整體耦合高位讓均壓錨網(wǎng)支護(hù)技術(shù)

1、整體耦合高位讓均壓錨網(wǎng)支護(hù)技術(shù)整體耦合高位讓均壓錨網(wǎng)支護(hù)技術(shù)整體耦合高位讓均壓錨網(wǎng)支護(hù)技術(shù)整體耦合高位讓均壓錨網(wǎng)支護(hù)技術(shù)王亞杰王亞杰(博士博士)捷馬公司美國總部副總裁捷馬公司美國總部副總裁捷馬捷馬(濟(jì)寧濟(jì)寧)礦山支護(hù)產(chǎn)品有限公司總經(jīng)理礦山支護(hù)產(chǎn)品有限公司總經(jīng)理目錄目錄1.支護(hù)現(xiàn)狀支護(hù)現(xiàn)狀2.深井巷道整體耦合讓均壓支護(hù)理念深井巷道整體耦合讓均壓支護(hù)理念3.綜合耦合讓均壓支護(hù)技術(shù)的實踐綜合耦合讓均壓支護(hù)技術(shù)的實踐4. 結(jié)論結(jié)論錨網(wǎng)支護(hù)理論和實踐現(xiàn)狀錨網(wǎng)支護(hù)理論和實踐現(xiàn)狀v錨網(wǎng)支護(hù)理念錨網(wǎng)支護(hù)理念組合梁組合梁平衡拱平衡拱松散破碎圈松散破碎圈摩爾摩爾-庫倫加固理論：粘結(jié)力，內(nèi)摩擦角，改變應(yīng)力狀態(tài)（庫倫

2、加固理論：粘結(jié)力，內(nèi)摩擦角，改變應(yīng)力狀態(tài)（2-3）v應(yīng)用和存在的問題應(yīng)用和存在的問題只注重錨桿長度只注重錨桿長度強(qiáng)度問題強(qiáng)度問題安裝載荷幾乎被忽略安裝載荷幾乎被忽略圍巖變形和錨桿錨索變形耦合匹配問題圍巖變形和錨桿錨索變形耦合匹配問題錨桿錨索耦合變形匹配問題錨桿錨索耦合變形匹配問題沖擊破壞：動壓問題沖擊破壞：動壓問題錨網(wǎng)支護(hù)理論和實踐現(xiàn)狀錨網(wǎng)支護(hù)理論和實踐現(xiàn)狀v深井高應(yīng)力深井高應(yīng)力采深大采深大采高大采高大煤層具有沖擊性煤層具有沖擊性順槽煤柱設(shè)計順槽煤柱設(shè)計-小煤柱設(shè)計小煤柱設(shè)計v問題問題巷道支護(hù)效果差，圍巖變形量大，圍巖變形呈流變狀態(tài)。錨桿從安巷道支護(hù)效果差，圍巖變形量大，圍巖變形呈流變狀態(tài)。錨

3、桿從安裝到巷道變形破壞受力小，無破斷現(xiàn)象，錨桿隨圍巖變形而整體外裝到巷道變形破壞受力小，無破斷現(xiàn)象，錨桿隨圍巖變形而整體外移。需要經(jīng)過多次翻修，嚴(yán)重時返修后采取注漿措施和重新架設(shè)金移。需要經(jīng)過多次翻修，嚴(yán)重時返修后采取注漿措施和重新架設(shè)金屬屬U-型鋼棚子。型鋼棚子。U-型鋼從型鋼從U-29加大到加大到U-36，但仍然很難支護(hù)住頂板。，但仍然很難支護(hù)住頂板。圍巖變形破壞嚴(yán)重，支護(hù)產(chǎn)品受力大，破斷嚴(yán)重。需要補(bǔ)打大量錨圍巖變形破壞嚴(yán)重，支護(hù)產(chǎn)品受力大，破斷嚴(yán)重。需要補(bǔ)打大量錨桿進(jìn)行巷道維修。桿進(jìn)行巷道維修。錨索大量破斷導(dǎo)致圍巖破壞嚴(yán)重，變形量大，甚至冒頂。錨索大量破斷導(dǎo)致圍巖破壞嚴(yán)重，變形量大，甚至

4、冒頂。沖擊破壞：在有沖擊地壓的礦井，瞬時沖擊導(dǎo)致支護(hù)系統(tǒng)破壞造成沖擊破壞：在有沖擊地壓的礦井，瞬時沖擊導(dǎo)致支護(hù)系統(tǒng)破壞造成圍巖處于無支護(hù)狀態(tài)，圍巖發(fā)生整體位移甚至冒頂。圍巖處于無支護(hù)狀態(tài)，圍巖發(fā)生整體位移甚至冒頂。支護(hù)現(xiàn)狀支護(hù)現(xiàn)狀v支護(hù)理念支護(hù)理念二次支護(hù)：二次支護(hù)：提高支護(hù)強(qiáng)度提高支護(hù)強(qiáng)度v錨桿的直徑：錨桿的直徑：20mm-25mm,v鋼材：鋼材：235Mpa-600Mpa。v單根錨桿的承載能力：單根錨桿的承載能力：40噸。噸。v錨索的直徑：錨索的直徑：15mm-25mm. v錨索承載能力：錨索承載能力：27噸噸-60噸。噸。v每米巷道的支護(hù)強(qiáng)度：超過每米巷道的支護(hù)強(qiáng)度：超過500噸噸. 整

5、體耦合讓均壓支護(hù)理念整體耦合讓均壓支護(hù)理念深井巷道整體耦合讓均壓理念深井巷道整體耦合讓均壓理念v耦合讓壓概念耦合讓壓概念v整體耦合讓均壓設(shè)計理念整體耦合讓均壓設(shè)計理念v整體耦合讓均壓參數(shù)和確定方整體耦合讓均壓參數(shù)和確定方法法深井巷道整體耦合讓均壓理念深井巷道整體耦合讓均壓理念v耦合讓壓概念耦合讓壓概念定義：定義：在保證圍巖穩(wěn)定的前提下，采用高安裝應(yīng)力控制圍巖早期變形在保證圍巖穩(wěn)定的前提下，采用高安裝應(yīng)力控制圍巖早期變形的離層。高位控制讓壓允許圍巖有一定變形達(dá)到支護(hù)體和圍巖的離層。高位控制讓壓允許圍巖有一定變形達(dá)到支護(hù)體和圍巖間應(yīng)力耦合，變形耦合。從而實現(xiàn)用較小的支護(hù)強(qiáng)度取得較好間應(yīng)力耦合，變形

6、耦合。從而實現(xiàn)用較小的支護(hù)強(qiáng)度取得較好的支護(hù)效果。的支護(hù)效果。耦合讓壓基本點：耦合讓壓基本點：v安裝載荷安裝載荷 v圍巖應(yīng)力圍巖應(yīng)力-支護(hù)體載荷耦合支護(hù)體載荷耦合v圍巖變形圍巖變形-支護(hù)體變形能力耦合支護(hù)體變形能力耦合v圍巖表面位移滿足圍巖穩(wěn)定性要求圍巖表面位移滿足圍巖穩(wěn)定性要求深井巷道整體耦合讓均壓理念深井巷道整體耦合讓均壓理念v整體耦合讓均壓設(shè)計理念整體耦合讓均壓設(shè)計理念整體耦合讓均壓定義：整體耦合讓均壓定義：個體支護(hù)體和圍巖間的耦合（讓個體支護(hù)體和圍巖間的耦合（讓壓），支護(hù)體和支護(hù)體之間的耦合（均壓）壓），支護(hù)體和支護(hù)體之間的耦合（均壓） 整體耦合讓均壓內(nèi)容整體耦合讓均壓內(nèi)容v錨桿系統(tǒng)和

7、圍巖耦合錨桿系統(tǒng)和圍巖耦合v錨索系統(tǒng)和圍巖耦合錨索系統(tǒng)和圍巖耦合v錨桿間的耦合均壓錨桿間的耦合均壓v錨桿和錨索的耦合均壓分配錨桿和錨索的耦合均壓分配延伸率：錨桿的延伸率遠(yuǎn)大于錨索的延伸率延伸率：錨桿的延伸率遠(yuǎn)大于錨索的延伸率承載能力：錨桿的承載能力遠(yuǎn)小于錨索的承載能力承載能力：錨桿的承載能力遠(yuǎn)小于錨索的承載能力支護(hù)范圍：錨索長度一般來說大于錨桿長度。支護(hù)范圍：錨索長度一般來說大于錨桿長度。深井巷道整體耦合讓均壓理念深井巷道整體耦合讓均壓理念v整體耦合讓均壓參數(shù)和確定方法整體耦合讓均壓參數(shù)和確定方法安裝載荷安裝載荷v作用作用壓實浮巖，浮煤，金屬網(wǎng)，鋼帶壓實浮巖，浮煤，金屬網(wǎng)，鋼帶防止頂板離層防止

8、頂板離層減少消除拉應(yīng)力區(qū)減少消除拉應(yīng)力區(qū)加固梁（拱）效應(yīng)加固梁（拱）效應(yīng)v大小和范圍大小和范圍巖石巷道巖石巷道4噸噸全煤巷道全煤巷道4-8噸噸深井巷道整體耦合讓均壓理念深井巷道整體耦合讓均壓理念v整體耦合讓均壓參數(shù)和確定方法整體耦合讓均壓參數(shù)和確定方法最小支護(hù)強(qiáng)度（應(yīng)力載荷耦合）和最小延伸最小支護(hù)強(qiáng)度（應(yīng)力載荷耦合）和最小延伸長度（變形耦合）長度（變形耦合）v耦合工況點耦合工況點支護(hù)體和圍巖間的耦合支護(hù)體和圍巖間的耦合v目前錨桿的工作狀態(tài)和存在的問題目前錨桿的工作狀態(tài)和存在的問題v耦合讓均壓錨桿耦合讓均壓錨桿0501001502002503003504004505000501001502002

9、50300頂板位移(mm)支護(hù)強(qiáng)度(t/m)圍巖應(yīng)力和變形特性曲線錨桿支護(hù)系統(tǒng)的特性曲線ABC深井巷道整體耦合讓均壓理念深井巷道整體耦合讓均壓理念050100150200250300350400450500050100150200250300頂板位移(mm)支護(hù)強(qiáng)度(t/m)圍巖應(yīng)力和變形特性曲線ABC普通高強(qiáng)高強(qiáng)讓壓均壓工況點深井巷道整體耦合讓均壓理念深井巷道整體耦合讓均壓理念深井巷道整體耦合讓均壓理念深井巷道整體耦合讓均壓理念v整體耦合讓均壓參數(shù)和確定方法整體耦合讓均壓參數(shù)和確定方法最小支護(hù)強(qiáng)度（應(yīng)力載荷耦合）和最小延伸最小支護(hù)強(qiáng)度（應(yīng)力載荷耦合）和最小延伸長度（變形耦合）長度（變形耦合）

10、v耦合工況點耦合工況點支護(hù)體和圍巖間的耦合支護(hù)體和圍巖間的耦合v目前錨桿的工作狀態(tài)和存在的問題目前錨桿的工作狀態(tài)和存在的問題v耦合讓均壓錨桿耦合讓均壓錨桿耦合讓壓元件的參數(shù)和確定耦合讓壓元件的參數(shù)和確定v耦合讓均壓點耦合讓均壓點v最大耦合讓均壓讓壓距離最大耦合讓均壓讓壓距離v耦合讓均壓穩(wěn)定性耦合讓均壓穩(wěn)定性深井巷道整體耦合讓均壓理念深井巷道整體耦合讓均壓理念050100150200250300350400450500050100150200250300頂板位移(mm)支護(hù)強(qiáng)度(t/m)圍巖應(yīng)力和變形特性曲線ABC普通高強(qiáng)高強(qiáng)讓壓均壓工況點深井巷道整體耦合讓均壓理念深井巷道整體耦合讓均壓理念05

11、0100150200250300350400450500050100150200250300頂板位移(mm)支護(hù)強(qiáng)度(t/m)圍巖應(yīng)力和變形特性曲線ABC普通高強(qiáng)高強(qiáng)讓壓均壓工況點深井巷道整體耦合讓均壓理念深井巷道整體耦合讓均壓理念v整體耦合讓均壓參數(shù)和確定方法整體耦合讓均壓參數(shù)和確定方法最小支護(hù)強(qiáng)度（應(yīng)力載荷耦合）和最小延伸最小支護(hù)強(qiáng)度（應(yīng)力載荷耦合）和最小延伸長度（變形耦合）長度（變形耦合）v耦合工況點耦合工況點支護(hù)體和圍巖間的耦合支護(hù)體和圍巖間的耦合v目前錨桿的工作狀態(tài)和存在的問題目前錨桿的工作狀態(tài)和存在的問題v耦合讓均壓錨桿耦合讓均壓錨桿耦合讓壓元件的參數(shù)和確定耦合讓壓元件的參數(shù)和確定

12、v耦合讓均壓點耦合讓均壓點v最大耦合讓均壓讓壓距離最大耦合讓均壓讓壓距離v耦合讓均壓穩(wěn)定性耦合讓均壓穩(wěn)定性支護(hù)體間的耦合支護(hù)體間的耦合深井巷道整體耦合讓均壓理念深井巷道整體耦合讓均壓理念v整體耦合讓均壓參數(shù)和確定方法整體耦合讓均壓參數(shù)和確定方法支護(hù)體間的耦合支護(hù)體間的耦合v錨桿間耦合均壓錨桿間耦合均壓v錨桿錨桿-錨索間耦合均壓錨索間耦合均壓深井巷道整體耦合讓均壓理念深井巷道整體耦合讓均壓理念v整體耦合讓均壓參數(shù)和確定方法整體耦合讓均壓參數(shù)和確定方法支護(hù)體間的耦合支護(hù)體間的耦合v錨桿間耦合均壓錨桿間耦合均壓v錨桿錨桿-錨索間耦合均壓錨索間耦合均壓實驗室拉拔實驗室拉拔現(xiàn)場實際應(yīng)用出現(xiàn)的情況現(xiàn)場實際

13、應(yīng)用出現(xiàn)的情況深井巷道整體耦合讓均壓理念深井巷道整體耦合讓均壓理念v整體耦合讓均壓參數(shù)和確定方法整體耦合讓均壓參數(shù)和確定方法深井巷道整體耦合讓均壓理念深井巷道整體耦合讓均壓理念v整體耦合讓均壓參數(shù)和確定方法整體耦合讓均壓參數(shù)和確定方法深井巷道整體耦合讓均壓理念深井巷道整體耦合讓均壓理念v整體耦合讓均壓參數(shù)和確定方法整體耦合讓均壓參數(shù)和確定方法深井巷道整體耦合讓均壓理念深井巷道整體耦合讓均壓理念v整體耦合讓均壓參數(shù)和確定方法整體耦合讓均壓參數(shù)和確定方法支護(hù)體間的耦合支護(hù)體間的耦合v錨桿間耦合均壓錨桿間耦合均壓v錨桿錨桿-錨索間耦合均壓錨索間耦合均壓實驗室拉拔實驗室拉拔現(xiàn)場實際應(yīng)用出現(xiàn)的情況現(xiàn)場實

14、際應(yīng)用出現(xiàn)的情況耦合讓均壓錨索耦合讓均壓錨索-錨桿錨索耦合錨桿錨索耦合深井巷道整體耦合讓均壓理念深井巷道整體耦合讓均壓理念v整體耦合讓均壓參數(shù)和確定方法整體耦合讓均壓參數(shù)和確定方法深井巷道整體耦合讓均壓理念深井巷道整體耦合讓均壓理念v整體耦合讓均壓參數(shù)和確定方法整體耦合讓均壓參數(shù)和確定方法綜合耦合讓均壓支護(hù)技術(shù)的實踐綜合耦合讓均壓支護(hù)技術(shù)的實踐v安裝載荷安裝載荷v作用作用壓實浮巖，浮煤，金屬網(wǎng)，鋼帶壓實浮巖，浮煤，金屬網(wǎng)，鋼帶防止頂板離層防止頂板離層減少消除拉應(yīng)力區(qū)減少消除拉應(yīng)力區(qū)加固梁（拱）效應(yīng)加固梁（拱）效應(yīng)v大小和范圍大小和范圍巖石巷道巖石巷道4噸噸全煤巷道全煤巷道4-8噸噸v實現(xiàn)實現(xiàn)v

15、檢測檢測綜合耦合讓均壓支護(hù)技術(shù)的實踐綜合耦合讓均壓支護(hù)技術(shù)的實踐v安裝載荷安裝載荷v作用作用壓實浮巖，浮煤，金屬網(wǎng)，鋼帶壓實浮巖，浮煤，金屬網(wǎng)，鋼帶防止頂板離層防止頂板離層減少消除拉應(yīng)力區(qū)減少消除拉應(yīng)力區(qū)加固梁（拱）效應(yīng)加固梁（拱）效應(yīng)v大小和范圍大小和范圍巖石巷道巖石巷道4噸噸全煤巷道全煤巷道4-8噸噸v實現(xiàn)實現(xiàn)v檢測檢測綜合耦合讓均壓支護(hù)技術(shù)的實踐綜合耦合讓均壓支護(hù)技術(shù)的實踐v表面支護(hù)表面支護(hù) 綜合耦合讓均壓支護(hù)技術(shù)的實踐綜合耦合讓均壓支護(hù)技術(shù)的實踐v產(chǎn)品配套和質(zhì)量產(chǎn)品配套和質(zhì)量 綜合耦合讓均壓支護(hù)技術(shù)的實踐綜合耦合讓均壓支護(hù)技術(shù)的實踐v讓均壓耦合裝置和參數(shù)讓均壓耦合裝置和參數(shù)設(shè)計質(zhì)量穩(wěn)定

16、性 支護(hù)系統(tǒng)耦合讓均壓工況點的設(shè)計支護(hù)系統(tǒng)耦合讓均壓工況點的設(shè)計v耦合高位讓均壓工況點的概念耦合高位讓均壓工況點的概念v耦合高位讓均壓工況點耦合高位讓均壓工況點v錨桿（索）的安裝載荷，支護(hù)系統(tǒng)的支護(hù)錨桿（索）的安裝載荷，支護(hù)系統(tǒng)的支護(hù)強(qiáng)度，圍巖表面變形大?。ㄖёo(hù)系統(tǒng)協(xié)調(diào)強(qiáng)度，圍巖表面變形大?。ㄖёo(hù)系統(tǒng)協(xié)調(diào)變形量），錨桿（索）的長度是相互關(guān)聯(lián)變形量），錨桿（索）的長度是相互關(guān)聯(lián)的參數(shù)。任何一個參數(shù)的變化都會引起其的參數(shù)。任何一個參數(shù)的變化都會引起其他參數(shù)的變化。巷道支護(hù)的效果是這四個他參數(shù)的變化。巷道支護(hù)的效果是這四個參數(shù)的函數(shù)。這四個支護(hù)參數(shù)的統(tǒng)稱定義參數(shù)的函數(shù)。這四個支護(hù)參數(shù)的統(tǒng)稱定義為耦合

17、高位讓均壓工況點。為耦合高位讓均壓工況點。v動態(tài)耦合高位讓均壓工況點動態(tài)耦合高位讓均壓工況點v極限耦合高位讓均壓工況點極限耦合高位讓均壓工況點支護(hù)系統(tǒng)耦合讓均壓工況點的設(shè)計支護(hù)系統(tǒng)耦合讓均壓工況點的設(shè)計v圍巖破壞變形和應(yīng)力圍巖破壞變形和應(yīng)力v彈性變形和彈性支護(hù)彈性變形和彈性支護(hù)v彈塑性變形和彈塑性支護(hù)彈塑性變形和彈塑性支護(hù)支護(hù)系統(tǒng)耦合讓均壓工況點的設(shè)計支護(hù)系統(tǒng)耦合讓均壓工況點的設(shè)計v彈性變形和彈性支護(hù)彈性變形和彈性支護(hù)v計算埋藏深度在400v計算埋藏深度達(dá)到600米v計算埋藏深度達(dá)到800米v計算埋藏深度達(dá)到1000米 cos )sin1 (cpza支護(hù)系統(tǒng)耦合讓均壓工況點的設(shè)計支護(hù)系統(tǒng)耦合讓

18、均壓工況點的設(shè)計v彈塑性支護(hù)設(shè)計準(zhǔn)則和彈塑性設(shè)計彈塑性支護(hù)設(shè)計準(zhǔn)則和彈塑性設(shè)計v圍巖松散區(qū)和塑性區(qū)圍巖松散區(qū)和塑性區(qū)v無支護(hù)圍巖塑性區(qū)和松散區(qū)的確定無支護(hù)圍巖塑性區(qū)和松散區(qū)的確定sin2sin100cotcot)sin1 (ccrRzsin2sin10sin11 RR支護(hù)系統(tǒng)耦合讓均壓工況點的設(shè)計支護(hù)系統(tǒng)耦合讓均壓工況點的設(shè)計v有支護(hù)圍巖塑性區(qū)和松散區(qū)的確定有支護(hù)圍巖塑性區(qū)和松散區(qū)的確定sin1sin200a cot cos )sin1 ( cot Rrcccpzsin2sin10sin11 RR支護(hù)系統(tǒng)耦合讓均壓工況點的設(shè)計支護(hù)系統(tǒng)耦合讓均壓工況點的設(shè)計v有支護(hù)圍巖塑性區(qū)有支護(hù)圍巖塑性區(qū)支護(hù)系統(tǒng)耦合讓均壓