的极限抗拉拔力与时间的关系。同时,分析了锚杆直径、锚固层厚度、钻孔直径、围岩强度等参数对树脂锚固体杆体拉拔状态下的力学特性影响。(3)采用预拉力锚固系统锚固作用综合实验台,研究了不同预拉力下锚杆杆体应力和弯矩的分布特征及其变化速率;通过测力锚杆井下拉拔试验,揭示了预拉力与锚杆杆体外端点位移的相互关系及不同预拉力下锚杆杆体轴力分布及承载特征,同时基于测得的锚杆杆体应力分布曲线,借助第三章研究结果,准确推测了巷道顶板的完整性;初步判定预拉力锚杆实际工作状态下杆体承载受力主要集中在外锚固段中性点附近,对限制巷道围岩变形起主要作用的是中性点附近杆体-锚固层-围岩3者之间的黏结关系,同时杆体内弯矩的存在说明杆体截面处于非均匀受力状。(4)在分析现有煤矿巷道围岩监测手段的不足和光纤光栅传感技术优越性的基础上,初步提出并建立了一套基于现代光纤传感技术的煤矿巷道围岩动态实时在线监测系统;并采用该系统对煤矿巷道锚杆杆体受力及演化进行了实测,监测结果表明树脂锚杆的杆体应力分布呈非均匀分布且波动变化,杆体内存在大量弯矩。(5)最后基于理论研究结果提出了确保锚杆支护效果的几个基本原则,并应用于淮南矿区顾桥矿1115(1)工作面轨道巷及朱集煤矿1111(1)工作面轨道巷的工程实践,应用结果表明遵循该原则采用的预拉力高强锚杆强化支护技术可以充分调动围岩的自稳能力优化围岩的力学参数,有效控制巷道围岩变形,满足矿井安全生产要求;同时采用煤矿巷道围岩动态实时在线监测系统成功揭示了1111(1)工作面轨道沿空留巷期间的矿压显现规律,并与传统矿压观测结果进行了对比,两者基本一致,初步显示了该系统的可靠性和应用前景。

煤巷顶板离层控制原理

介绍了极易离层破碎型煤巷顶板的概念,分析了该类顶板的两种垮冒现象及对应的两类锚杆支护失稳形式,进而提出基于高强预拉力支护的顶板离层控制原理和新型高性能顶板控制技术,最后通过几种典型类别煤巷的工程应用示例作进一步说明。

采区巷道支护及锚杆支护新技术

结合煤矿地质状况分析,论述了锚杆支护技术新进展,及对不同岩性巷道支护技术的发展方向。

采区巷道支护及锚杆支护技术新进展

通过煤矿地质状况分析,论述了锚杆支护技术的新进展及发展方向。

钢抱箍结构的力学分析与计算

对钢抱箍的两侧牛腿作用等值竖直荷载kP的情况作了详尽的受力分析,推导出了钢抱箍高强联接螺栓上应该预先施加的预拉力总和T及其在竖截面上的拉力强度(应力)t的计算式,得出抱箍竖截面和高强螺栓强度计算时的最大水平环向拉力强度t0max的计算式,为钢抱箍的设计和施工提供了正确的理论依据。

23m跨无立柱变截面钢管支撑设计和施工研究

该文针对目前基坑施工中大量使用的21～23m跨钢支撑设立柱桩存在的问题,提出采用无立柱变截面钢管支撑的设计方案,计算表明,支撑的安全性可靠,技术经济效果较明显,施工方便。