綜放沿空巷道頂部錨桿剪切變形分析

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1、第30卷第6期煤炭學(xué)報Vol.30No.62005年12月JOURNALOFCHINACOALSOCIETYDec12005文章編號:0253-9993(2005)06-0681-04綜放沿空巷道頂部錨桿剪切變形分析繆協(xié)興,茅獻(xiàn)彪,朱川曲,劉衛(wèi)群(中國礦業(yè)大學(xué),江蘇徐州221008)摘要:針對煤礦大量采用的小煤柱錨網(wǎng)支護(hù),尤其是綜放沿空巷道錨網(wǎng)支護(hù),在巷道圍巖大變形過程中,錨桿可能會承受較大的剪切變形情況,從理論上分析了綜放沿空巷道頂部全長錨固錨桿承受剪切變形的機(jī)理,并用數(shù)值模擬的方法計算出了其錨桿上的剪切力分布、最大剪切力和最大剪切應(yīng)力.計算分析表明:在圍巖大變形情況下,綜放沿空巷道頂

2、部錨桿上的最大剪切應(yīng)力有可能接近或超過其材料的許用剪切應(yīng)力,此時錨桿的剪切作用效應(yīng)將不可忽視.關(guān)鍵詞:綜放沿空巷道;錨桿支護(hù);剪切變形;錨桿剪斷分析中圖分類號:TD35316文獻(xiàn)標(biāo)識碼:AAnalysisonshearingdeformationofroofsupportboltingob2sideentryoffully2mechanizedcavingfaceMIAOXie2xing,MAOXian2biao,ZHUChuan2qu,LIUWei2qun(ChinaUniversityofMiningandTechnology,Xuzhou221008,China)Abstract:

3、Theboltprobablysupportslargershearingdeformationinthecourseofhugedeformationofroadwaysur2roundingrock,forinstancethecablebolts2metalmeshreinforcementofsmallpillaradoptedlargelyincoalmine,es2peciallythatingob2sideentryoffully2mechanizedcavingface(FCF),themechanismthatthefull2columnroofsupportbolts

4、ustainsshearingdeformationingob2sideentryofFCFwasanalyzedbytheoreticalresearch,andtheshearingstressdistribution,themaximumshearingforceandthemaximumshearingstressinboltswereobtainedwiththehelpofnumericalsimulation.Itisindicatedthatthemaximumshearingstressoftheroofsupportboltingob2sideentryofFCFwi

5、llapproachorexceedtheallowableshearingstressofboltmaterialsinconditionoflargede2formationinsurroundingrock,andhere,theshearingeffectofboltisnottobeneglected.Keywords:gob2sideentryoffully2mechanizedcavingface;boltsupport;shearingdeformation;boltsnipanalysis[1～3][4][5]隨著煤巷錨桿支護(hù)技術(shù)的成熟和普及,綜放沿空巷道(包括沿空掘巷

6、和沿空留巷)也大多采用錨、索、網(wǎng)聯(lián)合支護(hù)技術(shù).大多數(shù)綜放沿空巷道都采用沿底掘進(jìn),煤柱或充填巷幫寬僅為3～5m,也就是綜放沿空巷道具有頂板為煤層、煤柱小、斷面大等顯著特征.實踐證明,綜放沿空錨桿支護(hù)巷道受采動影響時,一般具有大變形動壓特征.尤其對于巷道頂板來說,由于煤柱小(充填體寬度更小),受動壓影響時,頂板會向采空區(qū)側(cè)發(fā)生顯著傾斜,即類似于懸壁梁式的彎曲下沉變形.受這種顯著彎曲變形作用的頂部錨桿,特別是全長錨固支護(hù)錨桿,其變形已不再是簡單的拉伸狀態(tài),而是拉、剪、彎組合變形狀態(tài).如果錨桿支護(hù)方位參數(shù)設(shè)計不合理,錨桿可能會受顯著剪切力作用,甚至可能會發(fā)生剪切斷裂,因而收稿日期:2005-04

7、-01基金項目:國家杰出青年科學(xué)基金資助項目(50225414);國家自然科學(xué)基金重大資助項目(50490270);國家自然科學(xué)基金資助項目(50374065)作者簡介:繆協(xié)興(1959-),男,江蘇江陰人,教授,博士生導(dǎo)師.E-mail:xxmiao@cumt1edu1cn682煤炭學(xué)報2005年第30卷失去錨桿原有的拉緊支護(hù)功能.本文針對綜放沿空巷道礦壓特征,從理論和數(shù)值模擬兩個方面分析綜放沿空巷道頂部錨桿的剪切變形機(jī)理.1綜放