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深部高水平应力巷道倾斜锚杆破断机制及加强支护时机
被引量：
15
1
作者
刘学生
武允昊
+3 位作者
谭云亮
杨茗杰
李国庆
解成成
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第2期609-622,共14页
针对深部高水平应力下巷道倾斜锚杆承受弯曲、拉伸为主的复合荷载作用,易发生破断失效导致巷道局部失稳问题,以山东能源集团孙村煤矿2424工作面下平巷为工程背景,调研得到了倾斜锚杆破断特征,推导了内力与内力矩分布、破断危险断面位置...
针对深部高水平应力下巷道倾斜锚杆承受弯曲、拉伸为主的复合荷载作用,易发生破断失效导致巷道局部失稳问题,以山东能源集团孙村煤矿2424工作面下平巷为工程背景,调研得到了倾斜锚杆破断特征,推导了内力与内力矩分布、破断危险断面位置及相当应力表达式,建立了以危险断面最大相当应力为指标的破断力学判据,揭示了不同锚固参数与侧压系数对最大相当应力的影响规律,即最大相当应力随侧压系数、锚固长度和预紧扭矩增大而增大,而随锚杆安装角度增大呈现先减小后增大再减小的趋势。在此基础上,利用FLAC软件内置Fish语言实现了对锚杆危险断面最大相当应力的表征,定义了以危险断面最大相当应力与许用应力比值表示的危险系数K,并以此为指标提出了加强支护时机确定方法,获得了不同加强支护时机下围岩变形破坏规律。随着加强支护时的危险系数K增大,锚杆危险断面最大相当应力、围岩整体变形量与集中应力先减小后增大,危险系数K较小时,浅部围岩弹性能积聚较大,自承载能力发挥不足;危险系数K过大时,围岩变形量大、破坏严重,整体稳定性差。确定了2424工作面下平巷合理加强支护时机为危险系数K取0.8,现场加强支护实践表明,在危险系数为0.8(超前工作面60 m)时进行加强支护,锚杆破断率减小了87.9%,围岩变形得到有效控制,稳定性明显提高。
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关键词
破断机制
加强支护
倾斜锚杆
高水平应力
围岩控制
下载PDF
职称材料
厚煤层工作面端头综合支护技术及设备的研发与应用
被引量：
3
2
作者
赵博生
马庆
武允昊
《煤炭技术》
CAS
北大核心
2021年第12期1-4,共4页
针对端头回收三角煤、端头支护困难、人员用工多等问题,大淑村矿进行长期的探索、技术论证和多次改进,提出了"采煤机上行至端头代替人工卧底的方法回收上端头底部三角煤"以及"综放工作面端头支架和超前支护支架综合支护...
针对端头回收三角煤、端头支护困难、人员用工多等问题,大淑村矿进行长期的探索、技术论证和多次改进,提出了"采煤机上行至端头代替人工卧底的方法回收上端头底部三角煤"以及"综放工作面端头支架和超前支护支架综合支护的理念",并研制了端头使用的ZT6800/26/55型专用端头支架和ZQ1800/19/40型门式超前支护支架,且以大淑村矿172404采煤工作面为例进行了工业性应用和效益分析。结果表明,研制的专用端头支架和门式超前支护支架稳定性好,有效保障了端头支护安全,同时减少了端头三角煤的丢失,提高煤炭资源回收率。
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关键词
端头
三角煤
综合支护
回收率
安全生产
原文传递
锚杆抗疲劳性能对深部动载扰动硐室围岩稳定性影响
被引量：
12
3
作者
刘学生
武允昊
+3 位作者
谭云亮
王洪磊
PUREV Lkhamsuren
李学斌
《中国矿业大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第3期449-458,共10页
针对煤矿井下硐室的锚杆支护结构在长期低强度动载的作用下易发生疲劳破坏从而引起硐室围岩变形、失稳的问题,以龙固煤矿井下煤矸分离系统硐室所处地质条件为背景,在分析锚杆抗疲劳性能影响因素的基础上,计算得到了煤矿硐室常用HRB 600...
针对煤矿井下硐室的锚杆支护结构在长期低强度动载的作用下易发生疲劳破坏从而引起硐室围岩变形、失稳的问题,以龙固煤矿井下煤矸分离系统硐室所处地质条件为背景,在分析锚杆抗疲劳性能影响因素的基础上,计算得到了煤矿硐室常用HRB 600热轧左旋无纵肋螺纹钢锚杆的疲劳强度及不同动载条件下疲劳寿命.通过FLAC3D软件对锚杆疲劳寿命进行了验证,并探究了不同抗疲劳性能锚杆支护下硐室围岩的变形破坏规律,认为锚杆抗疲劳性能对受动载扰动硐室围岩稳定性及破坏程度具有直接的较大影响.研究结果表明:锚杆抗疲劳强度越大,其抵抗低强度交变动载扰动的能力越强,硐室围岩稳定性越高,如采用HRB 400型锚杆支护时硐室围岩塑性区范围为252 m^(2),而采用抗疲劳强度更高的HRB 600型锚杆支护时,塑性区范围减小22.3%;当抗疲劳强度越高的锚杆发生疲劳破坏时,围岩的变形越剧烈、破坏范围更大、且硐室灾变失稳可能更大,如采用HRB 400型锚杆支护硐室,其疲劳破坏后塑性区增加面积为HRB 600型锚杆的54.7%.
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关键词
抗疲劳性能
动载扰动
硐室稳定性
锚杆支护
数值模拟
原文传递
题名
深部高水平应力巷道倾斜锚杆破断机制及加强支护时机
被引量：
15
1
作者
刘学生
武允昊
谭云亮
杨茗杰
李国庆
解成成
机构
山东科技大学能源与矿业工程学院
山东省矿山灾害预防控制省部共建国家重点实验室培育基地
华东理工大学资源与环境工程学院
出处
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第2期609-622,共14页
基金
国家自然科学基金资助项目(52174122,52074168)
山东省泰山学者工程经费资助项目。
文摘
针对深部高水平应力下巷道倾斜锚杆承受弯曲、拉伸为主的复合荷载作用,易发生破断失效导致巷道局部失稳问题,以山东能源集团孙村煤矿2424工作面下平巷为工程背景,调研得到了倾斜锚杆破断特征,推导了内力与内力矩分布、破断危险断面位置及相当应力表达式,建立了以危险断面最大相当应力为指标的破断力学判据,揭示了不同锚固参数与侧压系数对最大相当应力的影响规律,即最大相当应力随侧压系数、锚固长度和预紧扭矩增大而增大,而随锚杆安装角度增大呈现先减小后增大再减小的趋势。在此基础上,利用FLAC软件内置Fish语言实现了对锚杆危险断面最大相当应力的表征,定义了以危险断面最大相当应力与许用应力比值表示的危险系数K,并以此为指标提出了加强支护时机确定方法,获得了不同加强支护时机下围岩变形破坏规律。随着加强支护时的危险系数K增大,锚杆危险断面最大相当应力、围岩整体变形量与集中应力先减小后增大,危险系数K较小时,浅部围岩弹性能积聚较大,自承载能力发挥不足;危险系数K过大时,围岩变形量大、破坏严重,整体稳定性差。确定了2424工作面下平巷合理加强支护时机为危险系数K取0.8,现场加强支护实践表明,在危险系数为0.8(超前工作面60 m)时进行加强支护,锚杆破断率减小了87.9%,围岩变形得到有效控制,稳定性明显提高。
关键词
破断机制
加强支护
倾斜锚杆
高水平应力
围岩控制
Keywords
breaking mechanism
strengthening support
inclined bolt
high horizontal stress
surrounding rock control
分类号
TD322 [矿业工程—矿井建设]
下载PDF
职称材料
题名
厚煤层工作面端头综合支护技术及设备的研发与应用
被引量：
3
2
作者
赵博生
马庆
武允昊
机构
冀中能源峰峰集团有限公司大淑村矿
山东科技大学能源与矿业工程学院
出处
《煤炭技术》
CAS
北大核心
2021年第12期1-4,共4页
基金
国家自然科学基金资助项目(51804181)。
文摘
针对端头回收三角煤、端头支护困难、人员用工多等问题,大淑村矿进行长期的探索、技术论证和多次改进,提出了"采煤机上行至端头代替人工卧底的方法回收上端头底部三角煤"以及"综放工作面端头支架和超前支护支架综合支护的理念",并研制了端头使用的ZT6800/26/55型专用端头支架和ZQ1800/19/40型门式超前支护支架,且以大淑村矿172404采煤工作面为例进行了工业性应用和效益分析。结果表明,研制的专用端头支架和门式超前支护支架稳定性好,有效保障了端头支护安全,同时减少了端头三角煤的丢失,提高煤炭资源回收率。
关键词
端头
三角煤
综合支护
回收率
安全生产
Keywords
face end
triangular coal
comprehensive support
recovery rate
safe production
分类号
TD353 [矿业工程—矿井建设]
原文传递
题名
锚杆抗疲劳性能对深部动载扰动硐室围岩稳定性影响
被引量：
12
3
作者
刘学生
武允昊
谭云亮
王洪磊
PUREV Lkhamsuren
李学斌
机构
山东科技大学能源与矿业工程学院
矿山灾害预防控制省部共建国家重点实验室培育基地
蒙古科技大学地质与采矿学院
出处
《中国矿业大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第3期449-458,共10页
基金
国家重点研发计划项目(2018YFC0604703)
山东省重点研发计划(公益类专项)项目(2019GSF111020)。
文摘
针对煤矿井下硐室的锚杆支护结构在长期低强度动载的作用下易发生疲劳破坏从而引起硐室围岩变形、失稳的问题,以龙固煤矿井下煤矸分离系统硐室所处地质条件为背景,在分析锚杆抗疲劳性能影响因素的基础上,计算得到了煤矿硐室常用HRB 600热轧左旋无纵肋螺纹钢锚杆的疲劳强度及不同动载条件下疲劳寿命.通过FLAC3D软件对锚杆疲劳寿命进行了验证,并探究了不同抗疲劳性能锚杆支护下硐室围岩的变形破坏规律,认为锚杆抗疲劳性能对受动载扰动硐室围岩稳定性及破坏程度具有直接的较大影响.研究结果表明:锚杆抗疲劳强度越大,其抵抗低强度交变动载扰动的能力越强,硐室围岩稳定性越高,如采用HRB 400型锚杆支护时硐室围岩塑性区范围为252 m^(2),而采用抗疲劳强度更高的HRB 600型锚杆支护时,塑性区范围减小22.3%;当抗疲劳强度越高的锚杆发生疲劳破坏时,围岩的变形越剧烈、破坏范围更大、且硐室灾变失稳可能更大,如采用HRB 400型锚杆支护硐室,其疲劳破坏后塑性区增加面积为HRB 600型锚杆的54.7%.
关键词
抗疲劳性能
动载扰动
硐室稳定性
锚杆支护
数值模拟
Keywords
fatigue resistance
dynamic disturbance
chamber stability
bolt support
numerical simulation
分类号
TD322 [矿业工程—矿井建设]
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题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
深部高水平应力巷道倾斜锚杆破断机制及加强支护时机
刘学生
武允昊
谭云亮
杨茗杰
李国庆
解成成
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023
15
下载PDF
职称材料
2
厚煤层工作面端头综合支护技术及设备的研发与应用
赵博生
马庆
武允昊
《煤炭技术》
CAS
北大核心
2021
3
原文传递
3
锚杆抗疲劳性能对深部动载扰动硐室围岩稳定性影响
刘学生
武允昊
谭云亮
王洪磊
PUREV Lkhamsuren
李学斌
《中国矿业大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021
12
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