深井软岩巷道温压耦合作用下锚固体破坏机理及应用研究
2022-07-21王佳奇姚直书刘小虎乔帅星
煤炭工程 2022年7期
王佳奇,姚直书,刘小虎,王 晨,乔帅星
(安徽理工大学 土木建筑学院,安徽 淮南 232001)
目前我国已探明的煤炭资源约60%埋深在800m以下,开采深度还以每年10~25m的速度增加[1]。深部煤炭的开采受“三高一扰动”的影响相较于浅部煤炭的开采更为严重。深部巷道的复杂地层环境对巷道的支护技术要求更为苛刻。锚杆支护因具有安全性高、支护效果好和经济成本低等优点广泛应用于深部煤矿巷道[2-5]。但众多研究表明随着开挖深度和广度的增加,地温和地压的逐渐增大,锚杆失锚率也不断增大[6]。为应对深部巷道复杂地层环境支护的难题,国内外学者提出了全长预应力锚固技术,该项技术能够及时地对围岩产生阻力,限制剪切运动引起的围岩变形,并且锚杆和岩层之间的黏结强度越大,刚度越高,抵抗巷道围岩变形的能力越强[7]。
为进一步提高锚杆支护抵抗巷道围岩变形的能力,国内外学者在锚固体变形破坏特征研究领域进行了广泛研究[8-14],孟波等[8]通过自主研制的真三轴压力平台对围岩锚固体反复加卸载得到破裂岩体,研究破裂围岩锚固体和锚杆的变形破坏特征。但关于全长锚固体在温压共同作用下的文献较为少见。
淮南丁集矿西三集中轨道大巷标高-812.3~-825.6m,地层平缓,平均倾角1°~4°受西一采区上覆工作面及下伏工作面采空区的应力重分布影响,巷道围岩受力复杂。以该矿轨道大巷为工程背景,采用相似模拟方法模拟深部巷道的锚杆锚固体,在温压加载装置上对锚杆锚固体试件进行加载试验,对温压作用下锚固体的破裂特征、锚固体水平变形以及锚杆的受力情况进行研究,最后基于试验结果,分析了温-压作用下锚固体以及锚杆的变形破坏特征。……
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