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题名煤矿巷道顶板锚索受力特征与分区锚固机理
被引量：11
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作者
李永亮
杨仁树
温明睿
路绍杰
李文凯
黄强
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机构
中国矿业大学(北京)能源与矿业学院
北京科技大学土木与资源工程学院
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出处
《煤炭科学技术》
CAS
CSCD
北大核心
2022年第5期73-83,共11页
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基金
国家自然科学基金资助项目(52174095,51804310)
大学生创新训练资助项目(202111016)。
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文摘
锚索是煤矿巷道围岩控制的主要支护材料,随着开采深度增加,巷道围岩应力环境恶化,顶板锚索破断问题较为突出,极易引发冒顶事故,严重影响生产安全。为解决煤矿巷道顶板锚索破断率高,层状顶板难以实现稳定控制等难题,综合采用数值模拟、理论分析和现场试验等方法,研究了巷道顶板不同区域锚索的真实受力特征和长短锚索对顶板的支护效应,分析了不同区域锚索对顶板的锚固机理。研究结果表明:布置在顶板不同区域的锚索受力具有显著的差异性,锚索在下位顶板岩层中受力较为复杂,同时承受拉伸荷载和剪切荷载,越靠近顶板中部其受到的轴向拉力越大,而越靠近巷帮其受到的横向剪切荷载越显著;提高锚索的预紧力有利于实现顶板的稳定控制,使锚索受力趋于均匀,减小有害受力;锚索的长度增加有利于扩大顶板的支护范围,但短锚索对其锚固范围内围岩的支护刚度优于长锚索;巷道顶板在横向可分为三区,即一个中心区和两个肩角区,长锚索优先布置在中心区,主控顶板的挠曲离层,短锚索布置在肩角区,主控顶板的层间剪切错动;巷道顶板在竖向可分为三层,即非稳定层、亚稳定层和稳定层;基于顶板锚索分区锚固机理,提出了以长短锚索为主导的多层次支护技术,并在现场取得了良好的工程应用效果。
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关键词
层状顶板
锚索
分区锚固
多层次支护
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Keywords
layered roof
cable bolt
regional anchoring
multi-level supporting
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分类号
TD353
[矿业工程—矿井建设]
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题名煤矿巷道顶板锚杆受力分析与支护机理
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作者
郭亮
王俊红
李永亮
李然
李文凯
袁江震
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机构
北京科技大学土木与资源工程学院
晋城蓝焰煤业股份有限公司成庄矿
中国矿业大学(北京)能源与矿业学院
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出处
《中国煤炭》
北大核心
2025年第6期57-70,共14页
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基金
国家自然科学基金项目(52174095,51804310)。
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文摘
为获得煤矿巷道顶板锚杆的真实受力特征,采用数值模拟研究了巷道顶板锚杆在埋深、侧压力系数和预紧力等因素影响下的区域受力规律,进一步阐述了顶板锚杆的区域锚固机理。研究结果发现,锚杆在巷道顶板中受到轴力和剪切力的共同作用,且在巷道顶板不同位置呈现出不同的受力特征;顶板中部锚杆以受拉应力为主,靠近肩部锚杆受到的剪切力更为显著;随着埋深的增加,锚杆受力逐渐增大;随着侧压力系数的增加,锚杆所受的轴力和剪切力峰值均呈现先增加后减小的规律,在顶板中部和肩部的变化显著;预紧力的施加对顶板变形起着有效的控制作用,随着预紧力的增加,顶板变形减小,不同位置处的锚杆受力趋于均匀。
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关键词
顶板锚杆
受力特征
分区锚固
围岩控制
数值模拟
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Keywords
roof anchor
stress characteristics
regional anchoring
surrounding rock control
numerical simulation
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分类号
TD353
[矿业工程—矿井建设]
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