论文部分内容阅读
本文针对岱庄生建煤矿湖西矿井31202工作面沿空运输巷锚杆破断问题,运用理论分析、数值模拟和现场验证的方法对深部沿空掘巷高强锚杆破断机理进行了较系统的研究。以深部沿空掘巷高强锚杆受力环境为出发点,通过理论分析和数值模拟探讨了相邻工作面侧向支承压力在沿空掘巷围岩中的发展规律,分析了深部沿空掘巷顶板及两帮的变形破坏特征,得出锚杆杆体受到来自周围环境的主要外力有轴向拉力、围岩位移对锚杆产生的横向分布载荷以及钢带剪切力;根据锚杆与钢带作用形式不同,提出深部沿空掘巷高强锚杆具有两种不同的受力形式,即钢带变形挤压锚杆导致杆体受力和锚杆变形挤压钢带导致杆体受力。针对深部沿空掘巷高强锚杆两种受力形式,分别建立了锚杆受力模型,通过计算得出锚杆轴力在自由段沿杆体均匀分布、在锚固段呈负指数递减,锚杆剪力在杆体与钢带接触位置最大,并运用数值模拟验证了理论计算的可靠性;同时,通过对各位置锚杆受力情况进行对比分析,得出最易发生锚杆破断的关键部位为巷道顶角和帮角。根据锚杆的破断位置和破断原因,阐述了深部沿空掘巷高强锚杆破断机理,结合矿井实际,提出了深部沿空掘巷高强锚杆破断的预防对策,对保证安全生产、控制巷道变形、减少巷道维护成本等具有重要意义。