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基于预应力场分布的回采巷道支护参数优化研究

杨玉龙  宋选民  刘一扬  王仲伦  
【摘要】:针对工作面端头处巷道垮落滞后于推进,并出现大面积悬顶的安全隐患,以磁窑沟煤矿13~#煤回采巷道为背景,阐述了预应力锚杆(索)支护原理及预应力的重要作用,运用工程类比及理论分析的方法提出锚杆(索)联合支护优化方案。基于上述研究,采用FLAC~(3D)建立了预应力场数值模型,对比分析了方案优化前后的支护系统预应力分布特征、承载范围及巷道围岩变形量,并进行了现场支护效果实证。研究结果表明:预应力锚杆(索)联合支护在巷道围岩中形成了相互连续叠加的压应力承载结构,进而提高了围岩承载强度及刚度,实现了主动支护;优化后的支护方案减小了压应力及承载范围,降低了支护强度,解决了端头巷道悬顶的问题,且优化后方案的巷道围岩变形量较优化前减小;从数值模拟与现场工业试验证实了优化后的支护方案具有一定的可靠性及安全性。

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