深部大断面硐室锚索耦合支护研究与实践

"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。