深部回采巷道锚网索耦合支护机制研究

摘要

众所周知，深部开采是进行煤炭开采的必然趋势。然而深部开采所面临的高地应力、高地压、高地温以及强烈的开采扰动给深部煤炭的开采带来了巨大的挑战。由于复杂恶劣的地质环境使得锚网索支护巷道的部分构件先行失效，进而导致其他支护构件接连损坏失效，最终造成巷道整体破坏。因此，深入研究支护构件参数之间的耦合具有重大意义。
　　本文首先阐述了深部岩体复杂的地应力特征以及深部岩石的变形特点和深部开采的工程力学特征，深入分析了深部回采巷道的主要破坏形式及其危害，并进一步深入分析了影响巷道支护效果的主要因素并提出了耦合支护的思想。本文以朱集西煤矿11501工作面为研究背景，首先确定了影响影响锚网索巷道支护效果的主要因素有锚杆长度、锚杆锚固长度、锚杆及锚索的间排距、锚杆直径、锚杆预紧力、锚杆弹性模量、锚索长度、锚索直径、锚索预紧力、锚索弹性模量，提出了判定巷道支护效果的指标主要有收敛值、耦合系数、左右帮锚杆轴向力百分比。随后，根据影响因素采用L27(313)正交表通过计算机数值模拟进行正交试验。最后，对试验结果进行数据分析，分别进行了极差分析、方差分析、多元回归分析的数据分析手段，最终确定了各因素影响判定指标的主次顺序及各因素的显著性和因素与判定指标之间的定量关系。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 研究课题的背景及意义

1．1．1 煤炭资源的主体地位

1．1．2 深部开采的危害

1．1．3 锚网索支护的重要意义

1．2 研究课题的历史和现状

1．2．1 经典支护理论

1．2．2 耦合支护技术研究现状

1．3 主要研究内容及方法

1．3．1 主要研究内容

1．3．2 课题研究方法

2 深部巷道破坏机理

2．1 深部岩体的地应力特征

2．2 深部岩石的力学特性

2．2．1 深部岩石的变形特点

2．2．2 深部开采工程力学特点

2．3 回采巷道的破坏形式及危害

2．4 影响锚网索巷道支护效果的主要因素

2．5 锚网索耦合支护思想

2．6 本章小结

3 基于锚网索耦合支护的正交试验设计

3．1 试验研究背景

3．1．1 11501工作面概况

3．1．2 11501工作面试验巷道概况

3．1．3 试验巷道变形观测

3．2 正交试验

3．2．1 正交表的特点

3．3 试验方案设计

3．3．1 计算机模拟试验的可行性分析

3．3．2 正交试验方案的确定

3．4 相关试验参数的选定

3．5 判定指标的选取

3．6 本章小结

4 基于FLAC3D的正交试验结果分析

4．1 模型的建立

4．2 模拟支护方案的调整

4．3 试验结果分析

4．3．1 极差分析

4．3．2 方差分析

4．3．3 多元回归分析

4．4 本章小结

5 结论与展望

5．1 主要结论

5．2 存在问题及展望

参考文献

致谢

作者简介及读研期间主要科研成果