運輸大巷

在井下沿岩層或煤層開鑿的水平巷道均稱為平巷。沿岩層走向開鑿的巷道稱作岩石平巷，主要擔負運輸或者通風任務，也叫運輸大巷或迴風大巷。

在煤巷地下工程中，巷道巷幫容易發生冒頂、底鼓,頂板的塌落也極其的常見。隨着礦井開採深度逐漸增加，巷道和採場的地應力水平也越來越高,巷道圍巖的變形程度嚴重，破壞規律複雜。錨杆支護技術作為礦井巷道及其他地下工程支護的主要的支護形式，在保證巷道穩定方面起着重要的作用。

本文的巖樣取自恆昇煤礦一採區岩石運輸大巷,在現場進行數據的收集和整理，在實驗室中對巖樣進行了實驗分析，得到了巖樣的在單軸壓縮和三軸壓縮兩種情況下的應力-應變曲線。同時利用FLAC3D軟件,建立巷道模型，研究錨杆的長度和間距改變時，巷道的應力、位移和塑性區的變化規律，分析錨杆對巷道圍巖的加固效果，得到不同長度的錨杆間距改變時對於提高巷道的應力、限制洞室的變形、提高圍巖靜載能力的影響。

論文的主要研究結論如下：

(1)結合現有的岩石力學、彈性力學等比較成熟的研究成果,以拱形巷道為模型,分別對其進行受力狀態和破壞模式的分析，通過力學模型計算所得拱形巷道圍巖應力表達式，應用FLAC3D中的Fish語言編制代碼，嵌入到數值模擬程序中進行計算分析。

(2)介紹了錨杆錨固的特點、錨杆選型的基本原則、錨杆的錨固機理以及錨杆和圍巖的相互關係。分析巷道圍巖的錨杆支護和錨固參數，得到錨固長度不同時的錨杆-圍巖的作用機理,和任意的一點壓應力的值。在進行巷道錨杆支護的設計中，錨杆支護參數的確定十分重要，根據塑性圈理論，推導出了錨固巷道時錨杆長度的計算公式；通過分析力學模型，推導出了錨固巷道時錨杆的間距的計算公式。

(3)進行數值模擬物理力學參數實驗,對巖樣的物理力學性質進行了測定，主要內容包括：單軸和三軸壓縮的應力-應變曲線、抗壓抗拉強度和變形模量等,根據測出的石灰岩的做出莫爾圓，同時測定了煤樣的堅固性係數。對FLAC3D軟件和基本的工作原理進行了介紹，建立巷道模型，依據應力雲圖,分析了在靜載作用下，錨杆的長度在3m、6m、9m時，間距分別為30cm、60cm、90cm錨固時的塑性破壞區、位移及垂直及應力雲圖的變化情況，得到應力和位移的關係，塑性區和位移的關係，進而總結了巷道圍巖應力的應力變化情況、水平位移變化情況和塑性區變化情況，得到進行巷道支護時，選用合理的錨杆長度和間距，才能取得良好的支護效果。

(4)制定採區岩石運輸大巷礦壓觀測方案,進行現場實測，觀測大巷頂底板和兩幫的移近速度，大巷頂底板和兩幫的移近量。驗證選用錨杆長度為3m，錨距為30cm的錨固參數對此煤礦大巷進行錨固,但該礦從節約支護成本角度出發，現採用60cm錨杆間距加固一採區運輸大巷。 ^[1]