特厚松软复合顶板巷道拱-梁耦合支护结构的构建及应用研究

摘要：

因特厚(10 m以上)松软复合顶板原位强度低、层理裂隙发育，其巷道维护不当极易造成大面积冒顶伤亡事故。结合典型的工程实例，采用原位实测、物理模拟与数值计算手段，分析特厚松软复合顶板的结构形态与破坏特征，揭示特厚复合顶板巷道浅部岩层锚杆组合梁与深部岩体锚索承载拱的形成及其拱-梁耦合作用机制。研究表明：高应力环境下，复合顶板受层状构造、结构面特征及层间结合度等因素的影响，其离层破裂具有迅速扩展的本性，其破坏形态主要包括弯曲断裂、错动滑移及碎胀扩容；在特厚松软复合顶板中构建的拱-梁耦合支护结构是维护巷道围岩稳定的结构主体，其对顶板稳定控制作用明显，与锚杆支护巷道相比，顶板可承受最大应力提高77.8%，巷道断面收缩率减小52%，增加锚索密度可使巷道支护结构稳定性显著增加；浅部锚杆组合梁可促进深部锚索承载拱的形成，深部锚索承载拱对浅部组合梁具有减压、降载和明显的减跨效应。建立巷道拱-梁结构体系力学模型，实现对巷道支护结构的稳定性设计与评价，为同类特厚复合顶板巷道支护参数设计提供借鉴。

关键词：采矿工程、特厚松软复合顶板、锚固体结构特征、拱-梁耦合支护、巷道稳定性控制

分类号：TD32(矿山压力与支护)

资助基金：国家自然科学基金资助项目51274145；中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室开放基金项目SKLGDUEK1311

在线出版日期：2014-09-26（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：1828-1836