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3. 2 巷道圍巖支護(hù)—改性—卸壓協(xié)同控制原理針對千米深井巷道圍巖強(qiáng)流變、結(jié)構(gòu)大變形的特點(diǎn)，在高應(yīng)力及強(qiáng)采動影響下單一棚式支架或錨桿支護(hù)無法解決巷道圍巖控制難題，將錨桿支護(hù)、注漿改性與卸壓技術(shù)有機(jī)結(jié)合，形成“三位一體”巷道圍巖控制技術(shù)，實現(xiàn)“三主動”: 預(yù)應(yīng)力錨桿實現(xiàn)主動支護(hù)，高壓劈裂注漿實現(xiàn)主動改性，水力壓裂實現(xiàn)主動卸壓。該技術(shù)是千米深井巷道圍巖控制的有效途徑。為充分發(fā)揮預(yù)應(yīng)力錨桿的主動支護(hù)作用，弄清錨桿在井下的真實受力狀態(tài)非常重要。巷道開挖表面不同程度地呈現(xiàn)出凹凸不平的形態(tài)，傳統(tǒng)將巷道表面假設(shè)為平面進(jìn)行錨桿及構(gòu)件的受力變形研究無法體現(xiàn)井下錨桿實際受力狀況。巷道開挖后錨桿在凹凸不平表面施加預(yù)應(yīng)力過程中即處于拉、剪、扭、彎的復(fù)雜受力狀態(tài)，工作面回采強(qiáng)烈動壓進(jìn)一步加劇了巷道圍巖的擴(kuò)容變形，引起錨桿破壞與失效[23-26]。為此，煤炭科學(xué)研究總院開采研究分院研制出國內(nèi)外首套錨桿力學(xué)性能綜合試驗臺( 圖 8) ，可針對錨桿井下實際工況，在錨桿拉伸、剪切、扭轉(zhuǎn)、彎曲及沖擊載荷單項及復(fù)合載荷作用下，進(jìn)行錨桿受力、變形與破壞試驗。試驗臺主要參數(shù)為: 適用錨桿直徑 16 ～ 25 mm，錨桿安裝推進(jìn)力 10 kN，錨桿預(yù)緊扭矩 500 N·m，拉伸試驗載荷 400 kN，剪切試驗載荷 500 kN，沖擊能量 11 000 J。將試驗結(jié)果與理論分析相結(jié)合，可建立錨桿復(fù)合應(yīng)力狀態(tài)下的力學(xué)模型，以揭示錨桿應(yīng)力分布特征及破斷機(jī)理。
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