《采動動載對煤巷錨網支護結構穩定性損傷機理研究》是依託中國礦業大學，由竇林名擔任項目負責人的聯合基金項目。
基本介紹
- 中文名：采動動載對煤巷錨網支護結構穩定性損傷機理研究
- 項目類別：聯合基金項目
- 項目負責人：竇林名
- 依託單位：中國礦業大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
針對衝擊礦壓、岩爆等礦井動力災害造成巷道錨網支護結構損傷失效導致巷道破壞和人員傷亡的現象，以複雜地質條件和應力條件下的煤層巷道錨網支護結構為研究對象，通過理論分析、實驗室試驗研究、數值模擬分析和現場測試等研究手段，以材料力學、機械振動力學、礦山岩體力學、彈塑性力學等為理論平台，對采動動載的動力作用下錨桿支護結構物理力學特性、錨網支護結構與圍岩動力作用下的耦合作用機制以及動力作用下的錨網支護結構損傷失效條件進行研究，揭示動力作用下錨網支護結構的損傷破壞規律。.項目研究成果提出動力作用下錨網支護結構損傷失效的判別準則，為解決衝擊動力顯現嚴重的巷道支護問題上提供理論支撐和研究方向。
結題摘要
煤礦衝擊礦壓等動力災害約90%發生在採掘巷道中，而這些巷道大部分採用錨網索支護。因此研究錨網支護結構動力損傷失穩規律，改善和提高錨網支護結構在動力嚴重巷道的適應性具有重要的理論與實用價值。課題採用理論分析、數值模擬、實驗室試驗和現場測試等手段對巷道錨網支護結構的動力損傷破壞規律進行了研究。根據現場實踐及衝擊案例分析，發現動載影響巷道支護系統不僅需要靜抗力，還需具有屈服和讓壓特性，以吸收煤岩體突然破壞過程中釋放的動能，即巷道支護必須具有高支護強度、適當的變形剛度及一定的讓壓柔度。數值模擬分析研究了在動載作用下巷道不同方位錨桿的軸力分布規律，靜載和動載單獨作用和組合作用時錨桿的軸力變化規律。發現礦震主要影響靠近震源側的錨桿單元，錨桿在礦震擾動下發生破斷大都發生在錨桿中點及中點靠震源側位置。通過研製的動靜組合巷道支護相似模擬試驗台，研究了錨網支護結構與圍岩在不同能量動力作用下的破壞規律，揭示了不同錨固參數巷道周邊圍岩在動應力作用下回響特徵的差異。錨固效果較差時，錨固區呈局部突出衝擊破壞形式，巷道周邊圍岩破壞程度較為猛烈；錨固效果較好時，錨固區呈整體移動破壞，巷道周邊圍岩破壞程度明顯減小；錨固間排距較小時，巷道在動力作用下的自穩能力明顯增強；衝擊動能增大，圍岩變形破壞加速度和位移增大，聲發射事件數增多。分析了動載荷作用下錨桿巷道周邊圍岩的回響特徵，建立了錨桿支護結構與圍岩形成的支護體在動應力作用下的力學模型，提出了在動應力波作用下，單次瞬間摧垮破壞和循環累積損傷破壞時錨固巷道失效破壞的理論判據。建立了動應力作用下錨網支護結構失穩破壞的“防沖殼—圍岩失穩阻斷”理論。即錨網支護的強化作用使巷道周邊圍岩形成了一個殼體承載結構；錨網支護的“柔性功能”可在一定的圍岩變形移動時，保持防沖殼結構的整體性和穩定性，使防沖殼結構對巷道內部圍岩起到有效的支撐作用，降低衝擊礦壓的破壞烈度。
