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随着矿井开采工程的发展,开采深度的增加,对于巷道维持稳定所进行的支护问题变得越来越关键,成为矿井开采向纵深发展最重要的难点之一。现阶段软岩巷道最主要的支护手段主要是锚喷支护、锚网喷支护以及可缩金属支架。然而这些支护技术均存在一定的缺点,不能满足巷道大变形的要求,支护结构破坏后需要进行大规模的返修,浪费现象严重。针对这一现象,研究一种既能满足支护要求,又能节省资源的支护材料,具有很高的现实意义。
本文依据锚网喷支护原理,采用新型的复合材料网。试验研究符合材料网与混凝土结合后的承载力。同时,与传统的钢筋网进行对比,研究其性能。结果显示,在满足实际使用要求的前提下,新型复合材料网具有质轻、耐腐蚀、价格低廉等优点。
论文对巷道支护理论进行了系统的研究。在理论分析的基础上对复合衬砌结构进行内力分析和计算。针对开口圆柱壳的力学原理以及方法,推导出其内力、位移和应力求解公式。选取衬砌的顶部一片,进行了室内对比试验,研究复合材料衬砌支护系统的变形、破坏形态以及发展规律。在理论分析结果和模型试验的基础上进行了有限元数值模拟,利用FLAC3D有限元计算软件完成了典型巷道中,复合材料网与锚杆、锚索等结合起来的锚网喷支护形式的数值计算,对复合材料网衬砌结构的内力分析起到补充校核的作用。