基于上限法的深部大断面回采巷道顶板锚索设计方法研究

• 作者: 任尧喜 张建 张若祥 李术才 江贝 王富奇 王洪涛 王琦 郭念波
• 来源期刊: 岩土力学
• 关键词: 深部大断面 回采巷道 Hock-Brown强度准则 上限法 顶板 锚索设计
• 年，卷（期）: 2017,（8）
• 所属期刊栏目: 岩土工程研究
• 页码范围: 2351-2357,2367
• 页数: 8页
• 分类号: TU452
• 语种: 中文
• DOI: 10.16285/j.rsm.2017.08.024

摘要

针对目前深部大断面回采巷道控制难题和相应的高强锚索控制技术,考虑顶板围岩应力与支护荷载影响,利用Hoek-Brown强度准则及塑性力学中的极限分析上限法,得到了大断面巷道顶板的冒落破坏机制,提出了顶板锚索长度及匹配预紧力的设计方法.基于建立的锚索设计参数影响因素敏感性指标对巷道宽度、岩体重度、围岩应力、岩体抗压强度、抗拉强度、锚索布设间距、顶角锚索布设倾角等因素的影响进行了分析.结合现场实际情况,提出了深部大断面回采巷道围岩控制的工程建议.将此设计方法应用到千米深井赵楼煤矿1305孤岛工作面的运输顺槽顶板锚索参数确定中,有效地控制了围岩变形.研究表明:在高应力大断面回采巷道中,顶板锚索需锚固在稳定岩层中,并施加足够的预紧力,才可有效控制顶板围岩冒落或破坏;顶板锚索所需预紧力随岩体抗拉强度、抗压强度及岩体经验参数A的增大而减小,随巷道宽度、岩体重度、围岩应力、锚索布设间距、顶角锚索布设角度以及岩体经验参数B的增大而增大,其敏感性最高的影响因素为围岩应力.因此,在深部高地应力巷道设计中,需特别重视地应力的影响,采用高强、高延伸率锚索,增设锚索定量让压装置,高阻让压有效释放围岩应力,并通过施加高预紧力或注浆加固等方式来提高围岩完整性,获得较好的围岩控制效果.