深部回采巷道圍巖力熱效應(yīng)研究.pdf

1、最近十年以來，我國中東部淺層煤炭儲量日益減少，多數(shù)礦井逐漸轉(zhuǎn)向深部開采，也就必然面臨“三高”的影響，因此深部回采巷道支護(hù)越來越成為當(dāng)下煤礦安全生產(chǎn)的難題。為此本文先對取自工程現(xiàn)場的煤巖試樣進(jìn)行單軸壓縮，確定煤巖單軸抗壓強(qiáng)度等物理力學(xué)參數(shù)，繼而在實驗室通過配比制取相似標(biāo)準(zhǔn)試件，在結(jié)構(gòu)上和力學(xué)特性與原巖保持相似，常溫條件下力學(xué)特性曲線與原巖保持相似，研究不同溫度下煤巖單軸壓縮力學(xué)特性的影響;同時為了深入研究樹脂錨桿錨固特性，本文在實驗室通過

2、配比與原巷道等強(qiáng)度的圍巖作為圍巖介質(zhì)，通過分析錨固界面力學(xué)性能變化以及圍巖破壞特征，確定錨桿錨固破壞機(jī)理，主要研究成果如下:
　　(1)通過研究不同溫度下砂巖和煤的力學(xué)特性曲線，全過程應(yīng)力應(yīng)變曲線都經(jīng)歷4個階段:壓密階段、彈性階段、屈服階段、破壞階段。溫度不同，每條曲線所表現(xiàn)出來的特點也不相同。相同的溫度條件下，每組實驗的3個試件的力學(xué)特性曲線也存在差異。
　　(2)隨著溫度的升高砂巖的峰值應(yīng)力逐漸降低，40℃以前砂巖峰值應(yīng)

3、力降低速度較快，40℃以后峰值應(yīng)力下降程度較小，峰值應(yīng)變逐漸降低，彈性模量逐漸降低，體積模量逐漸增大;煤試件的峰值應(yīng)力隨溫度的升高而變大，峰值應(yīng)變隨溫度的升高而逐漸變小，彈性模量隨溫度增加逐漸變小，體積模量隨溫度升高逐漸變小。
　　(3)基于實驗過程中得到的砂巖與煤的峰值應(yīng)力、峰值應(yīng)變、彈性模量，根據(jù)weibull分布的假設(shè)、巖石應(yīng)力應(yīng)變強(qiáng)度理論與損傷力學(xué)理論，計算考慮溫度效應(yīng)的巖石熱損傷本構(gòu)方程。
　　(4)基于巖石的單軸

4、實驗確定的配比，制作圍巖介質(zhì)為砂巖和圍巖介質(zhì)為煤的水泥砂漿錨固試件，測量不同溫度對兩種圍巖介質(zhì)錨固性能的影響，表明:隨著溫度的升高，圍巖介質(zhì)為砂巖和煤的樹脂錨固劑錨固性能逐漸降低;通過兩種圍巖介質(zhì)的對比，同一溫度條件下，圍巖強(qiáng)度對樹脂錨固劑的錨固性能也會有較大。在錨桿自由端附近軸力最大，沿著錨桿長度逐漸降低。從錨固試件的破壞形式來看，錨桿的脫落形式主要表現(xiàn)為錨桿錨固層與圍巖之間發(fā)生相對滑動;當(dāng)拉拔荷載超過錨固層與圍巖之間的粘結(jié)力時，錨固