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深埋软岩巷道高预应力恒阻耦合支护技术及其应用
被引量：
9
1
作者
孙晓明
姜铭
+3 位作者
赵文超
缪澄宇
张勇
郭波
《中南大学学报（自然科学版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第6期2282-2297,共16页
针对深埋软岩巷道揭煤段掘进过程中围岩变形控制的问题,以石垭口煤矿1790回风石门为背景开展研究。首先,依据现场工程地质调查与实测结果分析了巷道揭煤段变形破坏特征;其次,采用理论分析与数值模拟等综合研究手段,揭示了深埋软岩巷道...
针对深埋软岩巷道揭煤段掘进过程中围岩变形控制的问题,以石垭口煤矿1790回风石门为背景开展研究。首先,依据现场工程地质调查与实测结果分析了巷道揭煤段变形破坏特征;其次,采用理论分析与数值模拟等综合研究手段,揭示了深埋软岩巷道揭煤段大变形破坏机理;第三,基于开挖补偿力学效应和NPR(negative Poisson's ratio)长、短锚索耦合控制机理,提出了以NPR长、短锚索为核心的高预应力恒阻耦合控制技术;最后,通过数值模拟的手段验证了该方案的合理性。研究结果表明:巷道存在围岩变形严重、支护结构破断失效和巷道维护成本高等特征;巷道失稳破坏的根源在于围岩强度低且破碎严重、原支护结构不耦合以及支护强度不足;本文提出全断面“NPR长、短锚索+底角注浆锚杆+反底拱”的控制方案与参数。现场工业性试验中,NPR支护段较普通支护段围岩变形减小300~500 mm,NPR锚索受力最终稳定为340 kN左右。高预应力恒阻耦合支护方案可有效控制深埋软岩巷道揭煤段围岩大变形,为揭煤段围岩安全稳定控制提供了新支护手段。
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关键词
深埋软岩巷道
揭煤段
高预应力
NPR长、短锚索
开挖补偿力学效应
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职称材料
考虑流变的两向不等压深埋软岩巷道围岩塑性区近似解
被引量：
7
2
作者
董海龙
高全臣
+2 位作者
经纬
杨文峰
刘殿柱
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019年第S01期74-81,共8页
深埋软岩巷道围岩通常表现出较明显的流变特性,为确定两向不等压深埋软岩巷道围岩的塑性区,跳过围岩复杂的流变变形过程,直接以达到稳定后的巷道围岩为研究对象。稳定深埋软岩巷道围岩的峰值应力为一定围压下的长期强度,基于这一点并在...
深埋软岩巷道围岩通常表现出较明显的流变特性,为确定两向不等压深埋软岩巷道围岩的塑性区,跳过围岩复杂的流变变形过程,直接以达到稳定后的巷道围岩为研究对象。稳定深埋软岩巷道围岩的峰值应力为一定围压下的长期强度,基于这一点并在考虑岩体峰后应变软化特性的情形下将围岩分为弹性区、塑性软化区和破裂区;然后,从轴对称应力场塑性区公式出发,结合围岩总荷载不变的规律推导了两向不等压深埋软岩巷道围岩水平(及竖向)轴上塑性区半径的解析解,并基于既有文献求解的塑性区形状相对准确地给出了两向不等压深埋软岩巷道围岩塑性区的近似范围;最后,将该理论应用于工程实例的分析计算,并就考虑流变特性与否的2种情况进行对比。结果表明:考虑岩体流变,塑性区分布相对合理;否则,塑性区以“滑动楔形”状分布于围岩较小范围内,围岩几乎仅产生弹性变形。可见,岩体流变特性对围岩塑性区分布具有重要的影响,不计岩体流变特性得到的围岩塑性区范围偏小。因此,理论研究及工程实际中,应兼顾到岩体的流变特性,以确保巷道围岩的长期稳定与安全。该近似解在不考虑岩体峰后应变软化时的结果与既有文献给出的相应解析结果完全吻合,且与有限元法计算的结果较为接近,是一种相对合理且准确的两向不等压深埋软岩巷道围岩塑性区的估算方法。
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关键词
两向不等压
深埋软岩巷道
塑性区
流变
近似解
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职称材料
题名
深埋软岩巷道高预应力恒阻耦合支护技术及其应用
被引量：
9
1
作者
孙晓明
姜铭
赵文超
缪澄宇
张勇
郭波
机构
中国矿业大学(北京)深部岩土力学与地下工程国家重点实验室
中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院
出处
《中南大学学报（自然科学版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第6期2282-2297,共16页
基金
国家自然科学基金资助项目(51874311,51904306)
中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(2022YJSSB03)。
文摘
针对深埋软岩巷道揭煤段掘进过程中围岩变形控制的问题,以石垭口煤矿1790回风石门为背景开展研究。首先,依据现场工程地质调查与实测结果分析了巷道揭煤段变形破坏特征;其次,采用理论分析与数值模拟等综合研究手段,揭示了深埋软岩巷道揭煤段大变形破坏机理;第三,基于开挖补偿力学效应和NPR(negative Poisson's ratio)长、短锚索耦合控制机理,提出了以NPR长、短锚索为核心的高预应力恒阻耦合控制技术;最后,通过数值模拟的手段验证了该方案的合理性。研究结果表明:巷道存在围岩变形严重、支护结构破断失效和巷道维护成本高等特征;巷道失稳破坏的根源在于围岩强度低且破碎严重、原支护结构不耦合以及支护强度不足;本文提出全断面“NPR长、短锚索+底角注浆锚杆+反底拱”的控制方案与参数。现场工业性试验中,NPR支护段较普通支护段围岩变形减小300~500 mm,NPR锚索受力最终稳定为340 kN左右。高预应力恒阻耦合支护方案可有效控制深埋软岩巷道揭煤段围岩大变形,为揭煤段围岩安全稳定控制提供了新支护手段。
关键词
深埋软岩巷道
揭煤段
高预应力
NPR长、短锚索
开挖补偿力学效应
Keywords
deep-buried soft rock roadway
uncovering coal section
high prestressed
NPR long and short anchor cable
excavation compensation mechanical effect
分类号
TD353 [矿业工程—矿井建设]
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职称材料
题名
考虑流变的两向不等压深埋软岩巷道围岩塑性区近似解
被引量：
7
2
作者
董海龙
高全臣
经纬
杨文峰
刘殿柱
机构
中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院
安徽理工大学矿山工程力学与支护技术研究所
出处
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019年第S01期74-81,共8页
基金
中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(2010YL01)。
文摘
深埋软岩巷道围岩通常表现出较明显的流变特性,为确定两向不等压深埋软岩巷道围岩的塑性区,跳过围岩复杂的流变变形过程,直接以达到稳定后的巷道围岩为研究对象。稳定深埋软岩巷道围岩的峰值应力为一定围压下的长期强度,基于这一点并在考虑岩体峰后应变软化特性的情形下将围岩分为弹性区、塑性软化区和破裂区;然后,从轴对称应力场塑性区公式出发,结合围岩总荷载不变的规律推导了两向不等压深埋软岩巷道围岩水平(及竖向)轴上塑性区半径的解析解,并基于既有文献求解的塑性区形状相对准确地给出了两向不等压深埋软岩巷道围岩塑性区的近似范围;最后,将该理论应用于工程实例的分析计算,并就考虑流变特性与否的2种情况进行对比。结果表明:考虑岩体流变,塑性区分布相对合理;否则,塑性区以“滑动楔形”状分布于围岩较小范围内,围岩几乎仅产生弹性变形。可见,岩体流变特性对围岩塑性区分布具有重要的影响,不计岩体流变特性得到的围岩塑性区范围偏小。因此,理论研究及工程实际中,应兼顾到岩体的流变特性,以确保巷道围岩的长期稳定与安全。该近似解在不考虑岩体峰后应变软化时的结果与既有文献给出的相应解析结果完全吻合,且与有限元法计算的结果较为接近,是一种相对合理且准确的两向不等压深埋软岩巷道围岩塑性区的估算方法。
关键词
两向不等压
深埋软岩巷道
塑性区
流变
近似解
Keywords
non-uniform stress field
deep soft roadway
plastic zone
rheology
approximate solution
分类号
TD353 [矿业工程—矿井建设]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
深埋软岩巷道高预应力恒阻耦合支护技术及其应用
孙晓明
姜铭
赵文超
缪澄宇
张勇
郭波
《中南大学学报（自然科学版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023
9
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下载PDF
职称材料
2
考虑流变的两向不等压深埋软岩巷道围岩塑性区近似解
董海龙
高全臣
经纬
杨文峰
刘殿柱
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019
7
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