基于可靠性的锚杆支护设计理论与应用研究
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摘要
锚杆支护在很多矿区得到迅速推广,其结构形式也在不断的推陈出新,但由于缺少对锚杆支护系统中存在的大量不确定性信息或未确知信息的研究,在实际施工中虽然一些矿井对锚杆支护后的巷道进行了观测,但没能从理论上提出科学合理地利用这些数据的模型,更没能很好地起到对后续施工及新开巷道支护设计的指导作用,因此,在当前锚杆支护作用机理尚未完全清晰的前提下,研究合理的锚杆支护设计程序,建立数学与力学相结合、理论分析及数值模拟与工程实测相结合的锚杆支护设计方法,对于推广锚杆支护方式和确保锚杆支护巷道的安全可靠,具有重要的理论意义和实用价值。
本文在已有成果的基础上,利用工程软设计理论和结构可靠性理论系统地研究了巷道锚杆支护设计的有关问题,提出了锚杆支护巷道围岩应力与锚杆支护抗力的预测与辩识模型、锚杆支护巷道围岩稳定的基本判据与极限状态方程,改进了蒙特卡罗方法,建立了巷道锚杆支护可靠性计算方法和基于极限平衡的锚杆支护巷道可靠性设计理论。
通过本文的研究建立起基于可靠性的巷道锚杆支护动态设计理论,开发出相应的计算机辅助系统,并结合五虎山煤矿实际进行工业试验和验证。
Anchoring support is rapidly popularized on many miningareas.Its structure form is constantly weedding through the old tobring forth the new.But because lack a large amount of uncertaininformation or research of unknown information to anchoringsupprot system.Though some mine observe anchoring supporttunnel while constructing actually,fail to scientifically andrationally propose the models of utilizing these data fromtheoretically,and even more fail to well play the guidance functionto designing of follow-up constructing and newly openedtunnel.Therefore,base on the premise that anchoring supportfunction mechanism not totally clear yet at present,and study therational anchoring support design program,and setup designmethod of anchoring support that mathematics combine withmechanics,theory analysis and numerical simulation combine withproject survey.ith as important theory meaning and practical valuefor popularize anchoring support way and guarantee safe andreliable to anchoring support tunnel.
The author utilized the soft project design theory andstructure reliability theory to study systematically the problems ofanchoring support designed on the basis of already having theachievement,proposed predicting and debateing the model ofknowing for anchoring support tunnel country rock and resistance,and basic criterion and state equation of limit for anchoringsupport country rock,improved the method of Monte Carlo,and setup reliability computing method and reliability design theory onthe basis of limit balanced for anchoring support tunnel.
This text set up anchoring support dynamic design theory onthe basis of reliability through the research,developed the
本文在已有成果的基础上,利用工程软设计理论和结构可靠性理论系统地研究了巷道锚杆支护设计的有关问题,提出了锚杆支护巷道围岩应力与锚杆支护抗力的预测与辩识模型、锚杆支护巷道围岩稳定的基本判据与极限状态方程,改进了蒙特卡罗方法,建立了巷道锚杆支护可靠性计算方法和基于极限平衡的锚杆支护巷道可靠性设计理论。
通过本文的研究建立起基于可靠性的巷道锚杆支护动态设计理论,开发出相应的计算机辅助系统,并结合五虎山煤矿实际进行工业试验和验证。
Anchoring support is rapidly popularized on many miningareas.Its structure form is constantly weedding through the old tobring forth the new.But because lack a large amount of uncertaininformation or research of unknown information to anchoringsupprot system.Though some mine observe anchoring supporttunnel while constructing actually,fail to scientifically andrationally propose the models of utilizing these data fromtheoretically,and even more fail to well play the guidance functionto designing of follow-up constructing and newly openedtunnel.Therefore,base on the premise that anchoring supportfunction mechanism not totally clear yet at present,and study therational anchoring support design program,and setup designmethod of anchoring support that mathematics combine withmechanics,theory analysis and numerical simulation combine withproject survey.ith as important theory meaning and practical valuefor popularize anchoring support way and guarantee safe andreliable to anchoring support tunnel.
The author utilized the soft project design theory andstructure reliability theory to study systematically the problems ofanchoring support designed on the basis of already having theachievement,proposed predicting and debateing the model ofknowing for anchoring support tunnel country rock and resistance,and basic criterion and state equation of limit for anchoringsupport country rock,improved the method of Monte Carlo,and setup reliability computing method and reliability design theory onthe basis of limit balanced for anchoring support tunnel.
This text set up anchoring support dynamic design theory onthe basis of reliability through the research,developed the
引文
[1]马云东著.矿井广义可靠性设计理论.煤炭工业出版社,1995
[2]王光远著.工程软件设计理论.北京:科学出版社,1992
[3]赵国藩著.工程结构可靠性理论与应用.大连理工大学出版社,1996
[4]刘开第著.不确定性信息数学处理及应用.科学出版社,1999
[5]李清富等编著.工程结构可靠性原理.黄河水利出版社,1999
[6]贾红睿.回采巷道支护系统可靠性理论研究.辽宁工程技术大学硕士学位论文,1997年11月。
[7]向小东.回采巷道锚杆支护参数可靠性设计与管理的研究.辽宁工程技术大学硕士学位论文,1998年11月,
[8]曹永强.回采巷道锚杆支护效果访真与预测的研究.辽宁工程技术大学硕士学位论文,1999年11月,
[9]马云东.回采巷道锚杆支护系统可靠性分析.地下钻掘采工程不稳定理论与控制技术(中国科协青年科学家论坛第46次会议文集).北京:中国科学技术出版社,1999
[10]康红普.煤巷锚杆支护测试与设计.地下钻掘采工程不稳定理论与控制技术.北京:中国科学技术出版社,1999
[11]康红普.回采巷道锚杆支护影响因素的FLAC分析.岩石力学与工程学报,1999,18(5):534一537
[12]苏永华等.大型地下采空区稳定可靠性分析建模方法探讨.矿山安全,2000年4期
[13]袁和生著.煤矿巷道锚杆支护技术.煤炭工业出版社,1997
[14]郑颖人等.地下工程锚喷支护设计指南.中国铁道出版社,1988
[15]侯朝炯等.煤巷锚杆支护技术.中国矿业大学出版社,1999
[16]刘同有,马念杰等.地下巷道工程可靠性分析.煤炭工业出版社,1998
[17]景诗庭等.隧道结构可靠度.中国铁道出版社,1993
[18]李世辉.隧道支护设计新论.科学出版社,1999
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[29]陈庆敏等.巷道锚杆支护新理论.矿山压力与顶板管理,Vo1,№6,2002
[30]伍佑伦等.采准巷道支护分级的探讨.矿业研究与开发,№3,2002
[31]杨开贵.软岩锚网喷支护体系可靠性分析及对策.矿山压力与顶板管理,№2,2002
[32]庄楚强,吴亚森编.应用数理统计基础.华南理工大学出版社,2002.3
[33]张根保主编.质量管理与可靠性.中国科学技术出版社,2001
[34]刘宁著.可靠度随机有限元法及其工程应用.中国水利水电出版社,2000
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