【摘 要】
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潘三煤矿17102（3）工作面运输顺槽埋深800m,是典型的深部斜顶回采巷道。以其为工程背景,采用共形映射函数和复变函数法求解了斜顶巷道围岩应力分布解析解,并结合强度准则定义了围岩稳定指数,获得了深井斜顶回采巷道围岩稳定特征。然后,基于锚杆弹性本构模型建立了计算锚杆工作阻力、锚杆轴力和杆体剪应力的力学模型,获得了预紧力和锚固长度对锚杆工作阻力的影响规律、斜顶巷道全长锚固锚杆轴力和剪应力的分布规律以
【基金项目】
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国家自然科学基金（基金号:51774009）；
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潘三煤矿17102（3）工作面运输顺槽埋深800m,是典型的深部斜顶回采巷道。以其为工程背景,采用共形映射函数和复变函数法求解了斜顶巷道围岩应力分布解析解,并结合强度准则定义了围岩稳定指数,获得了深井斜顶回采巷道围岩稳定特征。然后,基于锚杆弹性本构模型建立了计算锚杆工作阻力、锚杆轴力和杆体剪应力的力学模型,获得了预紧力和锚固长度对锚杆工作阻力的影响规律、斜顶巷道全长锚固锚杆轴力和剪应力的分布规律以及受采动应力影响时不同支护形式对斜顶巷道围岩稳定性的影响特征,得到如下结论:（1）结合围岩应力分布和围岩强度准则定义的围岩稳定指数,可综合反映巷道应力条件、巷道断面几何参数以及巷道围岩强度参数对巷道局部稳定性的影响特征,与应力集中系数相比,围岩稳定指数更加合理。基于锚杆塑性本构模型建立的力学模型可真实的反映锚杆应力应变关系对锚杆锚固力学特性的影响特征,与弹性、应变强化等锚杆本构模型相比,塑性本构模型更加合理。（2）在深井斜顶回采巷道中,高帮失稳区面积大于低帮,高帮稳定性较差。两帮围岩稳定指数整体小于顶底板,两帮较顶底板更加容易破坏。巷角处围岩稳定指数趋于0,巷角的稳定性最差,且巷角处的破坏区主要向斜顶巷道两帮中部和顶底板中部发展,向围岩深部发展的趋势较小。（3）锚杆在弹性阶段时,增加预紧力和锚固长度可有效提高锚杆工作阻力。锚杆进入屈服阶段和应变强化阶段后,继续增加预紧力和锚固长度不能有效提高锚杆工作阻力。预紧力和锚固长度对普通锚杆和高强锚杆的影响规律相似,预紧力和锚固长度相同时,普通锚杆工作阻力小于高强锚杆25kN左右。（4）巷道掘进和工作面回采期间,全长锚固锚杆轴力先增加后减小,在锚杆中性点处达到最大值。杆体剪应力与锚杆轴力的导数呈现为正比例关系,比例系数为锚杆周长的倒数。在采煤工作面超前支承压力峰值附近,锚杆轴力超过锚杆屈服极限,锚杆进入应变强化状态,锚杆轴力沿杆体方向基本不变。（5）在深井斜顶回采巷道中,与端部锚固锚杆支护相比,全长锚固锚杆支护在提供较大工作阻力的同时,对巷道浅部岩层还可提供沿杆体方向的剪应力,有利于改善巷道浅部岩层应力状态。同时,巷角处全长锚固锚杆工作阻力远大于端部锚杆锚支护,较大程度上抑制了巷角的失稳区域的发展。图101 表17 参141
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