【文章內(nèi)容簡介】 00mm 2400mm 2400mm 隔排 2 根 7 4 圖 2 2 25 分別給出了三種支護方案的模擬結(jié)果。 圖 23 頂板 5 根錨桿巷道變形圖 24 圖 24 頂板 6 根錨桿巷道變形圖 圖 25 頂板 7 根錨桿巷道變形圖 25 圖 2 2 25 分別給出了頂板錨桿為 7 時的位移分布圖。從 3 個位移分布圖可以看出，位移分布特征基本相同，但位移量有比較明顯的變化。 5 根錨桿巷道變形最大，局部最大位移達(dá) mm， 6 根錨桿巷道局部最大位移為 mm， 7 根錨桿巷道變形最小，局部最大位移為 mm。 模擬結(jié)果表明隨著錨桿數(shù)目的增加，巷道變形有所減少，隨著錨桿數(shù)目減少，巷道變形顯著增加。當(dāng)錨桿增加到一定數(shù)目后，再增加錨桿對減少巷道變形幫助不大。 （ 4）錨桿排距對巷道穩(wěn)定性的影響 錨桿排距的大小決定了錨桿支護密度，即支護強度 的高低，并且能影響錨桿支護的剛度。因此改變錨桿排距能夠影響巷道的支護效果。 為了研究錨桿排距對巷道穩(wěn)定性的影響，采用如下三種不同排距的支護參數(shù)進行模擬： 直徑 排距 頂錨桿長度 幫錨桿長度 錨索 頂錨桿數(shù) 幫錨桿數(shù) φ 22mm 800mm 2400mm 2400mm 隔排 2 根 6 4 φ 22mm 1000mm 2400mm 2400mm 隔排 2 根 6 4 φ 22mm 1200mm 2400mm 2400mm 隔排 2 根 6 4 圖 2 2 28 分別給出了三種支護方案的模擬結(jié)果。 圖 26 排距 800mm 巷道變形圖 26 圖 27 排距 1000mm 巷道變形圖 圖 28 排距 1200mm 巷道變形圖 27 圖 2 2 28 分別給出了排距 800mm、 1000mm、 1200mm 的位移分布圖。從3 個位移分布圖可以看出，位移分布特征基本相同，但位移量有比較明顯的變化。排距 800 mm 時巷道變形最小，局部最大位移達(dá) mm，排距 1000mm 時巷道局部最大位移為 mm，排距 1200mm 時巷道變形最大，局部最大位移為 mm。 模擬結(jié)果表明隨著排距的增加，巷道變形明顯增大，隨著排距的減少，變形有所減少。當(dāng)排距減少到一定程度后，減少排距對降低巷道變形幫助不大。 （ 5）錨索對巷道穩(wěn)定性的影響 錨索是錨桿支護系統(tǒng)的重要補強構(gòu)件，錨索不僅具有很高的承載能力，能夠有效改善支護效果，而且能夠降低錨桿支護密度，提高掘進速度，因此研究錨索對巷道穩(wěn)定性的影響非常必要。 為了研究錨索對巷道穩(wěn)定性的影響，采用如下兩種支護參數(shù)進行模擬： 直徑 排距 頂錨桿長度 幫錨桿長度 錨索 頂錨桿數(shù) 幫錨桿數(shù) φ 22mm 1000mm 2400mm 2400mm 隔排 2 根 6 4 φ 22mm 1000mm 2400mm 2400mm 無 6 4 圖 2 30 分別給出了兩種支護方案的模擬結(jié)果。 圖 29 有錨索巷道變形圖 28 圖 30 無錨索巷道變形圖 圖 2 30 分別給出了有錨索和無錨索巷道位移分布圖。從圖中可以看出，巷道變形特征基本相同，但無錨索巷道變形明顯大于有錨索巷道，有錨索巷道最大變形為 mm，無錨索巷道變形為 。 模擬結(jié)果表明，錨索支護對巷道穩(wěn)定性有明顯的影響，采用錨索作為補充支護方式可以明顯減少巷道變形。 回風(fēng)大巷數(shù)值模擬研究結(jié)論 （ 1）數(shù)值模擬研究表明改變錨桿數(shù)目、排距等對巷道 的穩(wěn)定性都有明顯的影響。 （ 2）數(shù)值模擬研究結(jié)果表明錨索對巷道的穩(wěn)定性有重要的影響，能明顯減少巷道圍巖的變形。 （ 3） 3DEC 數(shù)值模擬軟件雖然考慮了巖層中重要的分層結(jié)構(gòu)面，但無法詳細(xì)研究巖體破壞后新形成的裂隙面對巖層的削弱作用，而這些巖體破壞后新形成的裂隙面會隨時間的推移發(fā)生滑動和弱化，表現(xiàn)為長期變形現(xiàn)象。目前還沒有軟件能夠詳細(xì)研究巖體破壞后的行為。因此本研究得到的變形量一般僅考慮了巷道開挖后短時間內(nèi)的變形行為，沒有考慮動態(tài)載荷和蠕變的影響。因此不應(yīng)該用現(xiàn)場實測的變形量等同于模擬的變形量。二者沒有可比性。 （ 4）在不同錨桿參數(shù)模擬過程中可以發(fā)現(xiàn)，各個方案模擬得到的變形量差別一 29 般只有 2~20mm。這種差別只是表明巷道變形初期的差別，這種微小的差別會對巷道的長期穩(wěn)定性發(fā)揮重要的影響。因為如果巷道在支護初期能夠減少幾個毫米的變形，其裂隙的發(fā)展和弱化速度將被大大的減緩，在巷道以后服務(wù)期內(nèi)，幾個毫米的差別可能發(fā)展為幾百個毫米。 （ 5）根據(jù)數(shù)值模擬結(jié)果和現(xiàn)場經(jīng)驗進行優(yōu)選，最終確定支護參數(shù)為錨桿直徑（頂和幫）φ 22mm、排距 1000mm、錨桿長度（頂、幫） 2400mm、頂板 6 根錨桿、幫 4根錨桿、錨索支護參數(shù)為隔排 2 根布置。 支護方案 經(jīng)過數(shù)值模擬分析，確定 XX 煤礦回風(fēng)大巷及輔運大巷均采用 樹脂加長錨固強力錨桿錨索組合支護系統(tǒng)。 回風(fēng)大巷支護方案 (1) 頂板支護 錨桿形式和規(guī)格：桿體為 22左旋無縱筋螺紋鋼筋，長度 ，桿尾螺紋為 M24。 錨固方式：樹脂加長錨固，采用兩支錨固劑，一支規(guī)格為 K2335，另一支規(guī)格為 Z2360。鉆孔直徑為 30mm，錨固長度為 1200mm。 鋼筋托梁規(guī)格：采用 ?16mm 的鋼筋焊接而成，寬度 80mm，長度 4700m。 托板：采用拱型高強度托盤配合球形墊和減阻尼龍墊圈。 錨桿角度：錨桿全部垂直巖面打設(shè)。 網(wǎng)片規(guī)格：采用鋼筋網(wǎng)護頂，網(wǎng)孔規(guī)格 80 80mm，網(wǎng)片規(guī)格 5200 1100mm。 錨桿布置：錨桿排距 1000mm，每排 6 根錨桿，間距 900mm。 錨桿預(yù)緊扭矩要達(dá)到 。 錨索 ： 錨索形式和規(guī)格：錨索材料為 ?20mm， 1?7 股高強度低松弛預(yù)應(yīng)力鋼絞線，長度7300mm，鉆孔直徑 30mm，采用一支 K2335 和兩支 Z2360 樹脂藥卷錨固； 錨索托盤：采用 300mm 300mm 16mm高強度可調(diào)心托板及配套鎖具 。 錨索布置：每 2021mm 打 2 根錨索，安設(shè)位置在距離兩幫 1700mm，兩根錨索間距 1800mm，垂直頂板巖層。錨索張拉要達(dá)到 20t。 (2) 巷幫支護 錨桿形式和規(guī)格：桿體為 22左旋無縱筋螺紋鋼筋，長度 ，桿尾螺紋為 M24。 錨固方式：樹脂端部錨固，采用一支錨固劑，規(guī)格為 Z2360。鉆孔直徑為 30mm。 鋼筋托梁規(guī)格：采用 ?16mm 的鋼筋焊接而成，寬度 80mm，長度 3200m。 托板：采用拱型高強度托盤配合球形墊和減阻尼龍墊圈。 30 網(wǎng)片規(guī)格：采用鋼筋網(wǎng)護幫，網(wǎng)孔規(guī)格 80 80mm，網(wǎng)片規(guī)格 3200 1100mm。 錨桿布置：錨桿排距 1000mm，每排每幫 4 根錨桿，間距 1000mm。 錨桿角度：錨桿全部垂直巖面打設(shè)。 錨桿預(yù)緊扭矩要達(dá)到 。 巷道支護布置如圖 31。 輔運大巷支護方案 (1) 頂板支護 錨桿形式和規(guī)格：桿體為 22左旋無縱筋螺紋鋼筋，長度 ，桿尾螺紋為 M24。 錨固方式：樹脂加長錨固，采用兩支錨固劑，一支規(guī)格為 K2335，另一支規(guī)格為 Z2360。鉆孔直徑為 30mm，錨固長度為 1200mm。 鋼筋托梁規(guī)格：采用 ?16mm 的鋼筋焊接 而成，寬度 80mm，長度 4700m。 托板：采用拱型高強度托盤配合球形墊和減阻尼龍墊圈。 錨桿角度：錨桿全部垂直巖面打設(shè)。 網(wǎng)片規(guī)格：采用鋼筋網(wǎng)護頂，網(wǎng)孔規(guī)格 80 80mm，網(wǎng)片規(guī)格 5200 1000mm。 錨桿布置：錨桿排距 900mm，每排 6 根錨桿，間距 900mm。 錨桿預(yù)緊扭矩要達(dá)到 。 錨索 ： 錨索形式和規(guī)格：錨索材料為 ?20mm， 1?7 股高強度低松弛預(yù)應(yīng)力鋼絞線，長度7300mm，鉆孔直徑 30mm，采用一支 K2335 和兩支 Z2360 樹脂藥卷錨固； 錨索托盤：采用 300mm 300mm 16mm高強度可調(diào)心托板及配套鎖具。 錨索布置：每 1800mm 打 2 根錨索，安設(shè)位置在距離兩幫 1700mm，兩根錨索間距 1800mm，垂直頂板巖層。錨索張拉要達(dá)到 20t。 (2) 巷幫支護 錨桿形式和規(guī)格：桿體為 22左旋無縱筋螺紋鋼筋，長度 ，桿尾螺紋為 M24。 錨固方式：樹脂端部錨固，采用一支錨固劑，規(guī)格為 Z2360。鉆孔直徑為 30mm。 鋼筋托梁規(guī)格：采用 ?16mm 的鋼筋焊接而成，寬度 80mm，長度 3200m。 托板：采用拱型高強度托盤配合球形墊和減阻尼龍墊圈。 網(wǎng)片規(guī)格：采用鋼筋網(wǎng)護幫，網(wǎng)孔規(guī)格 80 80mm，網(wǎng)片規(guī)格 3200 1000mm。 錨桿布置：錨桿排距 900mm，每排每幫 4 根錨桿，間距 1000mm。 錨桿角度：錨桿全部垂直巖面打設(shè)。 錨桿預(yù)緊扭矩要達(dá)到 。 31 巷道支護布置如圖 32。 輔運大巷出車線段支護方案 (1) 頂板支護 錨桿形式和規(guī)格：桿體為 22左旋無縱筋螺紋鋼筋，長度 ，桿尾螺紋為 M24。 錨固方式：樹脂加長錨固，采用兩支錨固劑，一支規(guī)格為 K2335，另一支規(guī)格為 Z2360。鉆孔直徑為 30mm，錨固長度 為 1200mm。 鋼筋托梁規(guī)格：采用 ?16mm 的鋼筋焊接而成，寬度 80mm，長度 5600m。 托板：采用拱型高強度托盤配合球形墊和減阻尼龍墊圈，承載能力不低于 23t。 錨桿角度：錨桿全部垂直巖面打設(shè)。 網(wǎng)片規(guī)格：采用鋼筋網(wǎng)護頂，網(wǎng)孔規(guī)格 80 80mm，網(wǎng)片規(guī)格 6200 1000mm。 錨桿布置：錨桿排距 900mm，每排 7 根錨桿，間距 900mm。 錨桿預(yù)緊扭矩要達(dá)到 。 錨索 ： 錨索形式和規(guī)格：錨索材料為 ?20mm， 1?7 股高強度低松弛預(yù)應(yīng)力鋼絞線，長度7300mm，鉆孔直徑 30mm，采用一支 K2335 和兩支 Z2360 樹脂藥卷錨固； 錨索托盤：采用 300mm 300mm 16mm高強度可調(diào)心托板及配套鎖具。 錨索布置：每 1800mm 打 3 根錨索，安設(shè)位置在距離兩幫 1300mm，中間一個錨索在巷道正中部，錨索全部垂直頂板巖層。錨索張拉要達(dá)到 20t。 (2) 巷幫支護 錨桿形式和規(guī)格：桿體為 22左旋無縱筋螺紋鋼筋，長度 ，桿尾螺紋為 M24。 錨固方式：樹脂端部錨固，采用一支錨固劑，規(guī)格為 Z2360。鉆孔直徑為 30mm。 鋼筋托梁規(guī)格：采用 ?16mm 的鋼筋焊 接而成，寬度 80mm，長度 3200m。 托板：采用拱型高強度托盤配合球形墊和減阻尼龍墊圈，承載能力不低于 23t。 網(wǎng)片規(guī)格：采用鋼筋網(wǎng)護幫，網(wǎng)孔規(guī)格 80 80mm，網(wǎng)片規(guī)格 3200 1000mm。 錨桿布置：錨桿排距 900mm，每排每幫 4 根錨桿，間距 1000mm。 錨桿角度：錨桿全部垂直巖面打設(shè)。 錨桿預(yù)緊扭矩要達(dá)到 。 巷道支護布置如圖 33。 掘進中如果發(fā)現(xiàn)情況異常應(yīng)及時向有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)和科室匯報，及時修改支護方案，加強支護。 32 20211000100017001800170035090090090090090035035703570100010001000370100010001000200200 1000 1000 1000 37010001000100024007