刘洪涛,王 飞,王广辉,赵希栋,汤 达,于明江

(中国矿业大学(北京)资源与安全工程学院,北京 100083)

大变形巷道顶板可接长锚杆支护系统性能研究

刘洪涛,王 飞,王广辉,赵希栋,汤 达,于明江

(中国矿业大学(北京)资源与安全工程学院,北京 100083)

为解决大变形巷道支护成本高、效果差的技术难题,研发了一种新型可接长锚杆。针对大变形巷道顶板变形破坏特征进行研究,对比分析了普通锚杆、传统锚索及可接长锚杆的受力与变形特性,构建了围岩－支护系统本构模型,提出了顶板可接长锚杆支护系统,并应用于五家沟煤矿5203回风巷道,有效地控制了顶板的持续变形。结果表明:4 m可接长锚杆的最大延伸量为685 mm,破断载荷为195 kN,在充分发挥高延伸性的同时,保证了较高的支护阻力;顶板可接长锚杆支护系统后期的稳定性及支护强度均大于顶板锚索支护系统。现场监测表明,采用可接长锚杆支护系统维护的顶板,下沉量减小了33%以上,支护强度在160～180 kN的可接长锚杆的比例可达87.5%,实现了强力支护与有效让压。

可接长锚杆;大变形巷道;本构模型;高阻让压

随着我国煤矿开采不断地由浅部向深部发展,巷道断面不断增大,巷道围岩支护难度及支护成本已成为阻碍我国矿井安全生产的瓶颈之一[1－4]。在部分高应力地区,巷道往往表现出变形量大、持续时间长的特征,而高投入的支护成本并没有真正有效地控制巷道围岩的变形及冒顶问题。目前在对大变形巷道支护问题的研究中,“让压支护”、“先让后抗”及“先控后让再抗”等支护技术是控制此类巷道非常有效的手段,尤其是在软岩巷道中应用更为广泛[5－8]。……