深部軟巖巷道高凸鋼帶-錨網(wǎng)索復(fù)合支護耦合效應(yīng)研究.pdf

1、本文基于高凸鋼帶-錨網(wǎng)索復(fù)合支護技術(shù)在鶴壁九礦-420m水平軟巖試驗巷道的成功應(yīng)用,采用理論分析、FLAC3D數(shù)值模擬、LS-SVM圍巖位移非線性預(yù)測、工程監(jiān)測等手段對其支護機理及效應(yīng)做了較為系統(tǒng)深入的研究,主要內(nèi)容及相關(guān)研究成果如下:
　　1)采用文獻計量學(xué)的方法對我國煤礦井巷支護技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀做了統(tǒng)計分析,發(fā)現(xiàn)錨桿支護特別是錨桿系列聯(lián)合支護技術(shù)應(yīng)用廣泛,而鋼帶研究基本沒引起重視。認為高凸鋼帶-錨網(wǎng)索復(fù)合支護的研究具有一定的理論

2、和應(yīng)用價值。
　　2)明確給出高凸鋼帶支護參數(shù)的理論公式。分析既有鋼帶的結(jié)構(gòu)效應(yīng),對比凸顯高凸鋼帶的優(yōu)越性。認為凸臺的存在可以適應(yīng)深部軟巖的有害大變形,高強度高剛度能有效限制巖巷的時空非均勻變形破壞。
　　3)建立了高凸鋼帶-錨網(wǎng)索復(fù)合支護數(shù)值模型。采用 FLAC3D數(shù)值模擬方法,對比分析了無支護、普通錨帶支護、新型支護條件下圍巖應(yīng)力、圍巖變形、錨桿(索)受力、高凸鋼帶受力等情況,初步研究了高凸鋼帶-錨網(wǎng)索復(fù)合支護機理及其應(yīng)

3、用。認為高凸鋼帶-錨網(wǎng)索復(fù)合支護效果良好。
　　4)參考河南、兩淮、山西等地區(qū)石炭二疊紀巖石地質(zhì)工程資料,將石炭二疊紀含煤巖系巖石分為:砂巖、粉砂巖、砂質(zhì)泥巖、泥巖、煤五組,并歸納出各巖組的現(xiàn)場鑒定法及力學(xué)性質(zhì)測試參數(shù)。綜合分析了基于Hoek-Brown準則、基于RMR值評分、經(jīng)驗判斷等分組法的特點,參考國家工程巖體分級標準(GB50218-94),推薦了石炭二疊紀含煤巖系巖體地質(zhì)力學(xué)分組法,并提出了適用于FLAC3D數(shù)值模擬的巖

4、體力學(xué)參數(shù)。并通過分析五組圍巖狀況巷道變形破壞及鋼帶受力情況,初步研究高凸鋼帶-錨網(wǎng)索復(fù)合支護的適用性。
　　5)基于LS-SVM法建立了深部巖巷頂部離層量非線性預(yù)測模型。并編制了相應(yīng)的Matlab程序,來預(yù)測深部圍巖非線性變形,結(jié)果與FLAC3D數(shù)值模擬結(jié)果基本一致,認為采用LS-SVM法進行深部圍巖位移非線性預(yù)測是科學(xué)可行的。
　　6)參考鶴壁九礦-420m水平軟巖試驗巷道的高凸鋼帶-錨網(wǎng)索復(fù)合支護設(shè)計方案及工程監(jiān)測結(jié)果