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特厚煤层大断面煤巷顶板离层及锚固效应研究

郑钢镖  
【摘要】:全煤大巷跨度较大,围岩为松散破碎的煤体,强度较低,受力复杂,围岩的变形量及破裂范围都很大。由于理论知识的局限,目前我们对于大断面全煤巷的变形破坏机理、围岩变形控制的认识还不是很清楚,巷道围岩稳定性受采动影响的变化规律没有考虑或研究的较少,特别是当巷道顶板岩层中存在着弱面时,所以我们有必要研究大断面全煤巷道围岩的变形特征并对相应的锚固支护效应进行分析;同时,已有的研究结果表明煤层顶板的岩性特征及岩层结构是影响锚杆支护设计及支护效果的主要因素,离层是煤巷顶板破坏失稳的基本特征或直接原因,因此,我们有必要首先对大断面巷道顶板的离层成因及离层机理、影响因素进行分析,及时准确地掌握各种影响因素下的煤巷顶板离层情况。 本文正是围绕着以上问题展开研究的,其研究内容和研究成果如下: (1)具体分析了巷道顶板离层的发生过程及形成机理,并对影响巷道顶板离层的因素进行了分析,得出顶板离层是地应力、围岩力学性质、围岩体结构、锚固方式、巷道断面等诸多因素综合作用的外在表现。其中: ①巷道埋深H、侧压系数λ是影响顶板离层的关键因素; ②弹性模量E是影响顶板离层的关键因素;抗拉强度及内摩擦角对顶板离层的影响微弱,不是影响顶板离层的关键因素;内聚力对顶板离层的影响可以分为2个阶段:内聚力在原值基础上的减小对顶板离层ⅠS_(d1),、顶板离层ⅡS_(d2):以及总离层量S_(dt)的影响很明显,但是内聚力在原值基础上的增加对顶板离层影响不大。


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