【摘 要】
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随着矿井开采深度的不断增加,深井沿空巷道受到深部高应力扰动,围岩变形严重,且伴随而来的是锚杆、锚索等支护结构破坏失效问题日益突出,对于深井沿空顺槽围岩与支护结构的安全问题越发重视。本文以郭屯煤矿2303工作面胶带顺槽为具体研究背景,采用理论分析、数值模拟、现场监测等手段,系统的研究了沿空顺槽锚网索支护安全评价问题,并将研究成果使用C#语言转化为深井沿空顺槽锚网索支护安全评价系统平台,为沿空顺槽锚网
【基金项目】
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国家重点研发计划资助项目（No,2021YFC2902103）； 深部破裂围岩与自适应支护结构耦合作用机制,国家自然科学基金青年基金项目（51704280）； 深部巷道破裂围岩碎胀蠕变特性与时效锚固机制研究,国家自然科学基金面上基金项目（52074268）；
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随着矿井开采深度的不断增加,深井沿空巷道受到深部高应力扰动,围岩变形严重,且伴随而来的是锚杆、锚索等支护结构破坏失效问题日益突出,对于深井沿空顺槽围岩与支护结构的安全问题越发重视。本文以郭屯煤矿2303工作面胶带顺槽为具体研究背景,采用理论分析、数值模拟、现场监测等手段,系统的研究了沿空顺槽锚网索支护安全评价问题,并将研究成果使用C#语言转化为深井沿空顺槽锚网索支护安全评价系统平台,为沿空顺槽锚网索支护安全评价提供系统的解决方法,具有较高的工程应用价值。本文主要的研究内容及结论如下:（1）分析沿空顺槽上覆岩体的运动特点及煤柱的稳定性,基于极限平衡理论对煤柱宽度进行了理论分析,并对煤柱宽度进行了数值模拟分析,结果表明随着煤柱宽度增加,煤柱承载能力得到提高,煤柱水平位移不断减小,且与实体煤侧应力峰值的差距在逐渐缩小,当煤柱宽度超过5.0 m后,煤柱应力峰值首次超越实体煤侧,煤柱进入应力升高区,确定煤柱合理宽度为5.0 m。采用理论分析与数值模拟进行顺槽锚网索支护参数设计。（2）根据深井沿空顺槽在深部高应力下大变形挤压破坏特点,将安全评价内容聚焦于顺槽围岩变形与支护结构的破坏失效两方面。围岩变形包括顶底移近、两帮移进与顶板离层;同时,根据支护结构所处位置不同,进一步细分,最终确定了深井沿空顺槽锚网索支护综合评价指标体系。基于层次分析法计算沿空顺槽锚网索支护综合评价指标的权重分配。（3）通过理论分析结合经验公式,确定沿空顺槽顶板离层临界值;参考Hoke围岩挤压变形等分级标准,结合顺槽锚网索支护模拟围岩挤压变形值,划分了沿空顺槽围岩收敛变形等级;根据锚杆、锚索临界荷载划分支护结构荷载等级,建立综合评价指标体系的分级评价标准。运用模糊综合评价法,结合2303胶带顺槽现场监测数据,对2303胶带顺槽锚网索支护进行安全评价。（4）基于Visual Studio 2019开发环境与.NET Framework 4.0平台,采用C#编程语言进行深井沿空顺槽锚网索支护安全评价系统平台的开发。系统设计了包括煤柱宽度优化、锚网索支护参数设计、安全评价、规范查询、用户管理共5个模块。实现了沿空顺槽煤柱宽度优化及锚网索支护参数设计,根据现场监测数据对顺槽围岩与支护结构作出安全性评价,检验了系统软件的实用性与准确性。该论文有图68幅,表26个,参考文献133篇。
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