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不同锚固长度下巷道锚杆力学效应分析及应用被引量：47: 2015年; 为研究不同锚固长度对巷道围岩的控制效果,从理论方面推导了锚杆应力分布规律,建立了不同锚固长度下巷道围岩力学分析模型,考虑分析了锚杆直径、围岩强度参数、锚固长度、预紧力、布设间距等影响因素,给出了巷道锚杆支护设计的工程建议措施,并通过开展现场试验验证了本文理论研究成果的正确性。研究表明:锚杆受力主要集中在锚固段端头1/3范围内,且沿长度方向杆体剪应力与轴力不断递减;在软岩中更利于锚杆锚固作用的发挥;施加高预紧力,并留设一定的自由段长度,有利于锚杆预紧力在围岩中扩散,可形成有效的锚固围岩承载结构,充分发挥杆体支护潜力;当锚杆布设间距较大时,可通过提高预紧力、适当减少锚固长度来增加预紧力对围岩的控制效果。; 王洪涛王琦王富奇李术才王德超任尧喜郭念波张世国; 关键词：锚杆锚固长度预紧力

深部厚煤层综放沿空掘巷煤柱合理宽度试验研究被引量：172: 2014年; 煤柱合理宽度的确定是影响综放沿空掘巷围岩稳定性的重要因素。以深部厚煤层综放沿空掘巷赵楼煤矿11302工作面轨道巷为工程背景，首次提出一种新型侧向支承压力监测方法，通过现场应力监测和数值模拟相结合的研究方法确定区段煤柱合理留设宽度。现场应力监测与数值模拟结果显示，采空区侧向支承压力影响范围为50～56 m，低应力区宽度为12～15 m，考虑沿空巷道应处于应力降低区内，煤柱留设宽度不应大于7～10 m；同时，从有利于锚杆锚固出发，煤柱宽度不应小于4 m。综合考虑煤柱稳定性、次生灾害控制及煤炭资源回收等因素，最终确定煤柱留设宽度为5 m。采用大型地质力学模型试验与现场试验对煤柱宽度合理性进行验证，结果表明，巷道表面位移均呈现沿空帮＞顶板＞实体帮＞底板的变化趋势，掘巷稳定后，现场实测顶底板移近量最大为271 mm，两帮移近量最大为359 mm，巷道围岩控制效果较好；同时，锚杆、锚索受力均在其屈服范围内，并为回采期间预留充足的余量。研究结果可为类似开采条件下的区段煤柱宽度确定提供参考依据。; 王德超李术才王琦李为腾王富奇王洪涛彭蓬阮国强; 关键词：采矿工程沿空掘巷煤柱侧向支承压力

深井综放沿空掘巷围岩变形破坏机制及控制对策被引量：28: 2014年; 通过对赵楼煤矿综放沿空掘巷现场调查和变形监测,分析了巷道围岩变形破坏特征,深入揭示了围岩变形破坏机制,认为围岩强度低,地应力高,围岩松动破坏范围大,支护结构及参数不合理,巷道围岩应力环境复杂和断面尺寸大是围岩变形破坏的主要原因。基于强力让压耦合支护和关键部位加强支护的围岩控制原理,提出了顶板锚网带索、纵向钢带+两帮锚网梯索、纵向钢筋梯+窄煤柱帮部锚索加强和喷浆+实体煤帮钻孔卸压的支护对策并进行现场试验。结果表明:掘巷稳定后,巷道围岩控制效果良好;锚杆、锚索受力最大值均在其屈服范围内,并为回采期间留够了充足的余量。研究结果为类似复杂难支护巷道提供了借鉴。; 王德超王琦李术才王富奇阮国强邵行刘文江王新; 关键词：深井综放沿空掘巷控制原理

深部厚顶煤巷道围岩变形破坏机制模型试验研究被引量：28: 2013年; 为研究深部厚顶煤巷道围岩变形破坏特性及其机制,以赵楼煤矿千米深井厚顶煤巷道为工程背景,开展了大比尺地质力学模型试验,对让压型锚索箱梁支护系统作用下的巷道围岩位移、应力演化规律进行的研究表明:巷道顶底板围岩竖向应力释放较两帮剧烈,水平应力释放反之,巷道顶板中部围岩是顶板竖向应力释放的主要部位。通过与现场试验结果对比验证,总结出深部厚顶煤巷道围岩变形破坏的3个主要特征:顶板变形破坏较两帮和底板严重、顶板围岩变形破坏主要发生在煤岩交界面以下的煤体中、巷中是顶板变形破坏的关键部位,并进一步分析了相应机制:顶板煤岩松软破碎、自承能力差、顶板及其巷中竖向应力释放相对更为剧烈、矩形巷道顶板受力状态差等因素,导致顶煤所受径向应力低,碎胀变形剧烈,且弯曲变形、离层严重,顶板受力结构恶化,最终导致顶板控制困难。; 李为腾李术才王琦阮国强左金忠刘文江王德超王洪涛; 关键词：关键部位

深部巷道U型约束混凝土拱架力学性能及支护体系现场试验研究被引量：16: 2015年; 针对处于深部、断层构造破碎带等条件下的难支护巷道,提出U型约束混凝土（UCC）拱架新型支护技术。对拱架的承载特性及变形规律等进行数值及室内试验研究,并明确新型拱架失稳破坏的关键部位,综合分析UCC拱架支护体系的作用机制。研究结果表明：UCC短柱具有较好的延性和后期承载能力,极限承载力相对U型钢短柱提高127%~196%;UCC拱架承载能力是对应U型钢拱架的2.16倍;UCC拱架支护体系作为一种新型的三维立体支护体系,围岩控制效果显著,该支护体系下巷道围岩变形量最大为53 mm,仅为U型钢拱架的20.6%,且UCC拱架能够提供高强支护阻力,有效保证支护体系的安全性。; 王琦李为腾李术才江贝阮国强王德超张世国刘文江邵行; 关键词：深部巷道拱架力学性能

深部顶板夹煤层巷道围岩变形破坏机制及控制被引量：57: 2014年; 深部矿山顶板夹煤层巷道顶板围岩变形破坏严重,控制难度大。现场探测发现此类巷道围岩具有独特的二分区破裂模式,存在相对独立的巷道周圈松动破裂区和夹煤层界面离层破裂区。建立计算模型,研究了夹煤层厚度、位置和分岔巷道岩柱宽度3个因素对巷道关键点位移、塑性区、非对称变形的影响规律,分析了围岩变形破坏机制:夹煤层界面离层破裂区的发展,造成围岩自承结构的失效和自承能力的丧失,破裂区超过支护体系控制范围,最终导致围岩破坏失稳。提出了"内修+外控"的以注为主的非对称联合控制对策,现场试验显示取得了较好效果。; 李为腾王琦李术才王德超黄福昌左金忠张世国王洪涛; 关键词：深部巷道变形破坏机制注浆

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中国博士后科学基金(2013M540548)