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锚杆条带碹支护在回采巷道中的应用研究

作　者: 张宁宁
导　师: 王晓利
学　校: 西安科技大学
专　业: 桥梁与隧道工程
关键词: 锚杆条带碹支护锚碹联合支护参数数值模拟
分类号: TD353
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

锚杆条带碹支护技术是一种新型实用地下支护技术,该技术首次结合柔模泵注混凝土技术及锚杆支护技术在地下工程支护中应用,为开发地下空间及开采地下资源提供了一种新思想。锚杆条带碹支护是预先制作柔性模板,以间隔条带的形式布置在巷道周边,通过短锚杆和钢筋网固定,并将自密实混凝土拌合物用混凝土泵灌入柔性模板中,这样,在巷道周边形成一个条带锚碹联合支护结构,非条带碹部分采用锚杆(网)支护。锚杆条带碹结构,既有柔模条带碹整体支护的刚性,又有锚杆支护的柔性及主动支护的优点,刚柔并济,抗让结合,使得围岩与支护体形成一个柔性稳定体,围岩能量,其中一部分由支护吸收,另一部分通过释放槽以变形形式释放。该方法一次施工面积大,形成的结构整体性好,强度高,机械化程度高,且施工速度快,在各方面都有突出的优越性。本文在结合组合拱理论、厚壁筒理论及普式理论等基础上,首次提出锚杆条带碹支护结构模型,该结构主要受力结构为柔模条带碹,组合拱及锚杆。根据结构力学等知识推导出岩碹组合梁的弯矩计算公式,从理论上证明岩碹组合梁能够有效降低柔模碹的弯矩。本文论述了锚杆条带碹支护的基本原理,结合了能量支护理论,对条带碹参数及布置进行设计探讨研究,并提出混凝土支护厚度、锚杆参数设计及布置、柔性模板、及钢筋网的计算方法,简单可行,在支护中被使用。在计算过程中,按《公路隧道设计规范》计算顶部围岩压力,按普式理论计算帮部压力,结合隧道设计安全系数按厚壁筒理论计算拱部混凝土厚度,帮部厚度看通过混凝土强度及稳定性验算取值。本文结合宁东矿区梅花井煤矿实际情况,对锚杆条带碹支护结构进行了模拟计算研究,通过计算结果分析了其结构强度及稳定性满足设计要求,在此也说明数值模拟计算、理论计算及工程实际应用证明了该支护结构的合理性。并在此基础上提出了锚杆条带碹支护技术施工工艺及质量控制。锚杆条带碹支护方法简单可行,实用性很强,对以后的工程支护设计提供较好的参考依据。

全文目录

摘要  2-3
ABSTRACT  3-7
1 绪论  7-9
  1.1 回采巷道支护技术现状  7-8
  1.2 本文研究主要内容及方法  8-9
2 锚杆条带碹总体支护方案设计及分析  9-41
  2.1 支护设计指导思想  9-10
  2.2 锚杆条带碹支护结构  10-11
  2.3 总体支护方案设计  11-28
    2.3.1 用能量支护理论设计条带碹  12-22
    2.3.2 实验内容  22
    2.3.3 混凝土支护厚度设计  22-24
    2.3.4 锚杆设计  24-26
    2.3.5 钢筋网设计  26
    2.3.6 混凝土配合比设计  26-27
    2.3.7 总体结构参数  27
    2.3.8 经济效益分析  27-28
  2.4 锚杆条带碹支护原理研究  28-39
    2.4.1 条带碹与锚杆联合支护的作用机理及适应条件  28-29
    2.4.2 锚杆条带碹支护原理理论分析  29-36
    2.4.3 FLAC2D 及FALC3D 简介  36
    2.4.4 锚杆条带碹作用机理数值模拟  36-39
  2.5 本章小结  39-41
3 锚杆条带碹支护在工程实际中数值模拟研究  41-50
  3.1 巷道围岩稳定性的FLAC 模型  41-42
  3.2 结合梅花井锚杆条带碹支护实例分析其围岩稳定性情况  42-48
    3.2.1 围岩及支护参数  42
    3.2.2 数值模拟  42-43
    3.2.3 计算结果分析  43-48
  3.3 本章小结  48-50
4 施工工艺及质量控制  50-60
  4.1 锚杆条带碹支护所用主要材料及机械  50
  4.2 施工准备  50-51
  4.3 施工流程  51
  4.4 施工设备选择与布置  51-53
  4.5 施工进度  53
  4.6 施工规范  53-55
  4.7 施工质量控制及验收标准  55-59
    4.7.1 质量控制  56-57
    4.7.2 工程质量验收标准及工程质量评定  57-59
  4.8 本章小结  59-60
5 结论  60-61
  5.1 结论  60
  5.2 展望  60-61
致谢  61-62
参考文献  62-64
附录  64

锚杆条带碹支护在回采巷道中的应用研究

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