不同结构岩体锚杆支护沿空巷道稳定性离散元模拟研究

论文摘要

本文以义马杨村矿某综放工作面为工程背景,建立模型,采用UDEC数值模拟软件,首先对综放工作面推进过程中支承压力分布规律进行了离散元模拟分析,得出支承压力分布规律随推采长度变化规律,验证了小煤柱沿空掘巷结论的正确性,并对内外应力场的形成条件进行了探讨。在此基础上,采用UDEC软件分析了节理特征参数对综放沿空巷道围岩稳定性的影响,并重点从巷道顶板节理面之间的水平挤压力、巷道顶板下沉量和围岩破坏等方面,对不同锚固形式、锚杆长度、有无托盘与钢带、不同块体尺寸、不同埋深等情况下,综放沿空巷道进行了模拟分析,得到以下结论:节理岩体锚杆支护作用,可明显增加岩块之间节理面的水平挤压力,从而加大节理面的摩擦力,维护围岩稳定;托盘和钢带在预应力锚杆支护中可显著改善锚固支护效果。以上结果对义马杨村煤矿的采煤掘巷及巷道锚固支护提供了理论依据,较好的指导了现场。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 课题的提出及研究意义
• 1.2 国内外研究现状及发展报告
• 1.3 主要研究内容、研究方法和技术路线
• 2 综放面顶板矿压显现分析
• 2.1 数值模拟模型建立
• 2.2 不同埋深情况下综放面煤壁支承压力分析
• 2.3 关于内外应力场问题的探讨
• 2.4 本章小结
• 3 单元尺寸合理确定及节理性质对巷道稳定性的影响分析
• 3.1 围岩节理性质概述
• 3.2 单元大小对模拟结果的影响分析
• 3.3 节理性质对巷道稳定性影响分析
• 3.4 本章小结
• 4 岩层中锚杆与围岩作用机理研究
• 4.1 锚杆荷载传递的力学行为
• 4.2 锚杆支护的理论基础
• 4.3 锚杆支护对节理面间挤压力影响分析
• 4.4 本章小结
• 5 不同锚杆沿空巷道变形特征模拟研究
• 5.1 地下工程中巷道围岩的变形破坏特征
• 5.2 预应力锚杆加固围岩的机理分析
• 5.3 不同锚杆沿空巷道变形特征模拟研究
• 5.4 本章小结
• 6 主要结论与展望
• 6.1 主要结论
• 6.2 创新点
• 6.3 不足与展望
• 致谢
• 攻读硕士期间主要成果
• 参考文献