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锚杆支护围岩附加压应力场空间分布规律研究与应用
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作者 孙元田 王尚 +4 位作者 李桂臣 韩昌良 郝浩然 李菁华 赵海森 《煤炭学报》 北大核心 2025年第6期2940-2960,共21页
煤巷锚杆支护已得到广泛应用,锚杆支护作用于围岩内的附加压应力场大小与空间分布范围是量化支护参数、优化支护方案的关键。为研究锚杆(索)相关参数对围岩附加压应力场空间三维分布影响规律,从理论方面分析了锚杆作用下围岩所受托锚力... 煤巷锚杆支护已得到广泛应用,锚杆支护作用于围岩内的附加压应力场大小与空间分布范围是量化支护参数、优化支护方案的关键。为研究锚杆(索)相关参数对围岩附加压应力场空间三维分布影响规律,从理论方面分析了锚杆作用下围岩所受托锚力和黏锚力产生附加压应力机制,建立了围岩附加压应力模型,空间表征了附加压应力场分布特征,进一步通过模拟与理论对比,验证了模型的正确性;以围岩附加压应力≥0.02MPa为基准,量化研究了锚杆(索)支护关键参数即锚杆(索)预紧力、长度和锚固长度对围岩附加压应力场空间分布的形态、最大扩散半径、高度(间距)及体积的影响。锚杆支护下随着预紧力增大,空间附加压应力场分布形态由竖向“椭球体”发展为横向“椭球体”;锚杆长度增加,形态从近似“椭球体”变成“葫芦型”;锚固长度增大,形态从“葫芦型”变成近似“椭球体”。随着锚杆预紧力和长度增加,锚杆支护产生的附加压应力场的半径、高度及体积增大,而锚固长度对附加压应力场影响相反。锚索支护下随着锚索长度增加,围岩附加压应力场的空间分布形态从近似“椭球体”变成“葫芦型”,当锚索长度超过5m时,变成间断的上下2个“椭球体”且上小下大,即使预紧力和锚固长度增加,分布形态没有明显变化。随着锚索预紧力增加,锚索支护所形成的围岩附加压应力场的最大半径增加,体积增加,上下压应力场间距减少;随着锚索长度增加,围岩附加压应力场高度增加,随后间断成上下2个压应力场,其间距不断增大,半径及压应力场体积先增加后减少;随着锚索锚固长度的增加,围岩附加压应力场间距逐渐减小,半径先增加后减少,体积增加不明显。进一步分析了锚杆(索)组合支护下围岩高/低附加压应力对巷道顶板的作用,结合组合梁及悬吊理论的部分理念,确定了高/低阈值计算公式,通过对比围岩附加压应力场体积大小来确定锚杆支护方案优劣。以葫芦素煤矿21204工作面回风巷和城郊煤矿LW21106工作面运输巷为验证对象,分析了原/新支护方案特点,计算得到2条典型巷道围岩附加压应力场的高/低应力阈值及其在顶板覆盖的总体积。结果显示优化后方案锚杆(索)能在顶板形成有效连续的围岩附加压应力场,高/低压应力场体积均增加显著,围岩变形得到有效控制。 展开更多
关键词 围岩控制 附加应力场 锚杆支护 预应力 方案设计
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锚杆支护吸能调控效应理论解析与数值模拟 被引量:1
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作者 孟庆彬 辛学奎 +2 位作者 宋子鸣 程争民 宋洋 《中南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期3426-3440,共15页
为揭示锚杆的支护吸能调控效应及巷道围岩能量场分布规律,采用理论分析、数值模拟方法研究了锚杆支护巷道围岩能量分布特征。首先,采用经典的弹塑性理论及能量守恒定律,分析了支护巷道围岩弹性变形能、耗散能和外力功之间的关系,给出了... 为揭示锚杆的支护吸能调控效应及巷道围岩能量场分布规律,采用理论分析、数值模拟方法研究了锚杆支护巷道围岩能量分布特征。首先,采用经典的弹塑性理论及能量守恒定律,分析了支护巷道围岩弹性变形能、耗散能和外力功之间的关系,给出了锚杆吸能表达式;其次,基于有限差分FLAC3D软件及内嵌的Fish语言编程,开发了能量单元模块,模拟揭示了锚固体的预应力扩散和释能特性;再次,通过单元网格遍历循环的方式计算了巷道围岩中各岩体单元的能量,获得了巷道围岩总变形能、弹性变形能和耗散能的数值及分布特征;最后,揭示了开挖与锚杆支护条件下巷道围岩能量场分布规律,从能量调控角度确定了锚杆合理的长度、间排距等支护参数。研究结果表明:锚杆主要以提高围岩体力学参数及转化吸收能量的方式来调控巷道围岩能量场的分布和耗散特征;随着锚杆间排距缩小和锚杆长度增大,巷道围岩最大耗散能密度呈降低趋势。 展开更多
关键词 锚杆支护 吸能调控 理论解答 FLAC3D数值模拟 能量模型
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节理发育区巷道锚杆支护参数优化研究 被引量:3
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作者 吕靖烨 王美君 李晟 《金属矿山》 CAS 北大核心 2024年第5期220-225,共6页
在节理发育区的地下硐室和巷道开挖过程中,锚杆支护会对巷道围岩应力分布有显著影响。为研究锚杆对巷道围岩主应力状态的影响,采用FLAC3D软件对锚杆支护下的巷道围岩稳定性进行了模拟研究。基于HYPERWORKS软件开发了一种分析应力重分布... 在节理发育区的地下硐室和巷道开挖过程中,锚杆支护会对巷道围岩应力分布有显著影响。为研究锚杆对巷道围岩主应力状态的影响,采用FLAC3D软件对锚杆支护下的巷道围岩稳定性进行了模拟研究。基于HYPERWORKS软件开发了一种分析应力重分布结果的处理方法,以克服在应力分布图中难以直接观察锚杆支护影响的问题。结果表明:锚杆支护作用能提高最小主应力,围岩承载性能明显增加;对于在硐室顶板、底板和四周侧墙安装的3种支护形式,最大主应力增量分别为3.61、6.28、6.88 MPa;锚杆预应力、长度和数量均会对围岩应力重分布造成影响。根据数值模拟结果对巷道锚杆支护参数进行了优化,优化后的锚杆预应力、长度和数量分别为60 kN、2.0 m和5根,优化后的锚杆支护设计能够有效提高巷道围岩稳定性。 展开更多
关键词 巷道围岩 数值模拟 应力重分布 参数优化 锚杆支护
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地下掘进巷道富水破碎围岩锚杆支护参数优化 被引量:12
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作者 尹胜 周宗红 +1 位作者 张晶 乔木 《有色金属工程》 CAS 北大核心 2024年第2期119-127,共9页
针对矿山掘进巷道富水破碎区支护方案不合理,出现冒顶、片帮等问题,以1 660 m水平YM-Ⅱ巷道迎头大理岩破碎区为工程背景,进行巷道支护参数优化研究。为了合理有效地支护巷道和降低支护成本,结合现场实际建立巷道模型,采用正交试验设计... 针对矿山掘进巷道富水破碎区支护方案不合理,出现冒顶、片帮等问题,以1 660 m水平YM-Ⅱ巷道迎头大理岩破碎区为工程背景,进行巷道支护参数优化研究。为了合理有效地支护巷道和降低支护成本,结合现场实际建立巷道模型,采用正交试验设计的支护方案,利用FLAC3D数值模拟软件模拟计算,通过模拟结果对比分析巷道围岩的稳定性。结果表明:锚杆长度主要影响巷道围岩变形量,锚杆间排距主要影响是巷道围岩破坏情况;最优支护方案为锚杆直径40 mm、长度1.8 m、间排距0.9 m×0.9 m,可减少巷道围岩位移量70.77%、塑性区体积63.91%、垂直应力12.96%,有效控制巷道围岩稳定性,为矿山安全生产提供保证。研究结果可为富水破碎区围岩巷道支护设计和地压治理提供参考。 展开更多
关键词 富水破碎围岩巷道 数值模拟 锚杆支护 参数优化
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锚杆支护下两向不等压深埋隧洞受力与变形弹性分析 被引量:2
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作者 王惠贤 吴庆良 +1 位作者 鲍安红 唐彬雪 《科学技术与工程》 北大核心 2024年第2期757-765,共9页
为了给引水隧洞隧址选择和支护参数设计提供理论参考,采用均匀化方法,基于复变函数理论,推导了非均匀应力场下锚杆支护时深埋圆形隧洞的应力及位移弹性解析解,并给出了洞周切向应力及径向位移随围岩弹性模量、侧压力系数、锚杆长度、半... 为了给引水隧洞隧址选择和支护参数设计提供理论参考,采用均匀化方法,基于复变函数理论,推导了非均匀应力场下锚杆支护时深埋圆形隧洞的应力及位移弹性解析解,并给出了洞周切向应力及径向位移随围岩弹性模量、侧压力系数、锚杆长度、半径和环向间距等参数的变化规律。通过算例分析,得出以下结论:随着围岩弹性模量的增大,隧洞洞周各点的切向应力和径向位移均减小,且对围岩弹性模量在[5,10]区间最敏感;侧压力系数在[0,1]区间时,洞周最大切向应力和径向位移随其增大而减小;在[1,2]区间则相反,并对侧压力系数在[1,2]区间更敏感;随着锚杆长度的增大,洞周的切向应力和径向位移逐渐减小;随着锚杆半径增大,洞周的切向应力逐渐增大,径向位移逐渐减小;而随着锚杆环向间距的增大,洞周应力和位移的变化趋势与锚杆半径的规律相反。 展开更多
关键词 深埋隧洞 锚杆支护 弹性分析 复变函数理论
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锚杆支护方式对深埋洞室隔冲击效果影响的数值模拟研究 被引量:1
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作者 王雪 杨帅 +2 位作者 史志杰 郑际镜 王艳锋 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期129-139,共11页
与浅埋洞室相比,随着埋深增加而产生的高地应力现象使深埋洞室安全性评价更加复杂。本研究在考虑地应力平衡的前提下,采用有限元与无限元相结合的方法,对冲击荷载作用下深埋洞室的锚杆支护方式进行了设计与优化。计算结果表明:在平衡初... 与浅埋洞室相比,随着埋深增加而产生的高地应力现象使深埋洞室安全性评价更加复杂。本研究在考虑地应力平衡的前提下,采用有限元与无限元相结合的方法,对冲击荷载作用下深埋洞室的锚杆支护方式进行了设计与优化。计算结果表明:在平衡初始地应力之后,Mises应力会随着锚杆长度、疏密程度的增加略有增长。当锚杆长度和疏密程度增至某一特定值时,洞室洞壁的位移和塑性应变将达到最小值,洞室围岩将达到相对安全状态。锚杆间隔布置下,长锚杆数量的增加将提高洞室围岩的安全性。当对洞室拱脚进行重点支护时,整个洞壁的位移均有所减小。 展开更多
关键词 深埋洞室 地应力平衡 锚杆支护 围岩应力
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锚杆支护网片动载力学性能试验研究 被引量:1
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作者 苑新亮 吴拥政 周鹏赫 《煤炭工程》 北大核心 2024年第4期119-124,共6页
为了合理选择冲击地压巷道锚杆支护所需的网片,通过实验室试验从网片变形、承载力、位移及吸能等四个维度对比研究机编焊接钢筋网片和钢塑复合聚酯网片的动载力学性能,得到了两种网片在冲击载荷作用下的变形破坏方式及吸能特性。研究结... 为了合理选择冲击地压巷道锚杆支护所需的网片,通过实验室试验从网片变形、承载力、位移及吸能等四个维度对比研究机编焊接钢筋网片和钢塑复合聚酯网片的动载力学性能,得到了两种网片在冲击载荷作用下的变形破坏方式及吸能特性。研究结果表明:冲击载荷作用下,机编焊接钢筋网片和钢塑复合聚酯网片破坏变形集中区域不同,机编焊接钢筋网片以“十字”形式向中心变形,破坏主要集中在钢筋网与固定压板接触处,钢塑复合聚酯网片破坏主要集中在受冲击载荷中心部位及聚酯网与固定压板接触处;网片冲击力时程曲线可分为缓慢承载阶段、波动稳定承载阶段及衰减阶段,随着冲击载荷的增加,机编焊接钢筋网片冲击力峰值明显大于钢塑复合聚酯网片,机编焊接钢筋网片对冲击地压巷道的支护能力更强;网片位移变形随着冲击能量的增加逐渐增加,机编焊接钢筋网片可抵抗冲击能量大于5000 J,钢塑复合聚酯网片可抵抗冲击能量为2000 J。 展开更多
关键词 锚杆支护 网片 冲击载荷 力学性能 落锤冲击试验机
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基于高斯过程时间序列回归最优核函数和历史点数的锚杆支护钻进压力预测
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作者 刘杰 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期92-107,共16页
在井下锚杆支护过程中,及时了解工作压力对提高钻机使用寿命、保障煤矿生产安全具有重要的意义。针对目前锚杆支护中钻进压力反馈滞后、煤岩硬度分布非线性、现有方法不适用等问题,提出了一种基于高斯过程时间序列回归最优核函数和历史... 在井下锚杆支护过程中,及时了解工作压力对提高钻机使用寿命、保障煤矿生产安全具有重要的意义。针对目前锚杆支护中钻进压力反馈滞后、煤岩硬度分布非线性、现有方法不适用等问题,提出了一种基于高斯过程时间序列回归最优核函数和历史点数的锚杆支护钻进压力预测方法。这种方法通过高斯随机过程、核函数以及贝叶斯理论进行锚杆支护时间序列煤岩压力预测,是一种对非线性问题适应性高、具有概率意义输出的机器学习方法。以巷道掘进过程中钻箱钻进1000 mm时的钻进压力试验数据作为最优核函数和历史点数的筛选样本,以10种核函数(E、SE、RQ、Matern3/2、Matern5/2、ARDE、ARDSE、ARDRQ、ARDMatern3/2、ARDMatern5/2)和7种历史点数(8、10、12、14、16、18、20)作为筛选对象,通过负对数边缘似然函数为极小化目标函数自适应获取最优超参数,以单步外推的方式和训练集、测试集7∶3的比例对筛选样本进行了70次数值解算。分别以测试集可决系数(R^(2))、测试集均方根误差(RMSE)、测试集平均绝对误差(MAE)为数值解算评价指标,获取了4种锚杆支护钻进压力预测策略的最优核函数和最优历时点数组合(Matern5/2+历时点数10、ARDMatern5/2+历史点数10、SE+历时点数18、RQ+历史点数18)。基于最小化计算量,选取最优核函数为Matern5/2、最优历史点数为10,再次分别对巷道掘进过程中钻箱钻进1200、2400、3000 mm的钻进压力试验数据进行数值解算,给出95%置信区间下锚杆支护钻进压力预测分布。所提出的方法对于钻箱钻进1200 mm的钻进压力的预测数据,R^(2)为0.61317,MAE为0.026957,区间平均宽度百分比为3.072%;所提出的方法对于钻箱钻进2400 mm的钻进压力的预测数据,R^(2)为0.93118,MAE为0.010895,区间平均宽度百分比为0.581%;所提出的方法对于钻箱钻进3000 mm的钻进压力的预测数据,R^(2)为0.99647,MAE为0.0091847,区间平均宽度百分比为0.614%。最终发现,不同核函数和历史点数的组合选择会有较大差距的预测效果,是不可忽略的两个重要因素,本研究方法对围岩硬度分布均匀的数据波段预测结果优秀,对围岩硬度突变的数据波段预测结果在可接受范围内。 展开更多
关键词 锚杆支护 钻进压力预测 高斯过程回归 核函数 历时点数 置信区间
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千米深井煤巷桁架与锚杆支护效果的数值模拟研究 被引量:2
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作者 高明涛 王玉英 《中国矿业》 北大核心 2012年第S1期412-414,416,共4页
本文根据国内外有关研究成果,综合分析了桁架锚杆支护的作用机理及突出优势。采用有限元数值模拟研究方法,对煤巷桁架锚杆支护与锚杆的支护的作用效果进行了对比分析研究。表明桁架锚杆支护在改善巷道围岩应力状态、控制围岩塑性破坏区... 本文根据国内外有关研究成果,综合分析了桁架锚杆支护的作用机理及突出优势。采用有限元数值模拟研究方法,对煤巷桁架锚杆支护与锚杆的支护的作用效果进行了对比分析研究。表明桁架锚杆支护在改善巷道围岩应力状态、控制围岩塑性破坏区发育与围岩的变形方面的作用效果显著优于锚杆支护,为我国研究、试验及摧广煤巷桁架锚杆技术提供了初步的理论依据。 展开更多
关键词 煤巷 桁架锚杆支护 支护机理 数值模拟 锚杆支护
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深部冲击地压巷道锚杆支护作用研究与实践 被引量:190
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作者 康红普 吴拥政 +1 位作者 何杰 付玉凯 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第10期2225-2233,共9页
以义马常村煤矿深部冲击地压巷道为工程背景,介绍了深部冲击地压巷道围岩地质力学参数分布特征,分析了冲击地压巷道围岩变形与破坏特征及主要影响因素,揭示出锚杆支护对冲击地压巷道变形的本质作用是保持围岩完整性,在围岩中形成支护应... 以义马常村煤矿深部冲击地压巷道为工程背景,介绍了深部冲击地压巷道围岩地质力学参数分布特征,分析了冲击地压巷道围岩变形与破坏特征及主要影响因素,揭示出锚杆支护对冲击地压巷道变形的本质作用是保持围岩完整性,在围岩中形成支护应力场,降低应力集中系数,改善巷道围岩应力分布,充分发挥围岩的抗冲击能力。提出冲击地压巷道支护形式选择原则,介绍了高冲击韧性锚杆支护材料力学性能及锚杆支护参数设计方法。针对常村煤矿21220下巷条件,提出以全长预应力锚固、高强度、高冲击韧性锚杆与锚索支护为主,以金属支架为辅的复合支护方式,并进行了井下工业性试验。矿压监测数据表明,该种支护方式与围岩的整体抗冲击能力强,能够有效控制深部冲击地压巷道变形与破坏。在冲击能量影响下,锚杆、锚索受力特征明显不同于普通巷道,呈波浪状或锯齿状变化趋势。 展开更多
关键词 煤矿巷道 冲击地压 锚杆支护 支护作用 井下试验
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煤巷顶板软弱夹层层位对锚杆支护结构稳定性影响 被引量:100
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作者 张农 李桂臣 阚甲广 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第9期2753-2758,共6页
中国煤矿开采条件复杂,煤层顶板多为分层性强的复合顶板,含有软弱夹层时采用锚杆支护技术难度大、安全可靠性低。根据煤巷顶板软弱夹层和锚固区的相对位置,采用物理模拟方法研究了三种软弱夹层层位条件下顶板的采动失稳特征和破坏型式,... 中国煤矿开采条件复杂,煤层顶板多为分层性强的复合顶板,含有软弱夹层时采用锚杆支护技术难度大、安全可靠性低。根据煤巷顶板软弱夹层和锚固区的相对位置,采用物理模拟方法研究了三种软弱夹层层位条件下顶板的采动失稳特征和破坏型式,提出了包括锚杆支护承载性能强化、巷道破裂围岩体强度强化和围岩承载结构强化的巷道围岩强化控制原理;在应用安全因子AQ对顶板安全可靠性进行分级评估基础上,给出对应于不同顶板软弱夹层层位的煤巷分级强化控制对策。研究成果已在安徽两淮矿区煤巷工程实践中成功推广应用35×104 m。 展开更多
关键词 煤巷顶板 软弱夹层 锚杆支护 失稳特征 分级强化
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困难复杂条件下的煤巷锚杆支护 被引量:112
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作者 侯朝炯 柏建彪 +1 位作者 张农 李海燕 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第1期84-88,共5页
针对各种困难复杂条件下煤巷围岩的力学特点和生产地质条件 ,提出了采用锚杆支护的基本准则和方法 ,必要时辅以锚索加强与注浆加固围岩。在两个工程应用中 ,取得了显著的技术经济效果。
关键词 煤巷 锚杆支护 锚索 注浆加固
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锚杆支护组合构件的力学性能与支护效果分析 被引量:119
13
作者 康红普 吴拥政 李建波 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第7期1057-1065,共9页
对目前常用的锚杆、锚索组合构件形式与力学性能进行了介绍,对比了不同组合构件的抗拉强度与抗弯刚度,分析了组合构件在锚杆支护系统中的作用。采用有限元数值模拟方法,计算了W形钢带在受拉、受弯及受剪状态下的应力分布与变形特征。介... 对目前常用的锚杆、锚索组合构件形式与力学性能进行了介绍,对比了不同组合构件的抗拉强度与抗弯刚度,分析了组合构件在锚杆支护系统中的作用。采用有限元数值模拟方法,计算了W形钢带在受拉、受弯及受剪状态下的应力分布与变形特征。介绍了组合构件在千米深井巷道、深部沿空留巷、松软破碎围岩巷道等复杂困难条件下的成功应用实例,包括巷道地质与生产条件,锚杆支护设计与支护效果。同时,分析了组合构件选择不合理时容易出现的压穿、撕裂、过大弯曲变形与折断、扭曲及各种组合破坏形式。针对不同形式的组合构件,提出了防止其破坏的建议。设计制作了测力钢带,在安徽淮南谢一矿的回采巷道中进行了钢带受力监测,初步研究了钢带在锚杆安装预紧阶段、掘进影响与稳定阶段的受力特征与变化规律。 展开更多
关键词 锚杆支护 组合构件 力学性能 支护效果 钢带 应力分布 破坏形式 受力监测
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预应力锚杆支护参数的设计 被引量:226
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作者 康红普 姜铁明 高富强 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第7期721-726,共6页
在不考虑原岩应力场的条件下,采用有限差分数值计算软件FLAC3D,分析了锚杆预应力、锚杆长度、锚杆支护密度、锚杆安装角度及锚固方式等支护参数对锚杆预应力引起的应力场-锚杆预应力场的影响.基于数值模拟结果,结合井下应用情况,对预应... 在不考虑原岩应力场的条件下,采用有限差分数值计算软件FLAC3D,分析了锚杆预应力、锚杆长度、锚杆支护密度、锚杆安装角度及锚固方式等支护参数对锚杆预应力引起的应力场-锚杆预应力场的影响.基于数值模拟结果,结合井下应用情况,对预应力锚杆支护涉及的参数,包括预应力,锚杆直径、强度、长度、密度、角度,锚固方式,组合构件参数,锚索支护参数等进行了全面、系统的分析,提出了预应力锚杆支护参数选择的原则、范围. 展开更多
关键词 预应力 锚杆支护 支护参数
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拱顶端部加密锚杆支护洞室抗爆加固效果模型试验研究 被引量:27
15
作者 王光勇 顾金才 +2 位作者 陈安敏 徐景茂 张向阳 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第3期378-383,共6页
采用抗爆模型试验方法,研究了在集中装药爆炸应力波的作用下,拱顶端部加密锚杆支护洞室抗爆效果。通过分析压力时程曲线,证明测试数据规律性合理,数据可靠。分析和比较了拱顶端部加密锚杆支护洞室与不加密锚杆支护洞室所造成的洞室围岩... 采用抗爆模型试验方法,研究了在集中装药爆炸应力波的作用下,拱顶端部加密锚杆支护洞室抗爆效果。通过分析压力时程曲线,证明测试数据规律性合理,数据可靠。分析和比较了拱顶端部加密锚杆支护洞室与不加密锚杆支护洞室所造成的洞室围岩拱顶位移、洞壁应变、顶底板加速度和洞室宏观破坏形态,得出拱顶端部加密锚杆支护洞室抗爆加固效果不佳。 展开更多
关键词 拱顶端部加密锚杆支护 爆炸应力波 加固效果 模型试验
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大采高工作面锚杆支护巷道局部冒顶机理研究 被引量:22
16
作者 孙志勇 林健 +3 位作者 王子越 张镇 颜立新 王涛 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2019年第4期78-82,共5页
基于大采高工作面巷道冒顶制约煤矿安全生产的问题,采用现场实测和数值模拟方法研究了巷道局部冒顶的影响因素。现场测试表明:冒顶位置巷道直接顶板为5.8 m泥岩,且为多层复合,锚索锚固端附近存在泥质页岩软弱岩层,黏土矿物占比达54.3%... 基于大采高工作面巷道冒顶制约煤矿安全生产的问题,采用现场实测和数值模拟方法研究了巷道局部冒顶的影响因素。现场测试表明:冒顶位置巷道直接顶板为5.8 m泥岩,且为多层复合,锚索锚固端附近存在泥质页岩软弱岩层,黏土矿物占比达54.3%。锚杆锚固区内外均发生明显离层,支护体受岩层错动发生剪切变形。数值模拟得出,受回采动压未稳定区域掘巷、护巷煤柱尺寸小、支护强度和刚度不足等因素影响,顶板软弱节理面发生离层,支护应力场完整性丧失,围岩塑性破坏后发生冒落。提出在地质异常区及时支护、增大支护强度防止锚固区离层、加强施工质量检测等技术手段,提高巷道安全系数,为减少冒顶事故提供工程借鉴。 展开更多
关键词 大采高工作面 锚杆支护 现场测试 数值模拟 冒顶原因
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层状岩体深埋长隧道锚杆支护优化设计 被引量:24
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作者 韩昌瑞 白世伟 +1 位作者 王玉朋 张东焕 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第S1期409-414,共6页
层状岩体是地下工程中经常遇到的一种岩体,力学性质具有明显的各向异性。选择合适的屈服准则和强度参数变化规律,结合各向异性弹性本构方程,获得横观各向同性弹塑性本构关系,利用该本构模型对共和隧道锚杆支护方案进行数值计算。首先考... 层状岩体是地下工程中经常遇到的一种岩体,力学性质具有明显的各向异性。选择合适的屈服准则和强度参数变化规律,结合各向异性弹性本构方程,获得横观各向同性弹塑性本构关系,利用该本构模型对共和隧道锚杆支护方案进行数值计算。首先考虑地应力、岩性的影响,从围岩的变形、破坏形式、塑性区及锚杆拉力的大小等方面改进、优化支护设计方案;其次从实际工程出发,考虑施工难度、工程造价等因素的影响,得到改进方案Ⅰ效果较理想,通过试验段现场监测确定改进方案I。本构模型对计算结果的影响很大,正确模型的计算结果可以为实际工程提供科学依据。 展开更多
关键词 层状岩体 各向异性 锚杆支护 优化设计
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煤巷锚杆支护效果的多层次模糊综合评价 被引量:17
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作者 张科学 柏建彪 +5 位作者 郝云新 李磊 张永杰 王襄禹 许磊 潘跃文 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2010年第8期10-14,共5页
为合理评价煤巷锚杆支护效果,通过采用层次分析法对影响煤巷锚杆支护效果的地质条件、支护参数、支护工艺、采动影响、掘进速度、经济效益等多种因素进行分析,从而确定各影响因素权重值,建立煤巷锚杆支护效果的多层次模糊综合评价模型,... 为合理评价煤巷锚杆支护效果,通过采用层次分析法对影响煤巷锚杆支护效果的地质条件、支护参数、支护工艺、采动影响、掘进速度、经济效益等多种因素进行分析,从而确定各影响因素权重值,建立煤巷锚杆支护效果的多层次模糊综合评价模型,进而对支护效果作出好、较好、一般、差的定量评价,提高对煤巷锚杆支护效果评价的准确性和科学性。利用该评价方法对王家沟煤矿402巷道锚杆支护效果进行评价,分析结果表明其评价结果与实测数据一致。 展开更多
关键词 锚杆支护效果 层次分析法 模糊综合评价 煤巷 权重值
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基于围岩松动圈理论的锚杆支护技术研究 被引量:29
19
作者 杨胜利 王进学 +1 位作者 张鹏 郑立永 《金属矿山》 CAS 北大核心 2010年第6期44-47,共4页
现有锚杆支护参数确定多依据工程类比法,支护方案的确立缺少科学理论依据。因此,通过分析围岩松动圈原理,并应用超声波探测金川Ⅲ矿1554和1220m水平运输巷道的围岩松动范围。依据围岩松动圈测试结果,确定支护参数和支护方案,并通过数值... 现有锚杆支护参数确定多依据工程类比法,支护方案的确立缺少科学理论依据。因此,通过分析围岩松动圈原理,并应用超声波探测金川Ⅲ矿1554和1220m水平运输巷道的围岩松动范围。依据围岩松动圈测试结果,确定支护参数和支护方案,并通过数值模拟进行支护效果分析。研究结果表明,超声波能够探测围岩松动范围;围岩松动圈理论指导锚杆支护参数的确定是合理可靠的。 展开更多
关键词 围岩松动圈 超声波检测 锚杆支护 支护参数
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基于人工神经网络的煤巷锚杆支护设计研究 被引量:17
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作者 谢广祥 曹伍富 +2 位作者 王德润 孟祥瑞 华心祝 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第6期599-604,共6页
基于人工神经网络原理, 构筑锚杆支护设计多级人工神经网络, 在围岩分类的基础上,进行煤巷锚杆支护形式和参数优化设计. 应用结果表明, 该方法操作简便, 可靠性高, 具有先进性, 有较高的实用价值和广阔的应用前景.
关键词 人工神经网络 回采巷道 锚杆支护 参数设计
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