软岩巷道扩孔锚固机理及支护控制数值模拟研究

王志, 尹延春, 赵同彬, 马静敏, 武文宾

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山东科技大学学报(自然科学版) ›› 2021, Vol. 40 ›› Issue (03) : 35-43. DOI: 10.16452/j.cnki.sdkjzk.2021.03.005

软岩巷道扩孔锚固机理及支护控制数值模拟研究

  • 王志, 尹延春, 赵同彬, 马静敏, 武文宾
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摘要

针对深部煤矿巷道应力复杂、软弱围岩变形较大的问题,提出一种端部扩孔锚固方法,通过理论模型及数值计算,分析了端部扩孔锚固界面应力分布、脱锚长度扩展及端面挤压应力分布;研究了不同锚固方式巷道围岩变形、应力集中特征。结果表明:相比于常规锚固,界面剪应力在拉拔端附近先增大后减小,且在扩孔起点处附近也存在一个峰值,整体分布形态上呈现双峰值特征;在相同拉拔荷载下,扩孔锚固脱锚长度明显减小;扩锚端面可提供一定挤压抗力,沿扩锚端面径向向外逐渐降低,随扩孔直径增大,挤压抗力明显上升;扩孔锚固巷道顶板变形量比常规锚固降低了36%,巷帮应力集中系数降低了37%;在保证相同巷道稳定性控制效果前提下,扩孔锚固排距可按1.3倍进行布置,有效降低了锚固施工量。

关键词

软岩巷道 / 锚固支护 / 端部扩孔 / 界面应力 / 锚固性能

中图分类号

TD353

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王志, 尹延春, 赵同彬, 马静敏, 武文宾. 软岩巷道扩孔锚固机理及支护控制数值模拟研究. 山东科技大学学报(自然科学版). 2021, 40(03): 35-43 https://doi.org/10.16452/j.cnki.sdkjzk.2021.03.005

基金

国家自然科学基金项目(51974171); 山东省自然科学基金重大基础研究项目(ZR2019ZD13); 山东科技大学研究生科技创新项目(SDKDYC190349)

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