采矿与安全工程学报 ›› 2025, Vol. 42 ›› Issue (5): 1008-1018.doi: 10.13545/j.cnki.jmse.2025.0049
韩昌良,林成,王峥嵘,张农
摘要： 针对深埋复合顶板巷道大变形、突发性变形及锚索破断问题,通过试验测试、数值模拟和力学计算,研究复合顶板分层变形特征、支护材料承载过程特性及多层锚固协同性,并提出合理级差的确定方法。研究发现:复合顶板2.4 m以浅岩层呈现弯曲大变形,更深区域为整体小变形,且中部变形量为两侧的2.14倍,表明浅部与中部是支护关键区域;Φ22-500 MPa螺纹钢锚杆延伸率为1×19-Φ21.8 mm和1×19-Φ28.6 mm锚索的2.91倍以上,而锚索强度为锚杆的2.59倍以上,但锚杆弹性延伸率仅占总延伸率的1／7,锚索则接近一半,揭示不同支护材料难以完全协同承载。基于岩层变形与支护材料特性,将支护级差问题转化为杆体长度与岩层变形协调的问题,定义多级支护协同因子,确定支护长度设计原则:各级支护需适应岩层变形,最小支护长度超过压力拱高度,最大长度不超出其可控岩层厚度,且上级支护许可变形量大于下级,据此提出多层锚固合理级差的确定方法。现场应用表明,该研究支撑的三级支护方案能有效控制复合顶板变形,对类似条件巷道支护具有参考价值。
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