深部大断面硐室锚索耦合支护研究与实践
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更新于2024-09-05
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"大断面硐室碹体-锚索耦合支护机理研究与应用"
在采矿工程中,大断面硐室的支护是一个关键的技术问题,尤其是在深部矿井,由于地质条件复杂,压力大,硐室的稳定性至关重要。本文针对告成煤矿深部大断面泵房的支护挑战,深入研究了碹体-锚索耦合支护的力学模型和相关影响因素。
首先,建立了大断面硐室碹体的锚索耦合支护力学模型,该模型考虑了硐室在载荷作用下的弯曲应力分布情况。碹体,作为一种传统的砌体结构,通常由砖石或混凝土构成,而在大断面硐室中,这种结构的稳定性和承载能力受到极大考验。通过耦合锚索,可以增强碹体的抗压性能,防止因压力导致的破裂和变形。
研究表明,碹体支护结构的危险截面主要集中在帮部,即硐室侧壁,这提示我们需要特别关注这些区域的支护设计。在碹体-锚索耦合支护中,危险截面和起拱线位置是重要的耦合位置。前者应作为首要的耦合点,后者则为次要位置,同时要避免锚索布置在产生负弯曲应力的部位,以防止结构的早期破坏。
进一步分析了锚索的参数对其效果的影响。锚索的排距,即锚索之间的距离,对碹体的极限承载能力影响最大,合理设置排距可以均匀分散压力,提高整体稳定性。锚索的有效长度其次,它决定了锚索能提供支撑的范围,过短可能无法达到预期的加固效果。而预紧力虽影响相对较小,但也是不容忽视的因素,适当的预紧力能使锚索更好地嵌入岩体,增强锚固效果。
基于这些理论研究,文章提出了锚索补强和壁后注浆充填的联合加固方案。锚索补强能直接增强碹体的承载力,而壁后注浆可以填充岩体空隙,增加岩体的整体性,减少因应力集中引起的岩体破裂。现场应用结果显示,采用该方案后,硐室顶底板及两帮的最大移近量都控制在50mm以内,显著减小了围岩的变形,证明了该方法的有效性。
关键词涵盖的大断面、硐室、碹体、锚索和耦合支护,都是解决深部矿井大断面硐室支护问题的核心技术概念。大断面意味着更大的压力和更复杂的应力分布,硐室和碹体是矿井基础设施的重要组成部分,锚索和耦合支护则是现代支护技术中的创新手段,通过科学的力学模型和合理的参数设计,可以有效提高支护效果,保障矿山安全生产。
2020-04-19 上传
2020-07-07 上传
2020-07-14 上传
2020-04-29 上传
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