【9页】外文翻译--关于倾角煤层挖掘巷道的锚杆支护的研究.doc文档在线下载

导致出现这种现象的原因是自身的复杂情况，另个是基本的地层运动理论。

目前，关于煤层巷道的维护问题已经引起关注，并且许多关于地层运动和巷道的支撑的研究已经展开了。

这些研究在巷道的维护过程中，起到了积极的作用。

然而，大多数研究是围绕平直或者是逐渐倾斜的煤层展开的。

由于他们是定位在非常特殊的各有异性的媒介和环境中的，而在倾斜煤层的巷道通常受到不利的载荷并且不均衡的产生变形，地层运动比逐渐倾斜的煤层要强烈，另外遭到破坏的区域也是很大的，这就造成了巷道的支撑更加困难。

从以上提到的情况来看，我们在仿真倾斜煤层巷道的地层运动中使用了完全可变形离散元素法，并且在巷道的承载小的区域也被监控起来。

基于这些监控结果，种螺栓连接的方法被提出。

等到付诸实践以后，这种方法被证明是有效的并且是合理的。

没有任何支撑的巷道的变形和实效特征地质条件研究对象是宝山煤矿的第号煤层，煤层的向下倾角是度，煤层厚度是米，地质条件是相当简单的。

平均的埋藏深度是米。

巷道上紧接着的顶是米厚的沙岩和页岩，施加全部的载荷是低的。

再层是比较硬的重要的顶。

中国矿业大学届本科生毕业设计第页这层是沙岩。

巷道的宽度是米并且为了保持顶不被改变，巷道被以不规则的形状挖掘。

边墙的煤却是又软又松，很容易掉下来。

巷道周围的岩石不是很稳定，顶和边墙易于倒下或者断裂，这对于煤炭生产和矿工的安全都是个隐患。

工作进程经常由于巷道的困难得维护而停止。

用离散元素法来仿真巷道的变形和失效接缝的统计结果表明巷道的围岩是被两个垂直的接缝破坏的，条是煤矿测量的基床，另条是垂直于基床的，主要发生在紧邻的顶。

由于紧邻顶的低强度，常常会出现穿透紧邻顶的长裂缝。

这么长的裂缝是冒顶事故发生的主要原因。

按照裂缝的空间分布，建立起个如图的离散元素模型，计算所需要的参数主要基于现场的测量和些后续的分析，模型实际的负载是重力。

这些离散元素是完全可变的，因此岩石的变形可以被考虑在内。

当巷道被挖掘好以后，在处应力的作用下，上方边墙的煤层首先破裂，接着下方边墙的煤层的表面开始屈服变形。

结果两个边墙的间的顶的支撑变成深层的坚实的煤层，在巷道表面的紧邻的顶开始弯曲变形，基床分离，失效并且掉落如图，结果大面积的顶掉落，直到到主顶。

当个小震动发生时，些破碎的岩石可能倒塌。

实际上，掉落的岩石很难处理，有时如果没有特别关注，上方紧邻顶可能会发生系列倒塌，那会使掉落岩石的处理成为项困难并且危险的任务。

图离散元素模型的岩石分割图巷道周围围岩的状况结果表明两个边墙煤层的失效是不同的，上方的煤层比下方煤层更容易破裂。

按照上面提到的分析，可以看出在中间对于低的薄硬倾斜煤层，两个边墙煤层的稳定性对于整个巷道的稳定性是非常重要的。

如果边墙失效，接着顶的支撑将会变成深层的坚实的煤层，结果顶的自由跨距增加，这样会加大整个巷道的不稳定性。

当受到采煤的影响时，围岩的失效会更严重。

这样保证整个倾斜煤层巷道的稳定性的关键就是保证边墙的坚实和完整。

巷道周围的松动区域的测量基于松动区域的挖掘理论，个松动区域通常在挖掘的洞的周围形成，因为那的应力比初应力低。

由于倾斜煤层巷道的不规则形状和各向异性的媒介，在巷道周围的松动区域也是不规则的形状。

我们使用种超声波裂缝探测仪抚顺煤炭科学和技术学院研发的型号为来测量巷道的松动区域，测试结果如图所示。

巷道被两个到顶的米的锚喷支护支撑，锚喷支护内有点混凝土预应力。

被测量的松动区域是上方边墙煤层高米，下方边墙煤层低到米，并且顶的高度是到米。

中国矿业大学届本科生毕业设计第页图倾斜煤层巷道周围松动区域的结果巷道在没有开采影响下可以是稳定的，但是只要受到开采的影响，巷道将会由于边墙的失效和顶的掉落而倒塌。

在最终的情况下，最大的采矿高度可以达到米。

因此倾斜煤层的巷道很难维护，而且维护费用非常高。

测试的结果是符合数值计算的，所以加固包括边墙在内的巷道是非常必要的。

锚杆顶的倾斜组合横梁的模型在倾斜煤层中，当锚杆的长度小于软且松动的顶时，锚杆顶将倾斜的顶联合起来。

当然如果锚杆可以支撑到个合适的地层，那么锚杆装置将会挂在上面。

种典型的倾斜组合横梁模型如图所示。

横梁是由几个层的总数为不同性质的长度为且厚度为地层组成的。

有如下假设每层的横梁是均匀的连续的各向同性的横梁屈服于小的变形每层同时变形，且没有在基面上的滑动。

图倾斜组合横梁的锚杆顶模型按照横梁的标准强度，组合横梁最小的厚度可以被得出，并且锚杆的总长度可以被容易的确定如下这里是锚杆的长度是伸出部分的长度由锚杆不会沿着基床滑动的规律，锚杆间距可以得出。

除了以上提到的条中国矿业大学届本科生毕业设计第页件，组合横梁的安全性定要被检查，以保证它的纵向的稳定性。

当所有的条件都具备了，锚杆顶参数就可以被确定了。

至于边墙的锚杆，它们的长度和间距可以由岩土力学中的岩土支撑理论得出。

当顶是由不牢固和松软的地层构成时，定要实施些支撑的措施，来保护易碎顶的完整性。

巷道的锚杆支护及其评定离散元素法的支撑评定我们考虑到两种情形来比较，种是只有顶被锚杆支护另种是顶和边墙都被支护。

使用第种情形的支护，在初期顶板明显要承受更高的应力，只有轻微的偏差发生。

然而随着边墙煤的掉落和开采，顶板的自由跨距在增加，顶板逐渐进入不稳定阶段，下沉和基床的分离如图所示。

同无支撑的巷道相比，经过锚杆支护的顶板的巷道可以在个比较长的时间内保持稳定，甚至到它最终动摇。

在第二种情形，边墙煤层的变形和失效被边墙的锚杆严格控制，边墙是稳定的。

顶板只偏转了个很小的角度。

在如图所示的岩层图表中几乎看不到位移。

整个周围的地层处在稳定的条件下，哪怕受到开采的影响，巷道只会局部的失效，顶板还是相当稳定。

因此采用种全面的包括边墙锚杆支护形式是非常重要的。

图当只有顶板被锚杆支护时的周围地层的运动图当采用全面支护时顶板的稳定性锚杆支护的方案及其应用基于倾斜的组合横梁理论，巷道松动区域的测量和离散元素分析，在顶板上中国矿业大学届本科生毕业设计第页安装四根米长的锚杆。

在每根锚杆外部的末端，安装了种测试装置中国国家专利局的专利来确保锚杆最少能承受的负载。

锚杆间距是米，排列斜度是米。

对于已经形成的裂缝，钢结构同锚杆顶板起使用，来保证支撑应力和预防局部顶板掉落。

钢板是米厚，米长和米宽。

边墙的煤层被间距是米的木料锚杆加固，木料锚杆对于上方边墙是米长，下方边墙是米长。

木料锚杆安装好后，则不会少于的负载。

对于前面的邻接压力所影响的区域，增加了加固支护。