深部巷道變形數(shù)值分析及合理錨桿支護參數(shù)選擇.pdf

1、隨著煤礦開采行業(yè)的發(fā)展，淺部煤炭資源已幾近枯竭，我們不得不向更深處開采來滿足人類對煤炭資源的需求。根據(jù)相關研究表明深部巖體多表現(xiàn)為“軟巖”特性，對于早期淺部煤炭巷道開采技術已不能完全適用于深部開采，為了給深部開采提供更加合理的支護方案及相應的支護技術，本文就目前常見的深部開采條件分別進行理論分析和數(shù)值模擬分析初步設計出各開采條件下的最佳支護方案，并在此基礎上確定淮北袁店二礦101運輸巷道控制圍巖穩(wěn)定的合理錨桿支護參數(shù)。
　　目前在

2、理論分析方面針對如何計算巷道圍巖所需支護反力大小的公式并不完善，第三章中就目前常見的開采條件即不同的巷道斷面尺寸，不同埋深及不同巖性3個因素分別選取5個水平進行正交試驗設計得出25組試驗，利用同行學者研究的理論成果進行理論計算圍巖表面在無支護反力時的變形大小，當變形超過允許變形，通過調(diào)整支護反力大小使圍巖變形控制在相應巖性允許值范圍內(nèi)，從而確定出25組不同開采條件下控制圍巖穩(wěn)定所需支護反力大小。對計算結果進行極差法分析巷道所需支護反力大

3、小隨不同因素的變化規(guī)律。到目前為止，巷道支護形式有很多種，不同的支護形式提供的支護反力大小各不相同，根據(jù)相關研究了解不同支護形式所能提供支護反力大小并在此基礎上初步設計25組不同開采條件下巷道圍巖的支護方案。
　　目前分析巷道圍巖變形方法主要有理論分析、數(shù)值分析及工程實測。本文第四章針對理論分析的25組正交試驗采用大型有限元分析軟件ANSYS數(shù)值模擬圍巖變形情況，對超過允許變形的逐步添加錨桿數(shù)量進行支護，對于變形過大的可以先進行壓

4、力灌注漿改善圍巖巖性后再添加錨桿支護直至圍巖最大變形控制在相應巖性允許范圍內(nèi)，從而可以通過數(shù)值分析的方法設計出25組不同開采條件下控制巷道圍巖變形的支護方案及相應的支護參數(shù)。
　　以淮北袁店二礦101運輸巷道為例，對照其巷道開采條件取25組正交試驗中最接近的一組，分別結合理論計算與數(shù)值分析的設計方案初步設計出控制改巷道圍巖穩(wěn)定性的支護方案。利用ANSYS軟件模擬實際101運輸巷道變形情況，在分析不同錨桿密度及圍巖變形的擬合關系基礎

5、上，計算出巷道最佳支護參數(shù)，并通過模擬驗證計算結果。
　　本文結論：
　?。?）理論分析得出巷道圍巖巖性越差、埋深越大、斷面尺寸越大，控制圍巖穩(wěn)定所需的支護反力就相應地增大，研究表明當巷道圍巖粘結力大于1.5MPa，埋深大于600m，等效半徑大于2.5m時，圍巖所需的支護反力將迅速增大，所以該組臨界值在工程實際中應予以重視；
　?。?）利用數(shù)值模擬矩形巷道圍巖變形規(guī)律更接近工程實測規(guī)律，且對比理論計算結果略有差別，但是