快速掘进空顶区顶板稳定高性能与锚杆支护模拟分析
2020-08-21贾克勤
机械管理开发 2020年8期
贾克勤
(山西宏厦第一建设有限责任公司, 山西 阳泉 045008)
引言
在巷道掘进过程中,必要的支护是实现巷道快速掘进的关键。传统的锚杆支护理论认为锚杆可以有效地将围岩离层与弹性层固定,从而减少岩层的滑动以及裂隙的发育,通过人为干预使得围岩岩层呈现具有一定承载能力的完整岩体[1-2]。通过力学测试仪测量锚杆支护后岩层的受力以及围岩强度,得到锚杆支护的力学参数,虽然围岩的稳定性有一定的改善,但是对于岩层破碎的围岩进行锚杆支护并没有得到较好的改善[3],在强度理论的基础上,提出了高预应力锚杆支护方案。通过大量实践证明,高预应力锚杆支护下复杂巷道围岩的稳定性有了明显的改善,巷道最大变形量降低70%左右,离层现象也消除了,为复杂巷道的支护带来了本质改变[4-5]。本文在高预应力锚杆支护理论的支持下,详细分析了不同锚杆长度、间距、排距下巷道塑性区的受力特征,为矿井支护提供了参考。
1 顶板锚网支护安全判定准则
不同空顶条件下,巷道顶板受力特征差异大,顶板离层垮落现象不同,为更加合理地判断不同空顶条件下顶板的安全性,建立巷道顶板的安全等级就显得尤为重要。
将不同空顶距条件下巷道的安全系数分为安全、较安全、相对安全、危险和非常危险五个等级,其安全分级状况如表1所示。
不同锚杆支护理论适用于不同地质条件下巷道的支护,因此在实际的工程中,锚杆支护理论的判断准则有一定的差异,表现为具有一定的局限性:当巷道顶板岩性为松散岩层时,悬吊理论指导下的锚杆支护能使不稳定岩块与稳定岩层连接,实现具有一定承载能力的目的。……
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