论文摘要
随着煤矿开采深度的不断增加,冲击地压发生矿井数量和危害程度呈迅速上升趋势,现有的支护对巷道掘进和服务期间发生的冲击地压没有很好的防治作用,根本原因在于支护材料不能满足在冲击荷载下产生足够的变形量吸收围岩变形能,同时保持恒定的支护阻力。本文主要以恒阻值为350KN的新型高恒阻大变形锚索的力学特性及现场模拟冲击地压的防冲试验为主要研究内容,通过一系列室内静力学拉伸试验和动力冲击实验,验证了新型高恒阻大变形锚索具有在冲击作用下产生滑移变形且保持高恒阻的防冲力学特性,对该锚索与巷道围岩相互作用的机理进行了详细研究。首次提出了采用高恒阻大变形锚索材料为防冲支护材料,在现场采用爆破的形式模拟冲击地压的防冲试验方案,并在红阳三矿北一1213回风联络巷进行该锚索与普通锚索对比的现场试验,同时对锚索受力进行了全时域实时监测,对比试验结果验证了室内高恒阻大变形锚索防冲力学特性实验研究,揭示了高恒阻大变形锚索防冲机理是具有吸收能量的同时保持恒阻的特性,表明高恒阻大变形锚索比普通锚索具有很好的抗冲击性能,防冲效果良好。
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摘要Abstract详细摘要Detailed Abstract1 绪论1.1 问题的提出1.2 冲击地压国内外研究现状1.2.1 煤矿冲击地压理论研究现状1.2.1.1 强度理论1.2.1.2 能量理论1.2.1.3 刚度理论1.2.1.4 冲击倾向理论1.2.1.5 ―三准则‖理论1.2.1.6 失稳理论1.2.1.7 突变理论1.2.1.8 分形理论1.2.1.9 ―三因素‖理论1.2.2 冲击地压室内试验研究现状1.2.3 采场冲击地压防治技术1.2.3.1 煤矿冲击地压防治主动解危措施1.2.3.2 煤矿冲击地压防治战略性防御措施1.2.4 掘进巷道冲击地压防治技术1.2.5 可吸收能量锚索研究现状1.2.6 存在的问题1.3 主要研究内容1.4 研究方法及技术路线1.4.1 研究方法1.4.2 技术路线1.4.3 主要进展和创新点2 高恒阻大变形锚索力学特性2.1 高恒阻大变形锚索防冲控制理念2.2 高恒阻大变形锚索简介2.2.1 高恒阻大变形锚索结构组成2.2.2 高恒阻大变形锚索的防冲工作原理2.2.3 高恒阻大变形锚索的技术特点2.2.4 高恒阻大变形锚索规格2.2.5 高恒阻大变形锚索技术参数2.3 高恒阻大变形锚索静力学特性实验研究2.3.1 实验设备2.3.2 试件基本物理参数2.3.3 实验方法2.3.4 实验过程及实验现象2.3.5 实验结果2.4 恒阻大变形锚索动力学特性实验研究2.4.1 实验设备2.4.2 试件基本物理参数2.4.3 实验结果2.5 高恒阻大变形锚索能量本构关系2.6 巷道围岩稳定性能量平衡方程2.7 本章小结3 现场防冲试验方案设计3.1 红阳三矿概况3.2 红阳三矿地应力场原位测量3.2.1 区域构造背景3.2.2 矿区构造体系分析3.2.3 地应力测量路线和结果3.3 现场防冲试验段工程地质条件3.3.1 北一 1213 回风联络巷位置及四邻情况3.3.2 煤层及顶底板情况3.3.3 构造情况3.3.4 瓦斯及通风条件3.3.5 自燃及煤尘情况3.3.6 巷道布置及支护3.4 试验段巷道布置3.5 试验段巷道加固方案设计3.6 爆破硐室设计3.7 试验过程设计3.7.1 炮孔布置设计3.7.2 装药量计算3.7.3 钻孔位置计算3.7.4 试验过程设计3.8 监测设计3.8.1 常规矿压监测设计3.8.2 锚索应力、变形动态监测3.8.2.1 监测断面设计3.8.2.2 锚索应力、变形动态监测系统3.9 本章小结4 现场冲击试验结果分析4.1 试验段Ⅰ-普通锚索爆破试验结果4.1.1 巷道破坏情况4.1.2 锚索受力监测结果4.2 段 II-恒阻大变形锚索爆破试验结果4.2.1 巷道变形及高恒阻大变形锚索拉伸量4.2.2 锚索受力监测结果4.3 试验段 III-恒阻大变形锚索爆破试验结果4.3.1 巷道变形及高恒阻大变形锚索拉伸量4.3.2 锚索受力监测结果4.4 试验段 IV-普通锚索爆破试验结果4.4.1 巷道变形情况4.4.2 锚索受力监测结果4.5 本章小结5 主要结论参考文献致谢作者简介在学期间发表的学术论文在学期间参加科研项目
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