锚杆支护参数的改革与应用
锚杆支护参数优化技术的研究与应用
21 0 2年 第 4期
苏
旭: 锚杆 支护参 数优 化技 术 的研 究与应 用
・ 3 3・
控 制下 , 到 的 巷 道 数 值 模 拟 最 终 变 形 监 测 结 果 得
如下 :
顶 板竖 向位 移最大 值 2 957m( ) .2 c
底板竖向位移最大值 129Om ) .8 c (t
摘 要
镇城 底矿 区 内断 裂构 造发 育 , 南六 采 区为 2 3 煤层 目前 及 今后 的 主要 采 区 , . 受地 质 构
造 的 影响 , 采掘接 替 紧张 , 道掘 进施 工任 务 重、 巷 时间 紧。为 了提 高巷 道 单进 水平和 掘进 效 率 , 在保 证
巷道支护强度的前提下, 通过 F A 3 L C D软件进行数值模拟 实验 , 根据模拟参数优化巷道顶板 支护参
收 稿 日期 :0 2— 2—2 21 0 4
作者简 介: 苏
旭 (9 4 ) 男 , 18 一 , 山西神池人 ,0 7年毕业于 中国矿业大学 , 20 助理 工程师 , 主要从事采掘设计 、 支护设计工作
( E—m i 3 4 8 6 @ q . o al 9 8 3 7 q c r ) n
第 4期 21 02年 4月
・
山 西 焦 煤 科 技
S n iCo i g Co lS i n e & T c oo y ha x k n a ce c e hn l g
No 4 .
Ap . 01 r2 2
技术经 验 ・
锚杆支护参数优化技术的研究与应用
苏 旭
( 山煤 电股份有 限公 司 镇城底矿 , 西 山西 古交 0 00 ) 3 2 3
率, 考虑 在保 证巷 道 支 护强 度 的前 提 下 , 过优 化 支 通 护 参数 , 减少 巷道 顶 板 支 护材 料 的使 用 数量 , 短支 缩
沿空送巷锚杆支护技术的实践与应用
式中: I一 锚杆长度 ; r L—— 锚杆外露长度 , 10 。 取 0 mm; L 厂 不稳定岩层的厚度 , 10 mm( 类巷道围岩的松动圈) 取 30 I R ; I —— 锚杆伸人岩层的长度 , 4 0 取 0 mm。 经计算得 10 m 取锚杆长 I0 ~ 00 m。 8 0 m, 80 20r a () 2 锚杆 间排距 的确定 根据每根锚杆悬 吊的岩石 重量确定 ,即锚杆悬 吊的岩石重量 等于 锚杆 的锚 固力 。通 常锚杆按等距排列 , ab 即 = 。则有 :
D N— ah / = / y b ~  ̄8 4 K
1 . 帮支护设计 2上
由于 目前机巷 , 风巷均跟 中线施 工 , 以在布置下 段风巷时要与上 所
段机巷 同方位 , 一般巷道宽 2 m, . 保持两巷中对中 4 5 。 由于煤柱较 6 ~m 小沿 空一侧采用锚 杆支 护已不可能 ,因此在设计 中采用了上帮工字钢 点柱支护 , 顶及 下帮采用锚梁 网联合支护方式 。 窄煤柱沿空掘进能否保证其 稳定 , 了取决煤 岩 自身力学性质外 , 除 关键还在 于煤柱 大小和巷道支护形式能否使巷道 围岩形成具有一定承 载 能力的支护整 体。3 #煤层顶板 多为Ⅲ类 , 较稳定 , 倾角小 ,回采后顶 板 发生挠 曲变形 , 近煤 柱段缓慢 下沉 、 接 断裂 , 冒落顶板 与煤柱顶板 在 间便产生 平衡力 的作用 , 同时再加上顶部锚杆组合 强化作用 , 结果会降 低煤 柱顶 板压力 , 制约了顶板的下沉 变形 。 以 , 于以上理论 和研究 , 所 基 在支护设计 中应 采用“ 靠煤柱帮点柱” 支护形式。 点柱使用 1 # 矿用工字钢 ,服务期 限较 短的巷道可 采用 2 0 m 1 2m 优质 圆木 , 度大于 上帮高度 30 m, 长 0 m 点柱按 与水平 成 8 。 0 角布置 , 允 许正 0~5 ,间距 8 0 。 0 mm,正 负偏差 5 mm,上端 打人顶板 岩石深 度 0 5 m 且用木楔接牢 。柱窝深不小于 2 0 m, 法打人实底 的要穿鞋 , 0 m, 0m 无 同时用笆片 、 搪材或竹背板把帮腰背严实 , 防止窜矸。支护形式如图 2 。
锚杆(锚索)支护设计技术参数与应用
a d v a n t a g e o f t h e b o l t s u p p o r t p a r a me t e r s a n d c h e c k i n g s y s t e m.
Ke y wo r ds: s up po r t i n g pa r a me t e r s ; c h e c k
c= H t a n ( 4 5 。一 )
K×
孥
其 中: 安 全系数 , 2 ; d , — — 锚索 直径 , 1 7 . 8 m m;
— —
— —
L — — 锚 人岩 ( 煤) 层 内深度 , 按 照 锚 固力 黏 结 力
i n t r o d uc e s t he b o l t s u p po r t p a r a me t e r s o f t h e g e n e r a l p r i nc i p l e s o f t h e c he c ki n g s ys t e m ,e mph a t i c a l l y a n a l y s e s t h e e x pe r i e nc e da t a i n t he da t a ba s e r e p r e s e n t a t i 0 n me t ho d,a nd c o mbi ne d wi t h a p pl i c a t i o n e x a mpl e s ,i l l us t r a t e s t h e
锚杆( 锚索) 支护设计技术参数与应用
欧 阳辉 白瑞峰( 中国神华 神东煤 炭集团 补连塔煤矿 , 内蒙古 鄂尔多斯 0 1 7 2 0 9 )
摘 要 : 根据锚杆 作用的不同机理 , 结合数据 库技术 , 介绍 了锚杆 支护参数校核系统的一般原理 , 着重分析了经验数据在数据库 中 的表 示方法 , 并且结 合应 用实例 , 说 明了锚杆 支护 参数校核系统的优点及实用I 生。 I
锚杆支护
第二章锚杆支护技术管理第一节总则第1条锚杆、锚喷支护(以下简称锚杆支护)是煤矿井巷工程一种重要的支护形式,它以快速、主动、有效的支护特性已得到广泛推广应用,并对加快巷道支护改革,提高支护效果起到了重要作用。
为进一步加快锚杆支护的推广应用,提高矿井的经济效益,特制定本规定。
第2条锚杆的种类根据新汶矿区开采的实际情况,规定允许使用的锚杆种类包括以下七种:1、等强全螺纹树脂锚杆(牌号:KMG335);2、等强全螺纹细牙高预紧力锚杆(牌号:KMG400、KMG500);3、无纵肋螺纹钢式树脂锚杆(牌号:KMG400、KMG500),适用于埋深大于600米的巷道;4、高强度高韧性抗冲击锚杆(牌号:KMG600),适用于埋深大于800米及地压较大的巷道。
5、缝管锚杆(只限于回采巷道护帮或断层破碎带临时支护);6、水力膨胀式管子锚杆;7、玻璃钢锚杆(允许在使用时间较短的,围岩稳定的切眼两帮及条件适宜的煤帮使用);8、经集团公司鉴定并经专业主管部门批准使用的新型锚杆。
第3条锚杆的锚固方式1、端锚:树脂锚固段长度≥350mm。
2、加长锚:树脂锚固段长度≥700mm。
3、全锚:树脂锚固段长度≥锚深的80%;水泥锚固段长度为锚深的100%。
一般情况下应采用加长锚;Ⅲ~Ⅴ类煤巷顶板和深部全岩巷道严禁使用端锚。
第4条锚杆支护材料规格、性能1、树脂锚杆金属杆体及其附件应符合中华人民共和国煤炭行业标准MT146.2-2002要求。
2、等强全螺纹树脂锚杆技术性能规定见下表(表一)。
表一3、等强全螺纹细牙高预紧力锚杆技术性能规定见下表(表二)表二4、无纵肋螺纹钢式树脂锚杆技术性能规定见下表(表三)表三5、高强度高韧性抗冲击锚杆技术性能规定见下表(表四)注:1)、无纵肋螺纹钢式树脂锚杆及高强度高韧性抗冲击锚杆成品杆体实验要求:a、除做屈服载荷实验外,应在杆体滚压螺纹部做抗弯试验。
b、抗弯试验要求:杆体直径的3倍为弯芯直径,按弯芯直径对杆体螺纹部进行弯曲实验,要求弯曲90°时,受弯部位不得脆断。
锚杆支护技术应用与实践
锚杆支护技术应用与实践摘要:随着锚杆支护技术的发展,矿山对锚杆支护的认识也在不断提高,不断扩大应用范围,目前矿山施工的锚杆巷道包括准备巷道、回采巷道、大跨度综采切眼以及大跨度巷道交岔点等。
该文介绍了锚杆支护的优越性,并提出了关于锚杆组件的回收复用问题。
关键词:支护技术;巷道优化Abstract: with the development of the bolt supporting technology, to the understanding of the mine bolt support also is rising ceaselessly, and constantly expand the scope of application, at present the mine construction of roadway bolt preparation roadway, including extraction roadway, big span fully mechanized cut into large span and eye of bifurcation points, etc. This paper introduces the superiority of the bolt supporting, and put forward concerning the recovery reuse components anchor.Keywords: support technology; Roadway optimization0 引言为了维持巷道的稳定性,防止围岩发生垮落或过大的变形,巷道掘出后,一般都要进行支护,如砌衬和木框架等。
随着采矿深度的增加和地压理论的发展,2 0世纪初,美国创造了矿山巷道的锚杆支护方法。
这种支护方法经过十几年的发展,到1940年前后,在世界普遍流行开来,并且被广泛地应用到隧道、边坡治理、地基加固等其它岩土工程领域。
煤矿锚杆支护技术参数资料讲解
煤矿锚杆支护技术参数资料讲解锚杆支护技术是在地下工程中广泛应用的一种地层控制技术,它通过将钢筋锚杆嵌入岩体中,形成一个稳定的支撑体系,以增强地层的承载能力和防止地层的变形破裂。
煤矿锚杆支护技术是一种特殊的锚杆支护技术,针对煤层地质条件和工作面开采环境而设计。
本文将对煤矿锚杆支护技术的参数资料进行详细讲解。
1. 锚杆直径和长度:锚杆的直径和长度是决定其承载能力的重要参数,也是根据地质条件进行设计的重要依据。
一般来说,煤矿锚杆的直径一般在25mm到50mm之间,长度一般在1.5m到4m之间。
直径较大的锚杆承载能力较高,但成本相对较高,需要根据具体情况进行选择。
2.锚杆间距:锚杆的间距是指相邻锚杆之间的距离。
煤矿锚杆的间距一般在0.8m到1.5m之间,根据岩体条件和支护要求进行设计。
间距较小可以增加锚杆的整体承载能力,但也会增加施工难度和成本。
3.锚杆的材质:煤矿锚杆一般采用高强度合金钢制作,具有优异的抗拉强度和抗腐蚀性能。
常用的材质有45号钢、40Cr钢和20Mn2钢等。
材质的选择应考虑到锚杆的承载能力、抗腐蚀性和经济性等因素。
4.锚杆的安装方式:煤矿锚杆的安装方式有多种,常见的有直插式和锚固式。
直插式安装方式适用于岩体条件较好的地方,锚杆直接插入岩体中,形成支撑体系。
而锚固式安装方式适用于岩体条件较差的地方,锚杆通过化学锚固剂固化在岩体中。
5.锚杆的预应力力量:预应力力量是通过对锚杆施加预拉力来产生的,它是增强锚杆承载能力的重要参数。
锚杆的预应力力量一般在20kN到100kN之间,具体数值根据地质条件和锚杆直径进行确定。
预应力力量的大小应根据具体工程要求和安全性进行选择。
总之,煤矿锚杆支护技术是一种重要的地层控制技术,合理选择和设计锚杆的参数是保证支护效果和安全性的关键。
通过对锚杆直径、长度、间距、材质、安装方式和预应力力量等参数的合理选择,可以提高锚杆的承载能力和稳定性,保证煤矿工作面的安全开采。
锚杆支护技术管理
提高巷道稳定性:锚杆支护技术可 以有效提高巷道的稳定性,防止塌 方等事故发生。
提高巷道承载能力:锚杆支护技术 可以提高巷道的承载能力,满足不 同工况的需求。
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减少巷道变形:锚杆支护技术可以 减少巷道的变形,提高巷道的使用 寿命。
提高巷道抗震能力:锚杆支护技术 可以提高巷道的抗震能力,减少地 震对巷道的影响。
加强研发团队建设, 提高研发能力
引进先进技术,提 高技术水平
加强与高校、科研 机构的合作,推动 技术研发
建立技术研发激励 机制,激发员工创 新热情
加强安全教育和培训 建立完善的安全管理制度
落实安全检查和整改措施
提高安全防护设施和设备的 质量
锚杆支护技术管理 发展趋势
智能化监测与预警 系统的发展历程
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 锚杆支护技术管理 要点
锚杆类型:根据工程地质条件选择合适的锚杆类型,如预应力锚杆、自钻式锚杆等。 锚杆长度:根据工程地质条件和设计要求确定锚杆长度,确保锚杆能够有效锚固。 锚杆间距:根据工程地质条件和设计要求确定锚杆间距,确保锚杆能够有效支撑。 锚杆角度:根据工程地质条件和设计要求确定锚杆角度,确保锚杆能够有效锚固。
锚杆材料选择:根据工程地质条件 选择合适的锚杆材料
锚杆材料储存:合理储存锚杆材料, 避免受潮、腐蚀等影响
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锚杆材料检验:对锚杆材料进行力 学性能、化学成分等检验
锚杆材料安装:严格按照施工规范 进行锚杆材料安装,确保锚杆材料 质量
锚杆类型:预 应力锚杆、非 预应力锚杆等
智能化监测与预警 系统的功能特点
智能化监测与预警 系统在锚杆支护技 术管理中的应用
锚杆支护参数的确定及应用
( 1 . 内 蒙 古 科 技 大 学 矿 业 工 程 学 院 内蒙 古 包 头 o 1 4 O l o;
2 .内蒙古煤炭 安全 开采与 利用 工程技 术研 究 中心 内蒙古 包头 01 4 0 1 0;
3 .万利煤 矿 内蒙 古 鄂 尔多斯 O { 7 0 0 0 )
第 4期 2 0 1 3年 l 2月
水 力 0AL Ml Nl NG & PI P E L I NE T RAN S P ORT AT I O N
N O . 4 De c . 2 01 3
锚 杆 支护 参数 的确 定 及 应 用
形 的柔 性 支 护 手 段 L 1 ] , 如果 支 护 参 数 选 择 不合 理, 就会造成支 护强度太 高或不够 。支护强度 太 高, 不仅浪费支护材料 , 而且 影 响掘进速度 ; 支护
强 度不 够 , 就 不能 有效 地控 制 围岩变形 , 会 出 现
顶板 4 . 0~ 6 . 0 m范 围内有稳定 岩层 , 安全 系数大 于2 ; ②距巷道顶 板 2 . 0— 4 . O m范 围内有稳 定岩 层, 安全 系数为 1 。 5—2 。 Ⅳ 类 一极 不 稳 定 , 距 巷 道顶 板 6 . 0 m 范 围 内 没 有 稳 定 岩 层 。 该 煤 矿
2 . O m范 围 内 有 稳 定 岩 层 , 安 全 系数 大 于 2 。Ⅱ
式 中: £为锚杆 长度 , m; 为锚 杆外露长度 , 取决
于 锚 杆类 型 与锚 固 方式 , 一般取 0 . 1 m; L 为 锚 杆 有效长度 , 应 不 小 于 不 稳 定 岩 层 的厚 度 , m; L ,为 锚 杆 锚 固长 度 , 端 部 锚 固一 般 取 0 . 5—1 . 0 m。 I 类 围岩 : 确定 L 2=1 . 2 m, 选取 L =0 . 1 m、
煤矿锚杆支护技术参数
煤矿锚杆支护技术参数
一、锚杆材料参数
1.锚杆材质:锚杆一般采用高强度合金钢材作为材料,具有良好的抗拉强度和耐腐蚀性能。
2. 锚杆直径:根据不同巷道的条件和需要,锚杆直径一般为20mm到32mm之间。
3.锚杆长度:锚杆长度根据巷道的高度进行设计,一般为2m到5m之间。
二、锚杆布置参数
1.锚杆布置密度:锚杆的布置密度根据巷道围岩的稳定性要求进行设计,通常为每平方米布置6到8根锚杆。
2.锚杆锚固长度:锚杆的锚固长度一般为1.5m到2m之间,确保能够有效地抵抗巷道围岩的变形和压力。
3.锚杆锚固间距:锚杆的锚固间距根据不同巷道的岩层条件和压力进行设计,一般为1m到1.5m之间。
三、锚杆支护参数
1.锚杆预应力:锚杆的预应力根据巷道围岩的变形和压力进行调整,一般为6kN到10kN之间。
2.锚杆支护力:锚杆支护力在施工过程中要经过相关计算确定,一般为10kN到20kN之间。
3.锚杆锚固力:锚杆的锚固力需要根据巷道围岩的变形和压力进行计算,确保能够有效地支撑巷道围岩。
四、锚杆支护施工参数
1.锚杆支护施工速度:锚杆支护施工速度一般为每班次30根到50根
之间,具体根据巷道的长度和条件进行安排。
2.锚杆灌浆压力:锚杆灌浆压力应根据巷道围岩的密实程度进行调整,一般为10MPa到20MPa之间。
3.锚杆支护施工质量:锚杆支护施工质量应符合相关技术标准,确保
锚杆支护效果和巷道的安全性。
以上就是煤矿锚杆支护技术参数的一些基本介绍,通过合理的参数设
计和施工操作,可以有效地提高煤矿巷道的稳定性和安全性。
当然,实际
应用中还需要根据具体的矿井条件和需求进行调整和优化。
我国煤矿锚杆支护应用前景及发展技术途径
我国煤矿锚杆支护应用前景及发展技术途径煤矿是我国能源产业的重要组成部分,也是我国经济发展的关键支撑。
然而,煤矿开采过程中存在一系列的安全隐患,其中地质灾害是最主要的问题之一。
为了保障煤矿工人的生命安全和煤矿生产的持续稳定,煤矿支护技术得到了广泛应用和深入研究。
其中,锚杆支护技术作为一种重要的煤矿支护方式,具有广阔的应用前景和深远的发展意义。
锚杆支护技术是指利用锚杆将岩体固定在岩壁上,以增加岩体的稳定性和承载能力,从而保证矿井巷道的安全运行。
相比传统的支架支护技术,锚杆支护技术具有以下优势:首先,锚杆支护技术可以提高巷道的稳定性和安全性。
在煤矿开采过程中,地质条件复杂多变,巷道往往面临着岩层倾倒、冒顶、冲击地压等地质灾害。
采用锚杆支护技术可以有效地增加岩体的抗拉强度和抗剪强度,提高巷道的整体稳定性,减少地质灾害发生的概率。
其次,锚杆支护技术可以提高巷道的承载能力。
在煤矿开采过程中,巷道往往需要承受来自上方岩层和地压的巨大压力。
传统的支架支护技术在承受高压力时容易发生变形和失稳,而锚杆支护技术可以通过增加锚杆的数量和长度来增加巷道的承载能力,有效地抵抗高压力的作用。
再次,锚杆支护技术可以提高工作效率和降低成本。
传统的支架支护技术需要大量的人力和物力投入,而锚杆支护技术可以通过机械化施工来提高工作效率,减少人力投入。
此外,锚杆支护技术具有施工周期短、成本低的特点,可以降低煤矿开采成本,提高经济效益。
随着我国煤矿开采深度的不断增加和煤层资源的日益紧缺,锚杆支护技术在我国煤矿行业中的应用前景十分广阔。
首先,锚杆支护技术可以有效解决深部巷道冒顶、冲击地压等地质灾害问题,提高煤矿开采的安全性和稳定性。
其次,锚杆支护技术可以提高巷道的承载能力,满足深部巷道开采对承载能力的要求。
再次,锚杆支护技术可以提高工作效率和降低成本,提高煤矿开采的经济效益。
为了进一步推动我国煤矿锚杆支护技术的发展,需要从以下几个方面进行努力:首先,加强科学研究和技术创新。
煤矿掘进巷道锚杆支护方式的应用与分析
煤矿掘进巷道锚杆支护方式的应用与分析随着我国经济的高速发展,煤矿资源的开采也日益增加。
煤矿掘进巷道是煤矿开采的重要环节,巷道的稳定与安全直接关系到煤矿生产的顺利进行。
巷道支护作为煤矿发展领域中的关键技术之一,其应用与分析对煤矿生产的安全、高效进行具有重要意义。
本文将围绕煤矿掘进巷道锚杆支护方式的应用与分析展开讨论。
一、煤矿巷道支护方式介绍1. 传统支护方式传统的煤矿巷道支护方式主要是采用木桩支护、煤矿喷浆支护等方式。
这些支护方式存在材料消耗大、效果不稳定等问题,不能满足现代化煤矿的需要。
为了解决传统支护方式存在的问题,越来越多的煤矿开始采用锚杆支护方式。
锚杆支护是在巷道顶板和侧墙采用锚杆进行固定,形成一个整体的支护结构,能够有效地增强巷道的稳定性和承载能力,提高煤矿巷道的安全性和工作面的开采效率。
二、锚杆支护方式的应用1. 巷道顶板支护煤矿巷道的顶板是最容易发生事故的地方,传统的木桩支护对顶板的支撑效果并不理想。
而采用锚杆支护可以在巷道顶板进行锚杆的预埋,再与搭设的锚杆支架相结合,形成一个坚固的支撑系统。
这种方式不仅可以增加巷道的稳定性,还可以避免顶板的坍塌事故的发生。
巷道侧墙是煤矿巷道支护的另一个重点,其稳定性直接关系到巷道整体的安全性。
采用锚杆支护方式可以通过预埋锚杆,再与侧墙支护材料结合,形成一个坚固的支撑结构。
这种支护方式不仅可以增加巷道侧墙的稳定性,还可以提高巷道的安全系数。
1. 提高煤矿巷道的稳定性2. 增加煤矿工作面的开采效率采用锚杆支护能够将巷道的稳定性大大增强,使得煤矿的工作面开采效率得到极大提高。
工作面的稳定性直接关系到生产效率,而锚杆支护则能够保障工作面的稳定性,提高煤矿的生产效率。
3. 降低煤矿事故风险巷道是煤矿主要的通风、安全出口,在巷道中出现事故会严重危害煤矿的生产和职工的安全。
锚杆支护方式的应用能够降低巷道事故的发生概率,减少煤矿事故风险。
随着我国煤矿开采技术的不断发展,锚杆支护方式将会得到更加广泛的应用。
煤矿建井巷道施工锚杆支护的原理、参数设定及设计方法
煤矿建井巷道施工锚杆支护的原理、参数设定及设计方法摘要:为提高支护的强度和效果如通常采用锚杆辅以锚索做加强支护,锚杆理论已用理论方法确定煤矿巷道、硐室支护参数阶段,用该理论设计的巷道、硐室支护有理有据,文章就此提出论点,供广大同仁参考、指正。
关键词:煤矿矿井巷道锚杆支护1、锚杆支护作用原理锚杆是一种安设在巷道围岩体内的杆状锚栓体系。
采用锚杆支护的巷道,就是在巷道掘进后向围岩中钻锚杆眼,然后将锚杆安设在锚杆孔内,对巷道围岩进行加固,以维护巷道的稳定性。
1.1悬吊作用悬吊作用是指将要冒落的围岩或者软弱岩层,用锚杆悬吊于上部的坚硬岩体上,由锚杆来承载围岩或者弱岩的重量。
1.2组合梁作用可将平顶巷道层状顶板看作是由巷道两帮为支点的叠合梁,在荷载作用下,各层板梁都单独弯曲,每层板梁的上下缘分别处于受压和受拉状态。
但是用锚杆将各组合板梁压紧之后,在荷载作用下,就如同一块板梁的弯曲一样,提高了板梁的抗弯强度,可以提高顶板岩层的承载能力。
1.3挤压加固拱作用在巷道周围系统地布置锚杆,使巷道拱部节理发育的岩体连接在一起,便在一定的范围内形成一个连续的、具有一定自承能力的拱形压缩带,使巷道围岩由原来作用在支架上的荷载变成了承载结构,以支承其自身的重量和顶板压力。
1.4减跨作用在巷道内安设锚杆,能够减少压力拱的高度和跨度。
如在巷道跨中打一根锚杆,相当于在该处打一根支柱,使原来的拱分为两个小拱,小拱的跨度为原拱的一半。
如果打三根锚杆,就相当于将原来的拱分成四个小拱,压力拱的跨度为原拱的四分之一,同时压力拱的高度也明显降低。
1.5围岩补强加固作用巷道深处围岩内的岩石处于三向受力状态,而靠近巷道周边的岩石则处于二向受力状态,后者的强度远远小于前者,因此容易受破坏而丧失稳定性。
在巷道内安设锚杆后,有些围岩又部分地恢复为三向受力状态,增强了自身的强度。
此外,锚杆还可以增强岩层弱面的抗剪强度,使巷道周边的围岩不易破坏和失稳。
2、锚杆支护参数的确定目前,用于煤矿巷道支护设计的主要的锚杆支护参数设计方法有下列几种:(1)悬吊机制及其围岩条件:在层状岩体中,锚杆将下部不稳定岩层悬吊在上部稳固的岩层上,锚杆承受的载荷为下部不稳定岩层的重量。
煤矿巷道锚杆支护技术
锚杆支护技术可以根据巷道的实际情况进 行调整,适应不同的围岩条件和采掘要求 ,具有较强的灵活性和适用性。
成本较低
环保节能
锚杆支护材料成本较低,且易于加工和运 输,可以大幅度降低采煤成本。
锚杆支护技术可以减少对传统木材和钢材 的需求,降低资源消耗和环境污染,符合 绿色采煤的理念。
锚杆支护技术的缺点
技术要求高
将锚杆杆体插入钻孔,用锚固 剂或树脂等粘结剂进行锚固。
张拉与固定
根据设计要求,对锚杆进行张 拉,使其对围岩产生足够的预 紧力,然后进行固定和连接。
04
锚杆支护技术的优缺点
锚杆支护技术的优点
高效稳定
灵活适用
锚杆支护技术能够有效地提高巷道的稳定 性,减少围岩变形和破坏的风险,保证采 煤作业的安全进行。
02
锚杆支护技术的原理
锚杆支护的基本原理
锚杆支护是通过在巷道围岩中打入锚 杆,利用锚杆的拉力和锚固力将不稳 定的围岩锚固在稳定的岩层中,以保 持巷道的稳定性和安全性。
锚杆支护技术具有施工简便、快速、 安全可靠等优点,因此在煤矿巷道支 护中得到了广泛应用。
锚杆的受力分析
01
锚杆受力主要包括拉拔力和剪切力,其中拉拔力是 锚杆的主要受力形式。
02
锚杆的拉拔力应满足设计要求,并应进行必要的试 验验证,以确保锚杆的可靠性。
03
剪切力主要发生在锚杆中间部位,对锚杆的稳定性 有一定影响,但一般较小。
锚杆支护的力学性能
01
锚杆支护的力学性能主要包括抗拉拔力、抗剪切力和
抗弯矩等。
02
抗拉拔力是评价锚杆性能的重要指标,要求满足设计
要求,并具有良好的长期稳定性。
对于一些高边坡工程,锚杆支护技术可以有效地提高边坡的稳
锚杆(锚索)支护设计参数验算指导意见(1)
锚杆(锚索)支护设计参数验算指导意见矿属各采掘区队:为规范我矿锚杆(锚索)支护设计参数验算,特制定本意见,要求各队对照执行。
一、采用锚杆支护基本体系,辅助锚索加强支护的工作面执行以下参数验算标准。
用锚杆将软弱的直接顶板吊挂于坚固老顶上或采用锚杆将巷道开挖而引起松动的岩块连接在松动区外的完整坚固岩体上,使松动岩块不致冒落。
1.锚杆长度:L≥KH+L1+L2式中:L为锚杆长度,m;H为软弱岩层厚度或冒落拱高度,m;K为安全系数,一般取K=2;L1为锚杆锚入稳定岩层的深度,一般取0.4m;L2为锚杆外露长度[钢筋网厚度+钢带厚度+托板厚度+螺母厚度+(0.01-0.05m)],m。
冒落拱高度按下式计算H=fB2/式中:B为巷道开挖宽度,m;f为岩石坚固性系数,二煤顶、底板岩石普氏系数f=3~5,取4。
2.锚杆的间排距计算锚杆间排距按以下公式计算:γaQ/KH式中:a为锚杆的间距,m;Q为锚杆的设计锚固力,取50KN;γ为被悬吊岩石的重力密度,二煤顶板重力密度为26.6KN/m3;K为安全系数,取K=2;H 为冒落拱高度,m。
a>锚杆间排距即符合要求。
3.锚杆材质目前,我矿使用锚杆直径φ22mm、材质BHRB500左旋锚杆,屈服强度500MPa,抗拉强度670MPa,拉断载荷254.7KN 。
锚杆钢材抗拉强度如表1。
表1 锚杆钢材的抗拉强度4.钻孔与锚固参数)/(222d D l d l r r a -= 式中:r d 为锚固剂直径,mm ;D 为钻孔直径,mm ;d 为锚杆直径,mm ;r l 为锚固剂长度,m ,不同钻孔直径与锚杆直径的锚固参数如表2。
表2 不同钻孔直径与锚杆直径的锚固参数5.锚杆预紧力参数预紧力设计原则是控制围岩不出现明显的离、滑动与拉应力区,合理的预紧力值能够实现对离层与滑动的有效控制,选择锚杆预紧力为杆体屈服载荷的30%-60%,具体见附件《锚杆锚固力和预紧力矩计算》。
二、采用全锚索支护基本体系,辅助长锚索加强支护的工作面执行以下参数验算标准。
论述对深基坑锚杆支护技术的应用与
施工技术摘要:高层建筑物的深基坑开挖受到地形、施工场地的限制,因而锚杆大量的用于深基坑挡土桩、挡土墙的支护,解决了地下室机械化挖土的困难。
而锚杆固定挡土桩(墙)应用,实现了深基坑工程施工效率高、工期短、造价低的优越性,由于以上的优点,因而适用于城区内高层建筑物深基坑的支护。
本文作者就深基坑锚杆支护技术的应用进行了探讨。
关键词:锚杆支护 深基坑 测试1 前言在城建工程中经常会遇到因建筑物周围有居民楼、街道或其他建筑物使得施工场地十分狭窄的情况,因此进行深基坑开挖时必须采取支护措施,以确保周围建筑物的安全运营及深基坑开挖坑壁的稳定性,在此过程中,合理选择支护方案是施工的关键。
锚杆支护技术是土木工程施工中的一项实用技术,它是将一种新型受拉杆件的一端固定在边坡或地基的岩层或土层中,称为锚固段(或锚固端),另一端与挡墙连接,可以承受由土压力、水压力施加在挡墙上的推力,从而利用地层的锚固力维持挡墙在开挖基坑过程中的稳定。
土层锚杆是由1958年联邦德国的宝尔(Bauer)在岩石锚杆的基础上发展起来的,并在深基坑施工时,固定挡土墙取得了成功。
在1990年以后,广东珠江三角洲一带经济高速的发展,由于高层建筑物的深基坑开挖受到地形、施工场地的限制,因而锚杆大量的用于深基坑挡土桩、挡土墙的支护,解决了地下室机械化挖土的困难。
而锚杆固定挡土桩(墙)应用,实现了深基坑工程施工效率高、工期短、造价低的优越性,由于以上的优点,因而适用于城区内高层建筑物深基坑的支护。
2 工程地质概况某大厦拟建场地周围有8层和12居民楼,基坑边距居民楼仅为0.8m ,东侧为一条主要大街,场地狭窄;大厦主楼为22层,裙楼4层,采用框架结构,占地面积为3600m 2;基坑开挖深度分别为-13.0m 和-8.7m 。
基坑主要地层工程地质条件如表1所示。
3 基坑支护设计方案与设计参数鉴于该建筑物场地相当狭窄的情况,深基坑开挖时必须采取支护措施。
经过多种方案分析比较后,确定该工程采用钻孔桩与锚杆支护方案,其对周围环境不会造成破坏,护坡桩之间土层采用挂网喷浆维护。
锚杆支护及其应用分析(二)
锚杆支护及其应用分析(二)锚杆支护的现状锚杆加固技术在工程中的应用十分广泛。
目前,它已经在地下工程、边坡工程、结构抗浮工程、深基坑工程、重力坝加固工程、桥梁工程以及抗倾覆、抗震工程的地层锚固应用中得到了发展。
近年,我国正在进行的高速铁路、跨海大桥、海底隧道、地铁等在内的大规模基础设施建设中所遇到地基处理、边坡加固、地下空间结构加固、水下空间结构坚固等各方面的问题中,将锚杆加固方式得到了很大的扩展。
1锚杆的支护基本理论随着锚杆支护工程实践的不断丰富,锚杆支护的作用机理研究也在不断得到发展和完善。
传统的锚杆支护理论有悬吊作用、组合梁作用、减跨作用、组合拱(压缩拱)理论等。
这几种观点都是以围岩状态和利用锚杆杆体受拉(力)为前提来解释锚杆支护作用机理的,因此,围岩状态及锚杆受拉力这两个前提的客观性是判定上述理论正确性的标准。
同时也涌现出许多新的锚杆支护作用理论,如锚固力中性点理论、最大水平应力理论、松动圈支护理论、锚固体强度强化理论、锚注理论等等。
锚杆的悬吊作用LouisA.Panek于1952一1962年间,经过理论分析及实验室和现场测试提出,在坚硬围岩中,锚杆的作用是将松动围岩直接悬吊到上部坚硬岩层上;在软弱围岩中,锚杆的作用是将破碎岩石悬吊在其上部的自然平衡拱上,平衡拱的高度可采用普氏压力拱理论估算。
锚杆所受的拉力来自被悬吊的岩层重量,据此便可设计锚杆支护参数。
悬吊理论能较好地解释坚硬岩层中锚杆的支护作用。
但对于跨度较大的软岩隧道中,普氏拱高往往超过锚杆长度,悬吊作用难以解释锚杆支护获得成功的原因。
大量的工程实践证明,即使隧道上部没有稳固的岩层,锚杆也能发挥其作用,这从一个侧面说明了悬吊理论在应用中的局限性。
锚杆的组合梁作用为了解决悬吊理论局限性,1952年德国Jacobio等在层状地层中提出了组合梁理论。
该理论认为在没有稳固岩层提供悬吊支点的簿层状岩层中,可利用锚杆的拉力将层状地层组合起来形成组合梁结构进行支护,这就是所谓的锚杆组合梁作用。
煤矿锚杆支护技术应用及实践
高 强度 螺纹钢 锚杆 杆体 ,配合 不 同凝
胶 时 间的系 列化树 脂 锚 固剂 ,可 以实现锚 杆杆 体 的全 长锚 固或 加强 锚 固 ,使锚 杆 的锚 固强度 达 到
或超过 锚杆 杆体 的极 限强 度 ,提高 对巷 道 围岩 的加
固效 果 。
动 ,消除 了棚 式支 护所 带来 的操作 不 安全 隐患 ,改
小 、要 轻 ,在 安装 的过程 中使材 料 的运输 成本 大大
没 有 发生项 板 下沉 、断裂 和底 鼓现 象 。
与 原 来 的 料 石 砌 碹 对 比 ,硐 室 宽 度 少 掘 进
降低 ,既减 轻 了安装 人 员 的工作 量 ,又使 得锚 杆支 护 的安 装效 率 大大提 高 ;煤矿 巷 道锚 杆支 护 因为不
圃
2 . 煤矿 巷道锚 杆支 护 的优势 煤 矿巷 道锚 杆支护 与棚 式支 护 比较起 来具 备 明
显 的技 术优 势 :锚杆支 护技 术含 量 高和经 济 实用 ;
锚 杆支 护属 于 “ 主动 ”支 护方式 ,能够依 照 围岩 的
形 状 进行 相应 调整 ,主 动 地保持 围岩 的完整 性 、稳 定 性 ,控制 围岩变 形 、位移 及裂 隙发展 ,充 分发 挥 围岩 自身 的 支 承 作 用 ,有 利 于加 固 和 提 高 围岩 强
善 了操作 人 员的劳 动环 境 ,杜绝 了超 时劳 动和 超体
力劳 动 的现象 。 锚 杆 支 护 主 要 作 用 在 于 控 制 锚 固 区围 岩 的 离
层 、滑动 、裂 隙张开 、新裂 纹 产生等 扩 容变形 与破 坏 ,尽 量 使 围岩 处 于 受压 状 态 ,抑 制 围岩 弯 曲变
圈
煤矿锚杆支护技术应用及实践
锚杆支护参数的改革与应用
锚杆支护参数的改革与应用关键词】支护;实验;经济分析;建设一、问题提出。
杆支护在七台河矿区已使用多年。
实践证明,这种支护方式非常适合该区域的岩特点,深受现场欢迎。
但到目前为止,杆支护设计理论堂不成熟,仍停留在主要根据工程类比法设计支护参数阶段。
如果测试工作不细致,目简单化支护,往往敢安全系数过大,不科学,带来一些不必要的经济投入。
调查发现,该矿区不论巷道所处的岩条件如何,均采用直径16mm、长1.6m、密度1.0m×l.0m的金属杆支护,许多回采巷道采过后,尽管有60%的杆失效,但巷道岩状态仍然保持良好,这说明原来的支护方式不够合理,造成不必要的人力、物力消耗。
因此,建立一套科学、合理的支护设计方案,是该矿区急需解决的问题。
二、新建矿概况及岩特征。
新建矿共有4个生产采区、一个开拓区,区回采7层×(85、87、90、92、93、94、96),层厚度为0.8-1.5m。
矿井设计能力120万t/a,有8个正规采队和20个掘进队,年要掘进20000m以上的巷道,才能保证采接续。
掘进大都按半岩施工,层顶板即为巷道顶板,均采用金属杆支护。
该矿层顶板为沉积砂岩,呈层状构造,比较坚硬,个别区域也有顶板破碎现象。
三、支护方案设计1、设计依据。
地下巷道开掘后,将在巷道岩形成松动圈,其大小是地应力和岩共同作用的结果,不同的岩条件,巷道的松动圈差别很大。
目前,巷道岩松动圈的研究,已进入到实际应用阶段,中国矿业大学董方庭教授提出按松动圈大小时行岩分类。
并以此设计巷道支护参数,具有一定的科学性和实用性,该矿就是以这套理论为基础,设计杆支护参数的。
2、岩松动圈的测试。
首先该矿千斤中层具有代表性的巷道布置测点,打测试钻孱,然后利用超声波探测仪,往复中层顶板岩石的超声波,最后整理绘出各层的声速图,找出声速变化的拐点,拐点至层顶板的距离即为该层顶板的松动圈。
经测试,各层顶板的松动范如下:一采85层;1.0m、二采85层;1.07m87、97层:0.4m92、93层:1.0m、94层:1.15m3.3支护参数的设计。
锚杆支护及其应用分析
锚杆支护及其应用分析摘要:针对我国锚杆支护的现状做了初步分析。
运用支护设计中常用理论及方法,对其中的优缺点进行了分析和评价,同时对实际支护工程中的某些不足进行了具体讨论,并对未来的发展趋势进行了初步分析。
关键词:锚杆支护;应用现状;发展趋势0 引言锚杆支护作为岩土工程加固的一种重要形式,由于其具有安全、高效、低成本等优点,在国际岩土工程领域得到了越来越多的应用.1872年,英国北威尔士的煤矿加固工程中首次采用钢筋加固页岩之后,1905年美国矿山中也出现了类似的加固工程.到了20世纪40年代,锚杆支护在地下工程中的应用在国外得到了迅猛发展.目前,在澳大利亚和美国的地下工程支护中,锚杆支护已经占到了将近100%.我国的锚杆加固技术于20世纪50年代开始起步,在最近20年得到了快速发展,目前已经得到了广泛的应用.据估计,在1993年至1999年间,我国仅在边坡工程和深基坑工程中的锚杆年用量就达到了3000-3500KM.目前,我国正在进行大规模的基础设施与各类矿山及隧道工程建设,锚杆支护得到了普遍应用。
1 锚杆的含义锚杆是一种埋设于围岩中的受拉构件,它是用金属或其它高抗拉材料制作的杆状构件。
它通过一些机械装置或粘结材料与围岩结技术、经济方面都有着巨大的优越性,而且能够适应不同地质条件的性质,基于这些优点锚杆在地下工程中得到了广泛应用和迅速发展[1]地下工程中所使用的锚杆一般由锚固体(或称内锚头)、锚杆及垫板三个基本部分组成,具体如图1[2]图1 地应力场示意图(1)垫板是支护结构与锚杆的连接部分,它能够有效改变锚杆的受力分布,使锚杆的轴力分布比较均匀,提高锚杆的支护效果。
同时还能够使锚杆与初期支护连成整体,有利于共同承担围岩压力。
(2)锚杆位于锚杆装置的中心线上,其作用是将来自垫板的拉力传递给锚固体,进而约束围岩的变形,提高围压,对控制围岩变形具有十分关键的作用。
由于锚杆通常都要承受一定的荷载,所以它一般采用抗拉强度较高的钢材制成。
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锚杆支护参数的改革与应用
【摘要】本文阐述了锚杆支护参数的改革与应用。
【关键词】支护;实验;经济分析;建设
1.问题提出
锚杆支护在七台河矿区已使用多年。
实践证明,这种支护方式非常适合该区域的围岩特点,深受现场欢迎。
但到目前为止,锚杆支护设计理论尚不成熟,仍停留在主要根据工程类比法设计支护参数阶段。
如果测试工作不细致,盲目简单化支护,往往敢安全系数过大,不科学,带来一些不必要的经济投入。
调查发现,该矿区不论巷道所处的围岩条件如何,均采用直径16mm、长1.6m、密度1.0m×l.0m的金属锚杆支护,许多回采巷道采过后,尽管有60%的锚杆失效,但巷道围岩状态仍然保持良好,这说明原来的支护方式不够合理,造成不必要的人力、物力消耗。
因此,建立一套科学、合理的支护设计方案,是该矿区急需解决的问题。
2.新建矿概况及围岩特征
新建矿共有4个生产采区、一个开拓区,区回采7层煤×(85、87、90、92、93、94、96),煤层厚度为0.8-1.5m。
矿井设计能力120万t/a,有8个正规采煤队和20个掘进队,每年要掘进20000m以上的巷道,才能保证采煤接续。
掘进大都按半煤岩施工,煤层顶板即为巷道顶板,均采用金属锚杆支护。
该矿煤层顶板为沉积砂岩,呈层状构造,比较坚硬,个别区域也有顶板破碎现象。
3.支护方案设计
3.1设计依据
地下巷道开掘后,将在巷道围岩形成松动圈,其大小是地应力和围岩共同作用的结果,不同的围岩条件,巷道的松动圈差别很大。
目前,巷道围岩松动圈的研究,已进入到实际应用阶段,中国矿业大学董方庭教授提出按松动圈大小时行围岩分类。
并以此设计巷道支护参数,具有一定的科学性和实用性,该矿就是以这套理论为基础,设计锚杆支护参数的。
3.2围岩松动圈的测试
首先该矿千斤中层具有代表性的巷道布置测点,打测试钻孱,然后利用超声波探测仪,往复中层顶板岩石的超声波,最后整理绘出各层的声速图,找出声速
变化的拐点,拐点至煤层顶板的距离即为该层顶板的松动圈。
经测试,各层顶板的松动范围如下:一采85层;1.0m、二采85层;1.07m87、89层:0.4m92、93层:1.0m、94层:1.15m
3.3支护参数的设计
在层状岩层中开掘的巷道,锚杆支护所起的作用,主要是悬吊作用和组合梁作用。
在多次层状的岩层中,锚杆的悬吊作用和组合粱的作用同时存在,但是,到目前为止,锚杆支护的设计还没有形成,按悬壁由作用设计支护参数量安全,但不经济;按纵使梁作用设计以护参数最经济但不安全。
通过分析论证决定先从安全角度出发,结合松动圈理论,以悬吊作用设计为基础,再根据各层顶板的实际情况,定出合适的支护密度。
最后通过试验,检验支护参数选择的合理性。
4.实验结果
支护参数确定后,该矿在一、二、四采区6个有代表性的道进行实验,对顶板有地质变化的地段,仍旧采用原支护方案,在亿道设2-3个观测站,实验期间,各采区技术人员跟班进行技术指导,发现问题立即采取整改措施,保证实验工作的顺利进行。
该矿采后备巷道均采用无煤柱沿空留巷方式,从各观测站的实测结果,受一次采动最响的巷道顶板下沉量及顶板状态基本没有变化;受二次采动影响的巷道;顶板下沉80-150mm,顶板状态基本完整;受三次采动影响砌筑水泥墙的巷道,顶板下沉40-80mm,顶板状态基本没有变化。
5.经济分析
株支护采用的锚杆均为直径16mm、长1.6m双排按1.0m×l.0m的矩形布置,每米消耗锚杆2套,费用为2×17.8=35.60元。
新支护方案采用直径14mm,长分别为0.8m、1.2m、1.4m、1.6m共计4种规格,直径减少2mm,长度平均减少0.34m,按单排或三角形布置,每米平均消耗锚杆1.2套,费用为1.2×13.0=15.60元,比原支护方案每米节省费用20元。
6.建设
七台河分公司建煤矿从本矿的实际情况出发,与科研部门合作,利用先进的测试手段,找出一套适合该矿特点的锚杆地护参数设计方法。
实践证明,新的劫掠参数完全能满足生产安全的需要,有效地解决了支护材料浪费、支护工效低的问题,同时也提高了经济效益。
从新建矿试验的3000多米巷道看,支护效果比较好,但也存在一些不足之处,个别地段存在锚杆间距超大、角度不够、预紧力不足等,造成局部顶板脱落。
那议在今后的推广工作在应采取以下措施:(1)对于有构造,顶板有好的地方仍然采用原来的支护方案,该锚杆加密的就立即加密。
该设支架的就设支架措施要及时跟上。
(2)虽然新支护方案用的锚杆少了介找锚杆质量必须加强,不准有间距超大、松动、穿皮现象。
(3)沿空留巷尽量采用水泥墙钢性支护,解决石墙二次采动后下沉量大,顶板破碎问题。