钢管混凝土支架性能与软岩巷道承压环强化支护理论研究
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摘要
本文针对软岩巷道难支护和钢管混凝土支架的相关问题，通过理论分析、实验室测试、数值模拟和现场实验研究了钢管混凝土支架性能、软岩巷道承压环强化支护理论及技术。分析了钢管混凝土支架结构特征，对钢管混凝土短柱强度进行了理论分析和实验室试验，推导了钢管混凝土圆弧拱抗弯能力的计算公式，提出了抗弯强化措施并进行了理论推导和实验室试验。通过实验室测试得出了Φ194×8和Φ168×6型浅底拱圆形钢管混凝土支架的极限承载能力。建立了不同围岩条件下承压环强化力学模型，并对其围岩控制效果进行了分析，指出软弱围岩时需在围岩内和巷道开挖空间内进行承压环强化，极软弱围岩时需在巷道开挖空间内重建承压环。分析了北皂煤矿巷道围岩的力学参数、水理性质和地应力场，依据承压环强化支护理论设计了以钢管混凝土支架为主体的极软弱围岩巷道支护方案，施工后的矿压监测结果说明巷道围岩稳定。
This paper mainly researched the performance of STCCS, soft rock roadwaycompression ring strengthening supporting theory and technology by theoreticalanalysis, laboratory tests, numerical simulation and field measurement. It analysedSTCCS structure and uniaxial compressive strength of STCC short columns throughtheory calculation and laboratory experiment. It put forward bending resistancestrengthening measures and took theory calculation and laboratory test, after analysedbending resistance of STCC circular arch with theoretical method. It also tested theultimate bearing capacity of type Φ194×8and type Φ168×6STCCS with shallowbottom arch circular. It established compression ring strengthening mechanical modelin different surrounding rock conditions, analysed their surrounding rock controllingeffect, and pointed out that strengthening compression ring should be taken in thesurrounding rock and roadway space when surrounding was weak and be rebuild inroadway space when surrounding was extreme weak. In the end, it tested thesurrounding rock mechanics parameters, hydrological properties and in-situ stress inBeizao coal mine, and made roadway supporting design with STCC mainly. Thesurrounding rock pressure monitoring after construction showed that the STCCS werenot damaged and the surrounding rock remained stable.
This paper mainly researched the performance of STCCS, soft rock roadwaycompression ring strengthening supporting theory and technology by theoreticalanalysis, laboratory tests, numerical simulation and field measurement. It analysedSTCCS structure and uniaxial compressive strength of STCC short columns throughtheory calculation and laboratory experiment. It put forward bending resistancestrengthening measures and took theory calculation and laboratory test, after analysedbending resistance of STCC circular arch with theoretical method. It also tested theultimate bearing capacity of type Φ194×8and type Φ168×6STCCS with shallowbottom arch circular. It established compression ring strengthening mechanical modelin different surrounding rock conditions, analysed their surrounding rock controllingeffect, and pointed out that strengthening compression ring should be taken in thesurrounding rock and roadway space when surrounding was weak and be rebuild inroadway space when surrounding was extreme weak. In the end, it tested thesurrounding rock mechanics parameters, hydrological properties and in-situ stress inBeizao coal mine, and made roadway supporting design with STCC mainly. Thesurrounding rock pressure monitoring after construction showed that the STCCS werenot damaged and the surrounding rock remained stable.
引文
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