针对松软厚煤层综放大跨度开切眼围岩控制的难题,以魏家地煤矿2303工作面开切眼为工程背景,研究团队采用了数值模拟与现场实践相结合的方法,提出了三心微拱形开切眼断面形状。这一形状的独特设计在围岩应力分布特征和破坏机理上表现出显著优势。通过与传统的矩形切眼进行对比分析,结果表明,三心微拱形开切眼的肩角和顶板受力更加均匀,有效地将顶板垂直应力传递到两帮,显著减少了肩部的压应力,从而避免了较大的应力集中现象。
进一步分析显示,肩角附近的围岩主要受到压剪破坏,破坏区域呈现出集中且“蝶形”分布;而顶板围岩则由于拉剪破坏,破坏区域面积明显减小,整体围岩的稳定性得到了显著提升。更为重要的是,弧形顶板和肩角的设计有利于锚杆的安装,这进一步提高了支护效果。
为应对三心微拱形开切眼围岩的破坏特征,研究团队提出了锚杆-锚索-锚网联合支护的围岩控制技术。此技术的应用效果显著,顶板下沉量减少了50%,两帮移近量减少了55%。在2303工作面进行的工业性试验中,现场实测数据表明,顶板下沉量为170 mm,两帮相对移近量为220 mm,表明围岩控制效果非常理想。
为更好地理解和应用这些研究成果,建议参考围岩控制中高强高预应力锚杆支护效果分析(查看详情),该文详细探讨了高预应力锚杆支护在巷道中的实际效果。巷道锚杆支护的机理分析也提供了宝贵的理论支持,详情可见这里。这些文献为深入了解锚杆支护的机理和应用提供了有力的参考,并为相关工程设计提供了科学依据。
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