多种工况螺纹钢锚杆应力应变特征研究 被引量：2

1

作者 褚晓威 《煤炭工程》 北大核心 2024年第9期136-145,共10页

针对锚杆应力应变复杂多变、难以准确实测的问题,在开展实验室拉伸测试及DIC监测的基础上,采用数值模拟分析了正常及存在缺陷螺纹钢锚杆在不同工况下杆体应力应变特征及其演化规律。研究结果表明:锚杆杆体最大应力、最大真实应变和最大... 针对锚杆应力应变复杂多变、难以准确实测的问题,在开展实验室拉伸测试及DIC监测的基础上,采用数值模拟分析了正常及存在缺陷螺纹钢锚杆在不同工况下杆体应力应变特征及其演化规律。研究结果表明:锚杆杆体最大应力、最大真实应变和最大塑性应变均随着载荷值和载荷类型的增加,总体上呈增大趋势;当锚杆含缺陷时,缺陷部位应力应变明显集中,而缺陷形态、位置等会影响应力应变分布。由于螺纹和横肋等结构以及缺陷的存在,杆体易产生局部应力和应变集中,塑性应变也更大。在高载荷和腐蚀等影响下,塑性应变集中处易发展成为裂纹源头,进而导致锚杆断裂失效。该研究结果可以为锚杆结构优化、状态监测和寿命预测等提供参考价值。 展开更多

关键词 螺纹钢锚杆 锚杆结构 应力应变 塑性应变 拉伸测试

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锚杆端部形态对锚固居中度影响分析及优化试验研究

2

作者 侯彪 鞠文君 +4 位作者 张镇 褚晓威 潘坤 王银伟 杨鸿智 《煤炭学报》 CSCD 北大核心 2024年第S2期633-646,共14页

锚杆支护以其独特的优越性被广泛应用于地下工程建设支护当中,随着工程深度的增加以及地质条件的复杂多变对锚杆锚固性能提出了更高要求,锚杆锚固偏心现象普遍存在于岩土及地下支护工程中,对锚固系统工作性能存在一定的不利影响。采用... 锚杆支护以其独特的优越性被广泛应用于地下工程建设支护当中,随着工程深度的增加以及地质条件的复杂多变对锚杆锚固性能提出了更高要求,锚杆锚固偏心现象普遍存在于岩土及地下支护工程中,对锚固系统工作性能存在一定的不利影响。采用理论分析、数值模拟和实验室试验等方法,初步研究了螺纹钢锚杆不同端部形态对锚杆居中度的影响机制,明晰了锚杆偏心对锚固性能的影响特征,基于自主设计的不同端部形态锚杆,对锚杆锚固偏心问题的控制对策进行了有效探索。理论分析表明:锚杆端部形态对锚固居中度的影响较大。锚杆锥形尖端容易刺破锚固剂封袋,在钻进搅拌锚固剂时减小了锚固过程中的阻力,同时端部凸出齿轮部分能够固定锚杆钻进搅拌锚固剂过程中相对锚固孔的位置,提高锚杆居中度。数值模拟分析发现,在光滑和粗糙锚固孔条件下,齿轮形和伞齿形端部锚杆相较于原型和锥形端部锚杆的运动轨迹更接近锚固孔中心位置,居中率提高约85%。由试验可知,水平锚固时锚杆偏心程度要高于竖直锚固时,而齿轮形和伞齿形端部在锚固过程中能够限制锚杆的运动轨迹,锚杆基本不会出现偏心现象,且锚固终态时锚杆居中效果较好,其居中度相较于原型端部分别提升81.9%、86.7%左右,锚固力分别提升了16.7%、22.1%左右;锥形端部锚杆居中度相较于原型端部锚杆提升8.4%左右,锚固力提升7.9%左右。研究成果对于提高锚杆锚固居中度、改善锚固性能具有一定的理论与工程应用价值。 展开更多

关键词 螺纹钢锚杆 树脂锚固 端部形态 居中度 锚固可视化

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节理化脆性特厚煤层巷道大变形机理及控制技术 被引量：11

3

作者 褚晓威 吴拥政 石蒙 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2018年第12期98-106,共9页

针对潞新矿区脆性特厚煤层内巷道强矿压显现、大变形等难题,采用理论分析、数值模拟和现场试验等方法进行了巷道大变形机理和控制方法研究。结果表明:巷道在冲击性载荷影响下的大变形机理为强卸载和冲击性载荷双重作用引起煤层的似层裂... 针对潞新矿区脆性特厚煤层内巷道强矿压显现、大变形等难题,采用理论分析、数值模拟和现场试验等方法进行了巷道大变形机理和控制方法研究。结果表明:巷道在冲击性载荷影响下的大变形机理为强卸载和冲击性载荷双重作用引起煤层的似层裂、劈裂并不断扩展导致剪胀变形;离散元动态模拟显示动载荷强度对变形的影响最大,动载荷强度达到15 MPa,顶板离层严重,承载结构失效,超过25 MPa,顶板失稳;提出以提高支护材料的延伸率和冲击韧性以及增大支护构件的护表面积和刚度为核心的强护表高韧性整体支护法,经现场试验该支护方法成功将顶板及两帮变形控制在240mm和130 mm;动载荷持续影响下顶板锚索受力呈现波动特征,两帮锚杆受力受开挖与节理方向关系和煤层倾角影响而呈现不同变化规律。 展开更多

关键词 巷道变形 脆性特厚煤层 围岩控制 冲击性载荷

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矿用小孔径预应力锚索单孔锚具滑脱机理研究 被引量：9

4

作者 褚晓威 鞠文君 吴拥政 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2014年第12期16-19,23,共5页

针对煤矿井下锚索的锚具出现退锚等锚固不可靠的现象,为得到锚具退锚原因,提高锚索锚固可靠性,采用力学分析、试验分析等方法得出锚具退锚的主要因素,并初步调研了国内煤矿锚索的主要材料。分析结果表明锚索与夹片硬度差不合理、锚索直... 针对煤矿井下锚索的锚具出现退锚等锚固不可靠的现象,为得到锚具退锚原因,提高锚索锚固可靠性,采用力学分析、试验分析等方法得出锚具退锚的主要因素,并初步调研了国内煤矿锚索的主要材料。分析结果表明锚索与夹片硬度差不合理、锚索直径误差偏大、锚索强度和硬度偏大、限位距离不合理和锚具质量差是影响锚固可靠性的主要因素。由此得出,降低退锚概率、提高锚索的可靠性的有效参考指标为锚索夹片硬度差大于HRC10,锚索直径误差不超过±0.400.20mm,锚索实际强度低于其抗拉强度和限位距离等于夹片外露距离与锚具回缩距离的和。 展开更多

关键词 锚索锚具滑脱 硬度差 直径误差 限位距离

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深部高应力巷道数值模拟本构模型的选择 被引量：5

5

作者 褚晓威 徐元强 鞠文君 《煤矿开采》 北大核心 2010年第2期46-49,99,共5页

通过对深部巷道围岩力学和变形特征的分析,运用弹塑性、应变软化和蠕变3种模型分别模拟高应力下的巷道变形破坏特征,得出蠕变模型的变形量大于其他模型,且受力状态最差。利用华丰煤矿的实测数据验证深部高应力巷道的蠕变变形量远大于掘... 通过对深部巷道围岩力学和变形特征的分析,运用弹塑性、应变软化和蠕变3种模型分别模拟高应力下的巷道变形破坏特征,得出蠕变模型的变形量大于其他模型,且受力状态最差。利用华丰煤矿的实测数据验证深部高应力巷道的蠕变变形量远大于掘进时的短期变形量。最后得出深部高应力巷道的模拟应采用蠕变模型。 展开更多

关键词 深部 高应力 数值模拟 蠕变

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煤矿井下锚杆预应力损失机理及控制浅析 被引量：8

6

作者 褚晓威 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2013年第S2期37-40,共4页

作为锚杆支护的核心参数,预应力对支护效果至关重要,其损失原因主要有减摩方式、螺纹参数、构件匹配及现场施工因素等。通过损失机理的分析,可以采取减摩轴承、锚杆张拉、合理匹配构件、增大护表面积和全长锚固等措施进行预应力损失的... 作为锚杆支护的核心参数,预应力对支护效果至关重要,其损失原因主要有减摩方式、螺纹参数、构件匹配及现场施工因素等。通过损失机理的分析,可以采取减摩轴承、锚杆张拉、合理匹配构件、增大护表面积和全长锚固等措施进行预应力损失的控制。 展开更多

关键词 预应力 损失机理 控制对策

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高煤帮破坏机理及控制技术 被引量：8

7

作者 褚晓威 《煤炭工程》 北大核心 2017年第2期78-81,共4页

针对高煤帮巷道两帮的大变形问题,以霍尔辛赫煤层条件为例,数值模拟分析了其煤帮破坏机理,即在围岩压力下产生压剪破坏,四角形成强剪切区,连接成似"C"形剪切带,上部煤体斜向滑移,在巷帮中部变形最大;采用锚杆锚索联合支护后,... 针对高煤帮巷道两帮的大变形问题,以霍尔辛赫煤层条件为例,数值模拟分析了其煤帮破坏机理,即在围岩压力下产生压剪破坏,四角形成强剪切区,连接成似"C"形剪切带,上部煤体斜向滑移,在巷帮中部变形最大;采用锚杆锚索联合支护后,剪切应变值及塑性破坏范围均有所减小。根据模拟结果及相关成功工程经验,提出煤帮层次化支护技术,即锚索或注浆锚索配合锚杆支护。在西辅运大巷进行了强力锚杆锚索控制高煤帮的现场试验,监测表明巷帮锚索有效控制了帮部顶角剪切滑移造成的失稳,巷道变形和离层均较小,取得较好支护效果。 展开更多

关键词 高煤帮 压剪破坏 剪切应变增量 层次化支护

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潞新矿区构造应力场实测与反演分析

8

作者 褚晓威 焦建康 《煤炭技术》 CAS 北大核心 2015年第12期113-116,共4页

采用小孔径水压致裂法对潞新矿区进行了地应力实测,表明矿区属于构造应力场类型,主应力大小和方向受断层影响较大。运用ANSYS和FLAC^(3D),对构造应力场进行数值反演,显示断层附近的应力量值的变化复杂,端部出现较大的应力集中。多断层... 采用小孔径水压致裂法对潞新矿区进行了地应力实测,表明矿区属于构造应力场类型,主应力大小和方向受断层影响较大。运用ANSYS和FLAC^(3D),对构造应力场进行数值反演,显示断层附近的应力量值的变化复杂,端部出现较大的应力集中。多断层对岩体应力状态的影响更为复杂,断层间的相互作用会使应力叠加,增大应力集中的范围和强度。实测和数值反演相结合是构建矿区应力场的有效方法。 展开更多

关键词 小孔径水压致裂 构造应力场 数值反演

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采空区下近距离特厚煤层回采巷道失稳机理及其控制 被引量：63

9

作者 郝登云 吴拥政 +2 位作者 陈海俊 褚晓威 李杨 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第9期2682-2690,共9页

采空区下近距离煤层开采时,下层煤回采巷道将受到上煤层采空区遗留煤柱、本煤层相邻工作面动压的影响,针对孙家沟煤矿特厚煤层放顶煤工作面13311回风巷严重的冒顶、两帮内挤和底臌等变形破坏现象,采用现场实测、理论分析及数值模拟等研... 采空区下近距离煤层开采时,下层煤回采巷道将受到上煤层采空区遗留煤柱、本煤层相邻工作面动压的影响,针对孙家沟煤矿特厚煤层放顶煤工作面13311回风巷严重的冒顶、两帮内挤和底臌等变形破坏现象,采用现场实测、理论分析及数值模拟等研究方法,探讨了回采巷道失稳机理及主要影响因素。研究表明,13311回风巷变形失稳主要影响因素为迎邻近工作面回采动压掘进、巷道布置方式和巷道支护参数不合理。与上层煤回采巷道垂直布置、巷道支护强度低且迎采动掘进时,下层煤回采巷道容易失稳。为改善13313回风巷围岩稳定性,有效控制巷道变形,根据试验巷道围岩物理力学性质及受力特征,研究提出了有针对性的解决方案:首先改进巷道布置方式,将下煤层回采巷道布置在采空区下,且应距离上煤层采空区遗留煤柱不小于20m;其次增大护巷煤柱宽度,把区段护巷煤柱宽度增加到20m以上,减少迎采动掘进动压的影响;最后,采用高预应力全锚索加强支护,提高锚杆锚固段的整体性及其承载能力。据此,在13313回风巷进行了工业性试验并进行了巷道矿压观测,结果表明:经受相邻13311工作面回采动压影响后,区段煤柱整体完整,具有良好的承载性能;锚索受力达到了250~300kN,约为其破断力的50%,锚索受力增长平稳,较好地控制了巷道离层和围岩变形;13313回风巷顶底板移近量为400mm左右,两帮移近量为300mm左右,巷道围岩变形量得到了有效控制,保证了巷道的整体稳定性,取得了良好的支护效果。但是,采用该种巷道布置方式,下层13号煤层13313工作面回采时,因工作面上方11号煤层区段煤柱集中应力的影响,对其顶板和煤壁管理提出了更高的要求,需引起高度重视。 展开更多

关键词 采空区 特厚煤层 回采巷道 失稳 锚杆支护

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小孔径锚索预应力损失影响因素的试验研究 被引量：30

10

作者 康红普 吴拥政 +1 位作者 褚晓威 鞠文君 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第8期1245-1251,共7页

针对煤矿小孔径树脂锚固预应力锚索的特点,及锚索预应力损失的研究现状和存在的问题,采用理论分析、实验室与井下试验相结合的方法,研究了小孔径树脂锚固锚索预应力损失机理与规律。重点分析了锚索张拉和锁定过程中的预应力损失,及围岩... 针对煤矿小孔径树脂锚固预应力锚索的特点,及锚索预应力损失的研究现状和存在的问题,采用理论分析、实验室与井下试验相结合的方法,研究了小孔径树脂锚固锚索预应力损失机理与规律。重点分析了锚索张拉和锁定过程中的预应力损失,及围岩变形引起的预应力损失。锚固系统导致的预应力损失包括锚口摩擦损失和锁定损失;对于特定锚固体系,存在最优限位距离,22 mm锚索的最优限位距离为11～13 mm;锚索长度、张拉油压、张拉机具、锚具及与机具的匹配性对预应力损失率都有不同程度的影响:一般锚索长度越小,预应力损失越大;限位距离偏小时张拉油压在20～30 MPa范围内,预应力锁定损失率最大,限位距离较适当时预应力锁定损失率随张拉油压的增大而减小。最后,提出保证锚索预应力的技术措施,包括施工前进行试验,得出最优限位距离,并对千斤顶进行改造;在锚索预应力设计时,应考虑一定比例的超张拉;当围岩松软破碎时,应增加托板、组合构件及护网的面积、强度与刚度。 展开更多

关键词 锚索 预应力损失 影响因素 试验

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高矿化度矿井水中螺纹钢锚杆点蚀机制研究 被引量：7

11

作者 褚晓威 鞠文君 付玉凯 《矿业科学学报》 CSCD 2021年第3期305-313,共9页

受地下水侵蚀及开采环境影响,锚杆易发生腐蚀甚至断裂,点蚀等局部腐蚀形式通常是锚杆失效的主要源头。为研究螺纹钢锚杆在腐蚀性矿井水中的点蚀行为,采用金相、电化学及显微视频等手段,观测了4种锚杆点蚀发展过程并初步揭示其形成机制... 受地下水侵蚀及开采环境影响,锚杆易发生腐蚀甚至断裂,点蚀等局部腐蚀形式通常是锚杆失效的主要源头。为研究螺纹钢锚杆在腐蚀性矿井水中的点蚀行为,采用金相、电化学及显微视频等手段,观测了4种锚杆点蚀发展过程并初步揭示其形成机制。结果表明,锚杆的点蚀易发生在夹杂物处,夹杂物及界面处基体优先溶解形成界面沟槽并出现局部酸化,从而进一步加速基体和夹杂物的溶解、脱落而形成点蚀坑;采用大小电极极化试验对比验证了界面沟槽对腐蚀的加速作用。 展开更多

关键词 高矿化度矿井水 螺纹钢锚杆 点蚀 夹杂物 界面沟槽

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强力锚杆杆体断裂失效的微细观试验研究 被引量：15

12

作者 吴拥政 褚晓威 +1 位作者 吴建星 何杰 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第3期574-581,共8页

针对屈服强度500 MPa以上矿用锚杆杆体容易出现断裂失效的问题,采用化学成分分析、力学性能测试、扫描电镜及金相显微等综合试验手段对两种破断强力锚杆进行了分析,结合锚杆的实际受力特征及断裂失效分析学理论,从微细观机制初步揭示了... 针对屈服强度500 MPa以上矿用锚杆杆体容易出现断裂失效的问题,采用化学成分分析、力学性能测试、扫描电镜及金相显微等综合试验手段对两种破断强力锚杆进行了分析,结合锚杆的实际受力特征及断裂失效分析学理论,从微细观机制初步揭示了杆体破断原因。结果显示材质及加工缺陷等内在属性是断裂的内因,工作环境、应力腐蚀及复杂受力状态是外因,锚杆的韧性则决定了断裂的类型和断口形态。并相应提出了减少杆体破断几率的综合方法,包括改善受力状态、全长锚固、优化外形、防腐蚀处理等。 展开更多

关键词 强力锚杆 断裂失效 微细观机制 内在缺陷 应力腐蚀

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基于覆岩结构的沿空留巷充填体载荷估算方法 被引量：10

13

作者 吴志刚 褚晓威 石蒙 《煤炭工程》 北大核心 2018年第8期89-92,共4页

针对部分充填体载荷设计公式复杂、参数选取随意等造成的留巷失败或浪费等问题,通过分析沿空留巷上覆岩层移动规律,提出了基于采动覆岩结构和ALPS的充填体承载特性,并给出了不同顶板条件下沿空留巷后期充填体载荷的简化估算公式。该估... 针对部分充填体载荷设计公式复杂、参数选取随意等造成的留巷失败或浪费等问题,通过分析沿空留巷上覆岩层移动规律,提出了基于采动覆岩结构和ALPS的充填体承载特性,并给出了不同顶板条件下沿空留巷后期充填体载荷的简化估算公式。该估算方法在坚硬及中硬顶板条件下沿空留巷实践中得到成功验证,为沿空留巷充填体的设计提供一定借鉴。 展开更多

关键词 覆岩结构 沿空留巷 充填体 载荷估算

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深部冲击地压巷道“卸压-支护-防护”协同防控原理与技术 被引量：85

14

作者 吴拥政 付玉凯 +3 位作者 何杰 陈金宇 褚晓威 孟宪志 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期132-144,共13页

针对深部冲击地压巷道高应力、强冲击造成的强矿压显现难题,分析了深部冲击地压巷道围岩变形破坏特征,确定了导致深部冲击地压巷道强冲击显现的防控难点,揭示了巷道冲击破坏机制。在分析深部冲击地压巷道破坏机制的基础上,建立了深部冲... 针对深部冲击地压巷道高应力、强冲击造成的强矿压显现难题,分析了深部冲击地压巷道围岩变形破坏特征,确定了导致深部冲击地压巷道强冲击显现的防控难点,揭示了巷道冲击破坏机制。在分析深部冲击地压巷道破坏机制的基础上,建立了深部冲击地压巷道围岩力学模型,分析了动、静叠加载荷、支护应力、围岩力学属性与莫尔圆间的相互作用关系,提出了深部冲击地压巷道“卸压-支护-防护”协同防控原理。通过对巷道围岩远、近场进行卸压,从动、静载荷角度降低巷道冲击能量和所受应力;利用高预应力、高强度、高延伸率及高冲击韧性“四高”锚杆(索)主动支护,结合围岩结构重塑技术,提高巷道围岩自承载和抗冲击能力;结合钢棚、缓冲垫层及防护支架,通过高阻尼作用快速抑制巷道围岩的冲击震动。通过协调“卸压-支护-防护”3种技术手段的时空关系,改变冲击地压巷道能量释放、传播及耗散形式。基于“卸压-支护-防护”协同防控原理,提出了深部冲击地压巷道“卸压-支护-防护”协同防控技术,开发了长、短孔分段水力压裂工艺,研发了配套的压裂机具和设备;研制了高冲击韧性锚杆(索)系列支护材料,大幅度提高了支护材料的强度和韧性;提出了以钢棚、缓冲垫层及防护支架为一体的巷道复合防护结构,复合防护结构能有效吸收巷道围岩内的冲击动能,抑制围岩震动。研究成果在蒙陕和义马典型冲击地压矿井开展了工业性试验,“卸压-支护-防护”协同防控技术改变了厚层坚硬岩层冲击能量释放形式,有效抵御了高动、静叠加载荷,减小了巷道围岩整体冲击变形,控制了深部冲击地压巷道围岩稳定。 展开更多

关键词 冲击地压 远、近场卸压 “四高”锚杆(索) 三级防控 深部巷道

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锚杆托板与缓冲垫层组合结构静、动载力学性能试验研究 被引量：11

15

作者 吴拥政 付玉凯 +1 位作者 褚晓威 孙卓越 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第2期662-671,共10页

针对锚杆支护系统受到冲击载荷作用时,围岩与托板间作用力瞬间增加,造成托板过载弯折、撕裂及接触区域围岩破裂、塌落等问题,采用实验室试验的方法,搭建了托板与缓冲垫层组合试样静、动载测试试验台,分别测试了5种组合结构托板的静、动... 针对锚杆支护系统受到冲击载荷作用时,围岩与托板间作用力瞬间增加,造成托板过载弯折、撕裂及接触区域围岩破裂、塌落等问题,采用实验室试验的方法,搭建了托板与缓冲垫层组合试样静、动载测试试验台,分别测试了5种组合结构托板的静、动载力学性能,获取了组合结构的静载力-位移曲线、冲击力时程曲线及应变时程曲线;研究了不同冲击载荷下组合结构的力学响应规律,分析了缓冲垫层材质、厚度对组合结构抗冲击性能的影响。试验结果表明:静载作用下缓冲垫层对托板变形形态有一定影响,刚度高的缓冲垫层会增加托板的变形量,但也会降低组合结构的峰值载荷;垫层厚度主要影响组合结构的变形能力,对承载力影响不大。不同冲击能量下托板的冲击力峰值基本相同,托板在较低的冲击能量下已达到峰值承载力,动载峰值承载力与静载最大承载力基本相同。不同冲击能量下托板变形明显不同,托板对角线上部的变形相对较小,中线上部的变形相对较大;缓冲垫层能降低组合结构的冲击力峰值,与未使用缓冲垫层相比,采用松木、橡胶垫、废旧皮带及泡沫铝缓冲垫层时,组合结构冲击力峰值分别降低21.45%,17.55%,25.40%和2.80%,冲击力作用时间分别增加了41.94%,24.52%,47.74%和65.16%,缓冲垫层可降低冲击力峰值,延长冲击作用时间,有效吸收冲击能量;垫层厚度对试样冲击力和应变影响较大,垫层厚度越大,吸收的冲击能量越多,冲击力峰值越小,冲击力作用时间越长,垫层缓冲性能越好,合适的垫层材料和厚度能有效降低冲击载荷对托板结构的破坏效应。总体来看,与单独使用托板相比,4种缓冲垫层均能实现吸能减冲,不同缓冲组合结构的垫层对抗冲击性能影响不同,缓冲垫层吸能效果从优到劣分别为泡沫铝、松木、废旧皮带及橡胶垫。 展开更多

关键词 锚杆支护 缓冲垫层 冲击载荷 落锤试验 冲击地压

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巷道变形差异化响应特征及支护设计分析 被引量：18

16

作者 郑建伟 鞠文君 +5 位作者 孙晓冬 李文洲 周逸群 褚晓威 刘彪 赵凯凯 《采矿与岩层控制工程学报》 北大核心 2021年第3期9-16,共8页

巷道围岩变形响应特征的演化对其支护研究有着重要意义。首先基于弹性力学建立不同应力条件下考虑支护压力的圆形巷道力学模型,得到不同侧向应力系数(k)条件下巷道顶底板和两帮变形的差异化响应特征,且对差异化响应过程进行分析。基于... 巷道围岩变形响应特征的演化对其支护研究有着重要意义。首先基于弹性力学建立不同应力条件下考虑支护压力的圆形巷道力学模型,得到不同侧向应力系数(k)条件下巷道顶底板和两帮变形的差异化响应特征,且对差异化响应过程进行分析。基于此可以对巷道的支护提供如下的指导意义:①当k>1时,应重视巷道顶(底)板的支护;当k<1时,应重视巷道两帮的支护;②针对侧向临空巷道、超前支承应力影响范围内的巷道要重视两帮的支护,针对上覆采空区范围下的巷道要重视对于顶(底)板的支护;③一般情况下浅巷重顶(底),深巷重帮。最后以山西某矿152052巷道为研究对象,测量巷道围岩内部地应力信息,结合巷道围岩内部裂隙发育特征,提出采用“锚索+锚杆+钢筋托梁+金属网”对巷道顶板和两帮进行支护设计,且取得了良好的支护效果。 展开更多

关键词 巷道力学分析 侧向应力系数 轴变论 差异化响应特征

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应力异常区软弱顶板巷道全锚索支护技术 被引量：24

17

作者 张成军 吴拥政 褚晓威 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2012年第6期8-11,共4页

分析了煤矿锚索在使用中存在的问题,基于高预应力强力支护理论,在应力异常区、顶板软弱、矿压显现剧烈的巷道全断面采用高预应力短锚索支护技术。通过数值模拟对比,得出全锚索支护的预应力大小及作用效果均远优于普通锚杆、锚索支护,并... 分析了煤矿锚索在使用中存在的问题,基于高预应力强力支护理论,在应力异常区、顶板软弱、矿压显现剧烈的巷道全断面采用高预应力短锚索支护技术。通过数值模拟对比,得出全锚索支护的预应力大小及作用效果均远优于普通锚杆、锚索支护,并能改善掘进面超前围岩受力状态。在潞新二矿W4203运输巷进行了全锚索支护试验,巷道顶板下沉量与原支护相比减小90%以上,变形得到控制,有效解决了巷道掘进过程中炸帮及大变形等技术问题,锚索间排距增大到1 200mm×1 400 mm,大幅提高了巷道掘进效率。 展开更多

关键词 应力异常 软弱顶板 高预应力 全锚索支护

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厚煤层沿空留巷围岩综合控制技术 被引量：28

18

作者 沙旋 褚晓威 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2019年第11期76-83,共8页

针对高河煤矿厚煤层开采条件下沿空留巷围岩的控制难题,首先分析了围岩的主要变形特征为顶煤和煤柱帮煤体剪切严重,碎胀变形大。采用数值模拟对不同充填体力学参数和巷内支护强度下围岩响应进行对比分析,结合前期试验经验,确定巷旁充填... 针对高河煤矿厚煤层开采条件下沿空留巷围岩的控制难题,首先分析了围岩的主要变形特征为顶煤和煤柱帮煤体剪切严重,碎胀变形大。采用数值模拟对不同充填体力学参数和巷内支护强度下围岩响应进行对比分析,结合前期试验经验,确定巷旁充填体宽度为1.5 m,抗压强度为30~35 MPa,巷内采用高预应力强力支护并在煤柱帮打设锚索。在E1302和W1309工作面进行了柔模混凝土和强力支护留巷试验,充填体应力、锚栓受力、单体支柱应力、表面变形等监测表明综合控制技术保证了留巷围岩的稳定,留巷取得初步成功。 展开更多

关键词 厚煤层 沿空留巷 围岩控制 柔模混凝土 高预应力强力支护

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矿用锚杆吸能防冲支护构件的设计与分析 被引量：7

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作者 董双勇 褚晓威 《煤矿机械》 北大核心 2020年第11期62-64,共3页

为了有效控制深部高应力巷道与软岩大变形巷道,防止冲击地压等矿井灾害的发生,设计一种吸能防冲锚杆支护构件。主要利用了金属圆管轴向撕裂卷曲变形的吸能特性,介绍了吸能防冲锚杆支护体的结构组成与工作原理,建立了吸能支护构件的力学... 为了有效控制深部高应力巷道与软岩大变形巷道,防止冲击地压等矿井灾害的发生,设计一种吸能防冲锚杆支护构件。主要利用了金属圆管轴向撕裂卷曲变形的吸能特性,介绍了吸能防冲锚杆支护体的结构组成与工作原理,建立了吸能支护构件的力学结构理论模型,研究了其吸能特性及效果。 展开更多

关键词 冲击地压 防冲支护 金属圆管 吸能特性 能量耗散

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动力显现条件下大断面下山巷道锚喷支护技术研究 被引量：1

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作者 吴伯庆 褚晓威 +2 位作者 张成军 吴拥政 雷学义 《煤炭工程》 北大核心 2014年第7期27-30,共4页

分析砂墩子矿动力显现条件下的大断面巷道原有支护失效的原因,运用高预应力一次支护理论,通过加大锚杆锚索的预紧力和增大构件的护表面积,提高初始一次支护的刚度和强度,并用数值模拟优化了支护参数。井下试验表明,锚杆锚索受力正常、... 分析砂墩子矿动力显现条件下的大断面巷道原有支护失效的原因,运用高预应力一次支护理论,通过加大锚杆锚索的预紧力和增大构件的护表面积,提高初始一次支护的刚度和强度,并用数值模拟优化了支护参数。井下试验表明,锚杆锚索受力正常、巷道变形处于安全可控范围,实现了锚喷一次支护。 展开更多

关键词 动力显现 大断面 高预应力 锚喷一次支护

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