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1 绪论1

1.1 锚固体的概念及研究锚固体稳定的意义1

1.2 深井巷道锚杆支护理论研究现状2

1.2.1 国内外锚杆支护理论研究现状2

1.2.2 小孔径预应力锚索作用机理4

1.2.3 巷道锚杆支护围岩强度强化理论5

1.3 研究内容及研究方法9

1.3.1 研究内容9

1.3.2 研究方法10

2 深井巷道临界深度的确定12

2.1 突变理论12

2.2 巷道围岩应力分析14

2.3 巷道围岩系统尖点突变模型17

2.3.1 势函数的确定17

2.3.2 尖点突变模型的建立18

2.3.3 分析与讨论19

2.4 现场应用20

2.5 小结21

3 锚杆预紧力对锚固体强度强化的试验研究22

3.1 锚杆预紧力的概念22

3.1.1 预应力锚杆预紧力22

3.1.2 扭矩与锚杆预紧力的关系22

3.1.3 提高扭矩转化预紧力效率的途径23

3.1.4 锚杆预紧力施加的方法及评价23

3.2 锚杆预紧力作用机理的数值模拟分析24

3.2.1 锚杆作用力学特性24

3.2.2 锚固机理的数值模拟分析25

3.3 锚杆预紧力对锚固体强度强化的相似模拟试验31

3.3.1 试验设计31

3.3.2 试验结果34

3.4 锚固体强度强化后的力学行为分析50

3.4.1 计算模型50

3.4.2 理论分析53

3.4.3 应用示例65

4 巷道围岩锚固体变形破坏特征的试验研究67

4.1 变形破坏特征的相似材料模拟试验67

4.1.1 试验设计67

4.1.2 试验结果69

4.2 不同锚杆支护强度下巷道围岩破坏特征的物理模拟试验78

4.2.1 试验设计78

4.2.2 试验过程85

4.2.3 试验结果87

4.3 不同支护强度下巷道围岩破坏特征的数值模拟试验99

4.3.1 模拟参数99

4.3.2 模拟结果99

4.4 小结104

5 深井巷道顶板锚固体破坏特征及稳定性分析105

5.1 回采巷道围岩锚固体破坏特征105

5.2 巷道顶板稳定性力学模型106

5.2.1 锚固体失稳机理分析106

5.2.2 锚杆支护稳定性分析107

5.2.3 锚索支护稳定性分析109

5.3 现场验证性试验110

5.3.1 工程条件110

5.3.2 锚杆、锚索支护设计111

5.3.3 顶板稳定性力学分析111

5.3.4 稳定性数据监测113

5.4 小结114

6 深井巷道两帮锚固体作用机理及稳定性分析115

6.1 巷道两帮锚固体破坏特征及作用机理115

6.1.1 工程概况115

6.1.2 巷道两帮锚固体破坏特征115

6.1.3 巷道两帮锚杆支护作用机理115

6.2 深井巷道两帮锚固体稳定性力学分析116

6.2.1 失稳形态116

6.2.2 稳定性力学分析117

6.3 试验巷道两帮稳定性分析120

6.3.1 试验方案120

6.3.2 稳定性计算121

6.3.3 结果分析122

6.4 小结124

7 基于强力支护的锚杆-锚索协调支护原理125

7.1 开采深度与巷道围岩破裂范围的关系125

7.2 深井巷道锚杆-锚索协调支护原理128

7.2.1 深井巷道强力支护理念的提出128

7.2.2 锚杆支护系统各物件协调分析131

7.2.3 深井煤巷锚杆-锚索协调作用原理分析133

7.2.4 锚杆-锚索协调支护方法136

7.3 小结142

8 深井回采巷道锚杆-锚索支护技术143

8.1 工作面概况143

8.2 支护设计原则144

8.3 支护设计方案144

8.4 支护设计数值模拟分析147

8.5 结果分析148

8.5.1 应力分析148

8.5.2 位移分析151

8.5.3 围岩塑性区分析153

8.5.4 锚杆受力分析153

8.6 施工工艺155

8.7 施工器具156

8.8 矿压监测157

8.8.1 测站布置157

8.8.2 矿压观测结果159

8.9 小结165

参考文献166