›› 2011, Vol. 32 ›› Issue (9): 2753-2758.

• 岩土工程研究 • 上一篇    下一篇

煤巷顶板软弱夹层层位对锚杆支护结构稳定性影响

张 农1, 2,李桂臣1, 2,阚甲广1, 2   

  1. 1. 中国矿业大学 矿业工程学院,江苏 徐州 221116;2. 中国矿业大学 煤炭资源与安全开采国家重点实验室,江苏 徐州 221116
  • 收稿日期:2011-03-31 出版日期:2011-09-10 发布日期:2011-09-13
  • 作者简介:张农,男,1968年生,博士,教授,博导,主要从事煤矿巷道矿压及其控制理论与技术研究及教学工作
  • 基金资助:

    国家自然科学基金青年科学基金资助项目(No. 50904064);江苏高校优势学科建设工程资助项目、中央高校基本科研业务费专项资金资助(No. 2010QNA29);煤炭资源与安全开采国家重点实验室(中国矿业大学)自主研究课题(No. SKLCRSM09X03)

Influence of soft interlayer location in coal roof on stability of roadway bolting structure

ZHANG Nong1, 2,LI Gui-chen1, 2,KAN Jia-guang1, 2   

  1. 1. School of Mines, China University of Mining and Technology, Xuzhou, Jiangsu 221116, China; 2. State Key Laboratory of Coal Resources and Safe Mining, China University of Mining and Technology, Xuzhou, Jiangsu 221116, China
  • Received:2011-03-31 Online:2011-09-10 Published:2011-09-13

摘要: 中国煤矿开采条件复杂,煤层顶板多为分层性强的复合顶板,含有软弱夹层时采用锚杆支护技术难度大、安全可靠性低。根据煤巷顶板软弱夹层和锚固区的相对位置,采用物理模拟方法研究了三种软弱夹层层位条件下顶板的采动失稳特征和破坏型式,提出了包括锚杆支护承载性能强化、巷道破裂围岩体强度强化和围岩承载结构强化的巷道围岩强化控制原理;在应用安全因子AQ对顶板安全可靠性进行分级评估基础上,给出对应于不同顶板软弱夹层层位的煤巷分级强化控制对策。研究成果已在安徽两淮矿区煤巷工程实践中成功推广应用35×104 m。

关键词: 煤巷顶板, 软弱夹层, 锚杆支护, 失稳特征, 分级强化

Abstract: Geological conditions of coal seams in China are very complicated. Existence of a soft interlayer in roof will greatly reduce bolt force and lower safety and reliability of the bolted structure. Regarding the relative position between locations of the soft interlayer in roof and the bolted zone, theoretical analysis and physical simulation have been combined to study the instability characteristics and deformation mechanism of the lamellate roof under mining-influence. Quantitative results of soft interlayer location inside, at the edge of, and outside the bolted zones under different stress conditions are respectively summarized especially the vertical stress, strain and roof bedding separation. To keep the roadway with a soft interlaysr in its roof stable requires not only the basic bolting but also strong supplemental support to ensure a close contact between the bolted zone and its overlying strata, eliminating bed separation and to achieve roadway stability immediately after stress redistribution. A five-grade roadway safety classification system based on the safety factor AQ is established. Then a set of classified enhanced control technologies is proposed, aiming to strengthen bearing capacity of bolts, deformed rock and self-bearing structure of the surrounding rock as a whole. Support effect has been verified by successful application to over 350 000-meter-long roadway of Huainan and Huaibei mining areas. Nationwide application is foreseeable in the near future

Key words: coal roof, soft band, bolting, instability characteristics, classified enhanced control

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  • TD 353
[1] 朱赛楠, 殷跃平, 李 滨, . 二叠系炭质页岩软弱夹层剪切蠕变特性研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(4): 1377-1386.
[2] 刘汉香, 许 强, 朱 星, 周小棚, 刘文德. 含软弱夹层斜坡地震动力响应过程 的边际谱特征研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(4): 1387-1396.
[3] 胡帅伟, 陈士海, . 爆破振动下围岩支护锚杆动力响应解析解[J]. 岩土力学, 2019, 40(1): 281-287.
[4] 陈 宾,周乐意,赵延林,王智超,晁代杰,贾古宁,. 干湿循环条件下红砂岩软弱夹层微结构与剪切强度的关联性[J]. , 2018, 39(5): 1633-1642.
[5] 范 刚,张建经,付 晓, . 含软弱夹层顺层岩质边坡传递函数及其应用研究[J]. , 2017, 38(4): 1052-1059.
[6] 韩昌瑞 ,白世伟 ,王玉朋 ,张东焕,. 层状岩体深埋长隧道锚杆支护优化设计[J]. , 2016, 37(S1): 409-414.
[7] 王 翀 ,刘承论,. 基于3D-FSM的预紧力端锚数值模拟及其多核并行化研究[J]. , 2016, 37(3): 875-882.
[8] 周 飞 ,许 强 ,刘汉香 ,王 龙,. 地震作用下含水平软弱夹层斜坡动力响应特性研究[J]. , 2016, 37(1): 133-139.
[9] 殷 勇 ,周国庆,. 软弱夹层的极限荷载分析[J]. , 2015, 36(4): 1035-1040.
[10] 孟 强,赵洪波,茹忠亮. 锚杆支护圆形隧洞的等效强度参数及可靠性分析[J]. , 2014, 35(S1): 437-442.
[11] 张绪涛 ,张强勇 ,向 文 ,高 强 ,袁圣渤 ,王 超,. 深部层状节理岩体分区破裂模型试验研究[J]. , 2014, 35(8): 2247-2254.
[12] 言志信 ,张刘平 ,江 平 ,段 建 ,任志华 , . 锚固上覆红黏土岩体边坡的地震动力响应[J]. , 2014, 35(3): 753-758.
[13] 刘怡林 ,黄茂松 ,袁 伟 ,王浩然 , . 斜坡含软夹层地基路堤离心模型试验与数值模拟[J]. , 2013, 34(S2): 22-26.
[14] 王浩然 ,黄茂松 ,刘怡林, . 含软弱夹层边坡的三维稳定性极限分析[J]. , 2013, 34(S2): 156-160.
[15] 朱幸科 ,王立忠 ,国 振 ,袁 峰 . 软弱夹层对深水采油管柱地震反应的影响[J]. , 2012, 33(7): 2067-2075.
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[1] 唐明明,王芝银,马兰平,曾志华,张之沛. 油气管道穿越黄土冲沟的管线设计参数研究[J]. , 2010, 31(4): 1314 -1318 .
[2] 林 杭,曹 平,李江腾,江学良,何忠明. 基于Hoek-Brown准则的三维边坡变形稳定性分析[J]. , 2010, 31(11): 3656 -3660 .
[3] 李俊才,纪广强,宋桂华,张 琼,王志亮,严小敏. 高层建筑疏桩筏板基础现场实测与分析[J]. , 2009, 30(4): 1018 -1022 .
[4] 魏 宁,李小春,王 燕,谷志孟. 城市垃圾填埋场甲烷资源量与利用前景[J]. , 2009, 30(6): 1687 -1692 .
[5] 牛文杰,叶为民,刘绍刚,禹海涛. 考虑饱和-非饱和渗流的土坡极限分析[J]. , 2009, 30(8): 2477 -2482 .
[6] 王可良,刘 玲,隋同波,徐运海, 胡廷正. 坝体岩基-橡胶粉改性混凝土现场抗剪(断)试验研究[J]. , 2011, 32(3): 753 -756 .
[7] 林达明,尚彦军,孙福军,孙元春,吴锋波,刘志强. 岩体强度估算方法研究及应用[J]. , 2011, 32(3): 837 -842 .
[8] 吴 剑,冯少孔,李宏阶. 钻孔成像中结构面自动判读技术研究[J]. , 2011, 32(3): 951 -957 .
[9] 李 辉 ,晏鄂川 ,杨建国 ,吕 坤 . 库水条件下滑坡体与挡墙相互作用研究[J]. , 2012, 33(5): 1593 -1600 .
[10] 胡长明 ,梅 源 ,王雪艳 . 离石地区湿陷性黄土地基强夯参数的试验研究[J]. , 2012, 33(10): 2903 -2909 .