单位文秘网 2021-08-31 09:08:47 点击: 次
信息反馈及修正设计
初始设计实施于井下后,必须进行全面、系统的监测,监测的目的是获取巷道围岩和锚杆的各种变形和受力信息,以便分析巷道的安全程度和修正初始设计。
获得监测数据以后,将实测数据与信息反馈指标比较,就可判断初始设计的合理性,必要时修正初始设计。
3 红石湾煤矿巷道支护设计数值模拟对比
红石湾煤矿501工作面回风巷设计走向长度1368 m,倾斜长度173 m,煤层厚度4.6 m,煤层倾角22°,巷道标高:+920~ +856 m,地面标高:123~1246 m,埋深:312~390 m。
3.1 新旧支护设计
原支护设计:普通锚杆支护,顶板6根锚杆,两帮各4根,排距0.8 m,顶锚杆直径φ20 mm,帮锚杆直径φ16 mm,顶锚杆长度2.5 m,帮锚杆长度1.6 m,锚索补强;
新支护设计:400号锚杆支护,顶板5根锚杆,两帮各4根,排距0.9 m,顶锚杆直径φ22 mm,帮锚杆直径φ20 mm,顶锚杆长度2.4 m,帮锚杆长度2.0 m,锚索补强。
3.2 新旧支护方案应力对比
如图1~图4所示。
4 工程应用
通过对比巷道位移量、应力分布(如图1~图5)可以看出,当采用设计支护方案进行支护时,由于锚杆材质的提高,锚杆的承载力大大增加,经受两次动压影响后锚杆受力大部分都没有超过屈服极限,巷道剪切破坏范围明显减小;由于新设计方案对预紧力的提高,使得巷道围岩塑性区明显减少,应力分布更加均匀,围岩变形得到有效控制。
5 结语
综合比较两种支护方式数值模拟计算结果,无论从节约成本考虑还是预应力扩散效果考虑,新支护方案都较原支护方案更为理想。
通过对比原支护方案和新支护方案的位移量、应力分布可以看出,当采用设计支护方案进行支护时,顶板下沉量减少14.6%,左帮移近量减少5%,右帮移近量减少11.4%;锚杆的承载力大大增加,锚杆受力大部分都没有超过屈服极限;
数值模拟法作为一种新的设计方法,经过不断的改进和发展,将逐步应用于实际。
参考文献
[1]何满潮.中国煤矿巷道锚杆支护理论与实践[M].北京:科学出版社,2004.
[2]肖亚宁,马占国,马继刚,等.沿空巷道三维锚索支护机理研究[J],煤矿开采,2011,16(1).
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