煤矿巷道锚杆支护现状及存在的问题
煤巷锚杆支护理念及常见的煤矿锚杆支护问题
坏总是先从某个薄弱环节开始。
理念七:支护生命期理念
▪ 支护生命期是指巷道从开挖和报废的全过程。 ▪ 在支护生命期内,围岩的松动圈从小到大 动态变化;
支护结构和围岩的相互作用关系也在变化。 ▪ 在煤巷锚杆支护的早期、中期和后期要根据矿压监
早期:加强顶帮的支护
由于有帮锚杆的有效锚固, 巷道围岩中最为不利的 极限自稳隐性拱消失
帮锚杆使极限自稳隐形拱缩小 unstable surroundings
早期:加强顶帮的支护
没有形成 厚层刚性梁
无锚杆支护或有锚杆支护但没有预应力或很小时
形成了 厚层刚性梁
有锚杆支护且预应力很大时
早期:既要重视“支”也要重视“护”
高预应力锚杆);
高预应力锚杆
高预应力锚杆
1 超高强锚杆杆体 2 螺母 3 预应力标示杆 4 应力松弛自补偿弹簧 5 弹簧护筒 6 减摩垫圈 5 7 应力扩散托盘 8 高强树脂锚固剂 9 围岩
理念三:锚杆支护的 “悬吊理论”很容易使人产生误
解,影响锚杆支护的推广。 为此我们提出了固压理论。 悬吊理论的局限性 (1)从理念上影响锚杆的推广,给人“没有坚硬岩层, 就不能使用锚杆支护的印象” ; (2)仅把不稳定岩层作为“被悬吊岩体”; (3)忽略锚杆初始工作阻力的作用; (4)用悬吊理论解释锚杆支护,锚杆还是被动支护; (5)只能解释顶板的锚固。
▪ 锚杆、 W钢带、金属网等形成统一的人工支 护体系,与巷道围岩形成统一的支护系统。 支护系统使锚固体成为一个整体。
▪ 早期,围岩完整时,金属网和W钢带可以起 到扩散应力的作用;后期,围岩破碎时,金 属网、W钢带对锚固体形成次生承载圈起关 键作用。
煤矿巷道支护技术现状及发展趋势分析
煤矿巷道支护技术现状及发展趋势分析引言:煤矿巷道的安全性关系着整个煤矿开采工程的安全,随着煤矿开采深度的不断加深,也就对煤矿巷道支护技术所起到的安全作用提出了更高的要求。
因此,要分析现在应用的煤矿巷道支护技术,解决当前煤矿巷道支护存在的问题,探究煤矿巷道支护技术今后的发展。
1.煤矿巷道支护技术应用分析1.1煤矿巷道棚式支护技术棚式支护技术曾经得到过很广泛地应用,按其使用的材质主要分为木结构,混凝土和金属材料等几种形式。
现在应用的主要是金属材料的支架支护。
在支架使用过程中,金属材质的支架的长,宽,高等要符合一定的比例,才能达到理想的支护作用。
但是这种棚式支护技术的缺点是岩石表层和支架之间不能很好地进行连接且金属支架的成本比较高,而且在地质环境比较复杂的地方还不能起到很好的支护作用,所以目前这种支护技术并没有得到广泛地应用,已经逐渐被比较先进的支护技术所取代。
1.2煤矿巷道砌碴支护技术在如今的煤矿巷道支护技术中,砌碴技术属于比较早应用到煤矿巷道支护中去的。
这种支护技术应用起来方便简单,在一些大巷中加固作用比较好。
砌碴支护技术大致可以分为现浇混凝土,混凝土砌块等方式。
使用煤矿巷道砌碴支护技术成本比较高,如果要岩层发生改变,砌碴技术能发挥的作用就会比较小,不能起到很好的支护作用。
所以在一些岩层比较固定的特殊的煤矿巷道中可以采用这一支护技术,对于其他情况,使用这种支护技术就会用很多限制,不适合大规模广泛地使用。
1.3U型钢支架支护技术U型支架支护技术的承载能力比较好,一般会在比较深的矿井中使用,能发挥比较好的支护作用。
在使用这种支护技术时,要对卡缆进行合理的调质和处理,岩石的支护壁要填充好,这样才能更好地发挥U型钢支架的支护作用。
注意如果出现岩土巷道破碎和剥落的现象,最好不要单独使用这种支护作用,可以采取锚喷和U型钢联合支护技术,可以弥补单独使用U型钢支架支护的缺陷。
由于承载能力比较好,适用范围比较广,是一种典型的巷道支护技术。
锚杆支护的发展现状讲解
锚杆支护的发展现状讲解锚杆支护是一种常用的地下工程支护技术,广泛应用于隧道、地铁、矿山等工程中。
本文将从发展历程、应用领域、技术特点和未来发展趋势等方面,详细讲解锚杆支护的发展现状。
一、发展历程锚杆支护技术起源于20世纪60年代,最初主要用于煤矿巷道的支护。
随着工程技术的不断发展,锚杆支护逐渐应用于隧道、地铁等地下工程中。
在过去几十年的发展中,锚杆支护技术得到了不断改进和完善,成为一种成熟、可靠的地下工程支护技术。
二、应用领域锚杆支护技术广泛应用于各类地下工程中,主要包括以下领域:1. 隧道工程:锚杆支护可用于公路隧道、铁路隧道、城市地铁等隧道工程中,能有效增强地层的稳定性,提高隧道的安全性能。
2. 矿山工程:锚杆支护在矿山巷道、矿井巷道等工程中得到广泛应用,能够有效防止岩层塌方和滑坡等事故发生。
3. 地下室工程:锚杆支护可用于地下室的施工和支护,能够增强地下室的结构稳定性,提高工程的安全性能。
4. 基坑工程:锚杆支护在深基坑工程中起到了重要的支护作用,能够有效防止基坑塌方和地面沉降等问题。
三、技术特点锚杆支护技术具有以下几个显著的技术特点:1. 灵活性:锚杆支护技术适应性强,可以根据不同地质条件和工程要求进行灵活设计和施工,能够满足各种复杂地质条件下的支护需求。
2. 高效性:锚杆支护施工速度快,能够大幅缩短工期,提高工程进度,降低施工成本。
3. 安全性:锚杆支护能够有效增强地层的稳定性,提高工程的安全性能,降低事故风险。
4. 经济性:锚杆支护技术相对于传统的支护方法,成本较低,具有较高的经济效益。
四、未来发展趋势随着地下工程的不断发展和技术的不断进步,锚杆支护技术也在不断创新和发展,未来的发展趋势主要包括以下几个方面:1. 自动化技术的应用:随着自动化技术的发展,锚杆支护施工过程将更加智能化和自动化,提高施工效率和质量。
2. 新材料的研发应用:新型材料的研发和应用将进一步提高锚杆支护的性能和使用寿命,推动技术的发展。
2024年锚杆、锚喷巷道支护的安全检查(五篇)
2024年锚杆、锚喷巷道支护的安全检查(1)锚杆支护和锚喷支护对巷道断面成型要求严格,在综合掘进机开挖时要严格掌握,在爆破成型时更要认真搞好光面爆,尤其是巷道断面周边眼的布置、眼距、孑L深、角度及装药量,必须严格执行规程设计规定,这是保证成型质量的关键。
(2)锚杆眼的布置、眼距、孔深、角度必须符合规程要求,锚杆角度应垂直于帮壁平面。
(3)锚杆无论是楔缝式,还是树脂药卷式,在装设锚杆时必须按规定要求程序装设,尤其是药卷浸水人孔搅拌,更要在浸水时间上和搅拌力度上按规定操作,以保证锚杆锚固质量。
(4)锚杆入孔固定(凝固)好后,把托板或托梁钢带等戴好上平,与顶帮岩石贴紧,如无法贴紧时要用木板垫好,然后上螺帽,螺帽要戴满丝扣,用力矩扳手拧紧。
锚杆外露长度应小于0.05m。
(5)锚杆支护要定期做拉拔(拉力)试验,发现锚固小于规定的要采取补打锚杆或加架棚子等措施。
(6)采用锚喷支护时,要按规定布置锚杆眼并及时保质的支设锚杆,要求同上不再重复。
(7)无论是锚杆支护还是锚喷支护,最大空顶距、最小空顶距、初喷与复喷的间距都要在规程中明确规定并严格执行。
(8)喷浆的配比必须符合要求,水泥标号符合要求,喷体强度要定期取样检验。
(9)要保证初喷和复喷质量,尤其是巷道顶部和腮部喷层厚度必须达到要求。
喷浆前要用清水冲洗巷道帮壁,喷后巷道帮壁平整,断面规格和中线符合要求,不准出现吊脚穿裙现象。
帮壁凹进部分要逐次补喷,必要时要挂网喷浆,每次补喷厚度不大于0.1m。
(10)做好喷浆时防尘工作,操作者要带好个体防尘口罩。
喷浆时要撤出设备,不能撤出的要遮盖保护。
喷浆作业时要停止(11)用风钻、电钻钻孑L必须湿式凿岩钻孔,不准干打眼。
(12)水泥、石子、速凝剂等材料要加强管理,堆放整齐,巷道内做到干净卫生文明生产。
(13)喷浆机保持完好,操作控制设备要灵活,电气设备要防爆。
喷浆机司机和喷浆手应经培训合格持证上岗。
2024年锚杆、锚喷巷道支护的安全检查(二)1. 引言锚杆、锚喷巷道支护是矿井巷道支护的重要技术之一,对保障矿井巷道的安全稳定运营具有重要意义。
锚杆支护技术存在的关键问题及解决方案
锚杆支护技术存在的关键问题及解决方案锚固技术,国内习惯统称为锚杆支护技术,国外一般称锚固技术或锚杆加固技术。
自187 2年英国北威尔士露天页岩矿首次应用锚杆加固边坡及1912年德国谢列兹矿最先在井下巷道采用锚固技术以来,锚固技术至今已有100多年的发展历史。
锚固技术是一种技术经济优越的技术手段,目前不仅广泛应用于世界主要产煤国家,而且也推广应用于冶金、水利水电、铁路公路、军工及建筑等工程之中,伴随着“21世纪-地下工程的世纪”的来临,可以预见,该技术必将得到更广泛深入的研究和推广应用。
尽管国内锚固技术与理论研究在近10余年取得了丰硕的研究成果,但还远不适应我国锚固技术推广与发展的需要,因此有必要在全面总结国内外锚固技术与理论发展现状的基础上,提出新的研究思路去研究和解决锚固技术推广与发展中的问题。
1国外锚固技术与理论研究的发展现状就目前而言,国外锚固技术以澳大利亚、美国发展最为迅速,两国锚杆支护比重已接近100 %,其锚固技术水平居于世界前列。
到20世纪80年代以后,一些曾以U型钢或工字钢支架为煤巷主要支护形式的国家(如英国、法国、德国、前苏联、波兰、日本等),也大力发展并应用了锚固技术。
1 1关于锚杆加固围岩的作用机理美国因其巷道埋深较浅、岩层强度高且地应力比较低,因此倾向于悬吊理论和组合梁(加固岩梁)理论,而英国、澳大利亚巷道以受水平应力影响为主,尤其是澳大利亚相对英国其巷道围岩变形量及最大水平应力更剧烈,一般而言,英国、澳大利亚锚杆支护的设计理论倾向于加固拱(挤压支承拱)理论。
1 2关于锚杆加固设计方法美国目前有两种基本设计方法:一为经验法,即是建立在以往解决岩层控制的经验基础上的设计方法。
该方法的主要缺点是强调了顶板控制问题的本身,而缺乏对引起顶板不稳定的内在原因的注意,即由于顶板条件的不同,经验法并不全都有效。
二为理论法,亦称客观法,即是建立在解决顶板支护问题的顶板和岩石力学理论基础上的设计方法。
矿井锚杆支护技术存在的问题及对策研究
矿井锚杆支护技术存在的问题及对策研究矿井锚杆支护技术存在的问题及对策研究【摘要】锚杆支护是利用深入围岩内部的锚杆杆体对围岩进行加固,提高被锚固围岩自身的稳定性来达到支护的目的。
该文论述了锚杆支护技术在地质、设计、围岩监测等方面存在着一些问题,并提出了相应的对策。
【关键词】锚杆支护;问题;策略;围岩监测一、锚杆支护技术存在的问题(1)地质方面的问题。
锚杆支护质量与巷道地质工作密切相关,煤矿地质环境复杂、基础信息匾乏。
我国煤矿有围岩稳定的l、2类巷道,也有围岩不稳定和极不稳定的4、5类巷道。
所以,锚固结构要具有相应的变形适应性并保持足够的承载能力及对围岩变形的约束力,使围岩重新形成平衡状态,这给锚杆支护技术的应用带来了较大的困难。
地应力实测技术是煤巷锚杆支护技术体系的核心技术之一,实施地应力实测是煤巷锚杆支护设计的基础。
(2)设计方面的问题。
第一,锚杆支护的机理。
现有锚杆支护理论存在一定的局限性,还不能满足复杂条件下特别是全煤及软岩条件下巷道围岩支护设计的要求。
传统的锚杆支护理论有:悬吊理论、组合梁理论、组合拱压缩拱)理论。
它们以一定的假说为基础的,从不同角度、条件阐述锚杆支护的作用机理,并且力学模型较为简单,计算方法简单。
现有较为成熟的锚杆支护理论也难以满足指导回采巷道特别是全煤巷道锚杆支护设计的要求,需要加强多方面的研究。
第二,锚杆支护参数选取。
锚杆支护参数的选取主要是采用经验法、工程类比法和理论计算法,而这三种方法存在着弊端,不能完全确定锚杆支护参数。
正确进行锚杆支护参数的选取已成为关键问题。
第三,锚杆种类。
随着新型材料的不断发展,各种新材料锚杆也不断涌现。
而单独进行锚杆生产与研发的单位却较少,在材料、工艺上没有实现规范化,浪费材料,也影响了锚杆的支护效果。
顶板岩层的层间错动会使锚杆、锚索发生剪切破坏。
金属锚杆结构不合理,在偏心载荷超过锚尾材料的强度极限时,锚尾发生破坏。
(3)围岩监测方面的问题。
巷道锚杆支护设计专题报告
巷道锚杆支护摘要煤巷锚杆支护的技术已趋于成熟但是锚杆支护仍然存在较多问题。
第一,锚杆支护工程隐蔽性强,监测技术不能完全满足煤矿的需要,安全可靠根本没有保证。
第二,我国煤炭资源分布范围广,地质条件复杂多变,好多复杂地质条件下锚杆支护并未达到理想的支护效果。
该设计是从锚杆支护的隐蔽性和我国复杂多变的地质条件等特点出发。
围绕这些特点,从杆体材料,加工方法,支护设计理念、施工质量,检测设备,监测手段等方面入手进行试验研究,提高支护质量,实现高产高效。
关键词:巷道;锚杆支护;高强度锚杆;监测1问题的提出由于锚杆支护能够改变围岩的力学特性,能获得良好的支护效果,带来传统支护方式无法比拟的技术经济效益,在国内外已受到了普遍的重视并得到了快速的发展及广泛的应用。
因此,探索正确的巷道支护理论、选择安全可靠的支护方法、确定经济合理的支护参数以及实用高效的施工工艺成了长期以来人们所致力解决的一个重大理论及技术课题,对于煤矿来说具有重大意义。
锚杆支护是巷道支护的一次重大革命,它可以起到加固、悬吊、合成梁和挤压连接体等作用,在支护中使用锚杆可以改变岩体的受力状态,不仅增加了岩石本身的稳定程度,而且使被支护岩体由荷载变为承载体,提高了岩体承载能力。
同时,大量工程实践表明,锚杆支护具有用料节省、巷道断面利用率高、支护及时、劳动强度小、经济效益高以及对巷道围岩变形的适应性好等诸多优。
因而,井下巷道采用锚杆支护是一种行之有效的支护手段,成为世界主要产煤国家煤矿支护的主要形式,美国、澳大利亚的煤矿巷道普遍采用锚杆支护,其支护比例己接近100%,英法两国煤巷的锚杆支护比例也分别达到了50%和80%以上,而我国煤矿锚杆支护在煤巷中仅占20%左右,和世界先进水平相比存在较大差距。
其主要原因是巷道事故率很高。
巷道变形破坏、片帮冒顶等事故在地下工程中是最常见的。
据不完全统计,煤矿事故中59%以上是巷道事故。
究其原因,还是对巷道变形破坏规律认识不清、支护理论不完善,从而造成支护设计工程类比居多,缺乏科学的指导,巷道支护方式选择不合理,因而也就无法保证巷道在不同地质条件下稳定和安全使用。
煤矿巷道掘进支护技术存在的问题及对策
煤矿巷道掘进支护技术存在的问题及对策摘要:近些年来,随着技术的不断发展和进步,应用于煤矿采煤工程巷道掘进和支护技术的掘进设备以及技术也开始朝着多元化的方向发展。
在巷道掘进过程中,为了保证掘进的安全性,支护技术的应用是不可或缺的,而不同类型的支护技术所发挥的作用效果有着明显的差异,在选择支护技术时,必须要做到具体问题具体分析,这样才能更好的发挥支护作用效果,解决支护工作中存在的困难和不足。
下面本文就煤矿巷道掘进支护技术存在的问题及对策进行简要探究。
关键词:煤矿巷道;掘进支护技术;问题;1煤矿巷道掘进支护技术概述现如今,我国煤矿巷道掘进过程中比较常用的掘进方式主要有综合机械化掘进和掘锚一体化掘进两种方式。
①综合机械化掘进技术在应用过程中,系统的组成相对来说比较复杂,需要应用到钻孔设备、掘进设备、传输设备以及通风设备等,这种掘进方式在应用期间任何环节都不能受到影响和干扰,否则的话,掘进工作就难以顺利实施下去。
通常来说,该掘进技术应用期间系统性能越好,掘进的工作效率以及施工进度也就越理想。
②掘锚一体化掘进的优势就在于可以有效的节约掘进时间,其是在锚杆支护技术应用的基础之上使得掘进式公寓巷道支护彼此融合。
比如说,对于盾构机掘进工艺的应用,该工艺可以在复杂地理地貌深埋长隧洞内施工,其优点在于掘进速度比加快、安全可靠,最终所形成的巷道质量比较理想。
但是不可否认的是盾构机的造价不菲,要实现该机械设备的有效应用,前期所需要投入的成本相对来说还是比较大的。
通常在煤矿施工期间,为了保证快速的对巷道进行掘进,往往需要连续实施破煤、装煤等作业,因此煤矿巷道掘进机的应用通常比较频繁。
煤矿巷道掘进机的应用优势在于其安全高效,掘进期间可以实现连续作业。
巷道掘进机在运输设备的辅助之下,可以实现高效快捷的连续作业,掘进速度因此得以大幅度提升。
总的来说,煤矿采煤工程巷道掘进是一项极为复杂的工作,为了保证巷道的安全,在巷道空间顺利开挖出来之后,就必须要采取有效的措施对巷道予以支护。
锚杆支护技术
锚杆支护技术锚杆支护技术一、锚杆支护技术现状和展望锚杆支护技术是煤矿支护技术改革的发展方向,是煤矿继推广综合机械化采煤技术又一重大推广技术。
我国在上世纪80年代开始研究应用锚杆支护技术以来,不论在理论上,还是在实践应有中已取得了长足的进展,促进了我国煤炭工业的发展.锚杆支护是由锚固在巷道四周钻孔内的一系列杆件(木质件、金属件、钢筋混凝土件和聚合物件等)系统组成的。
这些杆件配以支撑件和背板(也可以不用),靠它们的锚固力和向岩体稳定部分的悬吊作用,防止破碎岩石冒落。
用预拉紧方法安装的锚杆,提高了岩石分层之间的摩擦阻力,同时将两支撑点间的岩层夹紧,以岩梁和岩拱的形式构成承载结构.尽管加固的岩梁比未加固的岩梁呈现出明显的稳定性,但是仍不能准确量测出影响加固岩层稳定性单个分层缝合效果的量值。
现代锚杆支护理论认为,岩层分层之间的摩擦作用具有重要意义,主要有以下几个方面。
①巷道上方的松软岩层被锚杆固结到其上部坚固的岩层上,松软有裂隙岩层的几个分层,彼此之间被锚杆夹紧形成梁和拱形式的承载结构.②松软不稳定的岩石分层,彼此之间夹紧并被锚杆固结在上部坚固岩层上。
③在掘进巷道时,被破坏的有裂缝的岩石分层被锚杆夹紧并被悬挂在自然平衡拱上。
④不稳定的有裂缝的岩层被锚杆的联接部件托住并被悬挂于自然平衡拱的拱脚。
⑤不稳定的岩石分层被锚杆夹紧并悬吊于自然平衡拱的拱脚。
在采矿实践中,锚杆支架分单体锚杆支架和组合锚杆支架两种。
单体锚杆支架指安设在巷道中的锚杆,彼此之间没有力学科系.组合锚杆支架包括钢梁、钢带、角钢、槽钢等承托顶板元件,把两个或几个锚杆联成统一的整体.锚杆支架按用途分为临时锚杆支架和永久锚杆支架。
按作用原理分为主动锚杆和被动锚杆。
主动锚杆预先张紧装入钻孔中,以提高抵抗被加固岩体拱曲性和分层之间相对位移的能力。
随着锚杆预应力的加大,相应增加了岩层分层面之间的摩擦力,提高了巷道的稳定性。
安装被动锚杆时不给杆体以预应力,因此就比主动锚杆安装密些,其典型的有全长锚固的螺纹锚杆、钢筋混凝土锚杆、膨胀式锚杆和玻璃钢锚杆等.按工作特性锚杆又分为刚性延伸和有限延伸锚杆。
煤矿锚杆支护应用中存在问题及对策
煤矿锚杆支护应用中存在问题及对策【摘要】在目前的煤矿开采中,锚杆支护技术作为一种主动支护方式,由于其在使用过程中能够提高周围岩层的稳定性、降低劳动强度、提高成巷速度、能够对回采工作面的端头工艺进行简化、巷道本身的断面利用率会有明显的提高,并且还能够对作业环境进行改善,提高生产的安全性,所以其在煤矿开采的过程中,应用非常的广泛。
但是,现在,在其应用的过程中,由于各种原因,其依旧存在一些问题,这对锚杆支护技术的应用和发展都造成了不利的影响,本文主要对其存在的问题进行了研究,并找到了一些措施,希望能够更好的解决现在存在的锚杆支护方面的问题,推动锚杆支护技术更好的发展,将其作用更好的发挥出来。
【关键词】煤矿开采;锚杆支护技术;问题;对策为了提高巷道本身的稳定性,避免围岩出现变形以及垮落的情况,在进行巷道掘进之后,需要采取措施对其进行支护。
并且随着技术的发展和实践的进步,锚杆支护技术已经成为了主要的巷道支护措施。
锚杆支护本身的工艺比较简单,其机械化程度比较的高,不但能够节约成本,还能够提高施工的速度,保证施工的安全,和以往的支护技术相比,其优势非常的明显。
但是现在在煤矿中进行锚杆支护的时候,还是存在一定的问题,这对锚杆支护技术更好的发展是非常不利的。
1、煤矿锚杆支护技术存在的一些问题我国经过了多年的研究,锚杆支护技术无论是技术方面还是实际应用都取得了非常大的进展。
但是和一些发达国家相比较,锚杆支护技术还是存在一些问题,这对我国锚杆支护技术的发展、进步以及应用是非常不利的。
(1)在进行锚杆支护的时候,预应力都比较的低下现在,我国的锚杆技术虽然已经取得了一定的进步,但是在一些比较深,并且复杂的巷道运用的时候,高强度锚杆本身的支护效果比较的差,并且耗费的成本也比较的高,无法满足煤矿巷道掘进的实际需要。
首先,就支护理论而言,我国的锚杆支护理论没有对复杂环境下支护进行比较系统的研究;其次,就支护材料而言,现在的锚杆以及锚索本身的强度以及刚度比较的差,预应力比较的低,本身的强度比较的差,抗冲击力的能力比较的差,在支护的过程中,很容易出现整体失效或者锚杆断裂的情况,并且锚索本身的直径比较的小,强度以及延伸率都比较的低下,和钻孔进行匹配的时候匹配性比较的差,使用过程中,锚索滑动以及锚索拉断的情况时有发生。
锚杆、锚索支护存在的问题
本矿从2000年开始大力推广锚杆、锚索支护,锚杆、锚索支护便作为主要支护方式被推广应用:岩巷、半煤岩巷以锚网喷支护为主,煤巷以锚网带(梁)支护为主,特殊地点(如顶板破碎、交叉点等跨度较大断面)加打锚索,架棚仅作为一种补强手段。
锚杆、锚索支护效果好、成本低的优点得到较好体现,对新峪煤矿高产高效建设产生了巨大影响和作用。
然而,从目前看,所揭露的巷道围岩赋存条件复杂,具有不确定性,地质预报手段落后,不能完全满足锚杆、锚索支护设计的需要,加上施工过程中控制及锚杆、锚索支护的隐蔽性,锚杆、锚索支护的安全质量必须有足够的保证。
一、影响锚杆、锚索支护的质量的主要因素:1、锚杆、锚索支护设计不够科学。
锚杆、锚索支护设计时绝大多数采用工程类比法,支护形式和参数不尽合理,有可能支护强度太高,造成支护强度过剩,浪费了材料;再者在松、散、软等特殊地质条件下支护强度可能不足,出现片帮、冒顶事故。
2、锚杆、锚索支护材料的质量不能完全达到要求。
如钢材质量、加工的螺纹质量、树脂药卷质量均直接影响支护质量。
3、锚杆、锚索支护监测仪器与技术不能满足现场施工需要。
常用仪器的精确度、实用性不尽完善,不能完全真实反映锚杆、锚索支护效果。
4、现有技术条件下,施工因素是直接影响锚杆、锚索支护质量的关键环节。
施工人员对锚杆、锚索支护理论的系统认识不够,对锚杆安装质量不到位,不能完全按设计施工。
施工中常见的巷道成型差,锚杆托板不切岩面,造成锚杆失效;安装过程采用的机具、工艺不同,导致临近锚杆安装后预紧力不同,支护阻力增长不同均影响了支护效果。
5、由于高强预应力锚索和全螺纹锚杆的延伸率的不同,致使迎头在施工完锚杆后,补强锚索支护,造成局部锚杆被压出,托盘松动,预紧力丧失,作为锚杆、锚索支护的效果较差。
而锚索成为主要支护,造成锚索的破坏。
6、现场顶板锚索施工过程中,顶板多为倾斜方向,不平整,水平度较差,而锚索的安装方向多为铅直方向,造成锚索托梁安装方向与锚索的安装方向不一致,致使分解了锚索的承载力,并受剪切而破坏。
煤矿巷道锚杆支护现状及存在的问题课件 (一)
煤矿巷道锚杆支护现状及存在的问题课件(一)煤矿巷道是煤矿开采过程中的必经之路,是运输煤炭、人员及排水的主要通道。
随着科技的不断进步,煤矿巷道锚杆支护方式也得到了较大的改善,但仍然存在着一些问题需要解决。
一、现状目前,煤矿巷道锚杆支护主要由两种方式实现:一种是使用金属锚杆进行锚定;另一种是采用玻璃钢锚杆进行支护。
由于玻璃钢锚杆具有轻质、耐腐蚀、强度高等优势,在大型煤矿中得到广泛应用。
二、存在的问题1.破坏现象严重煤矿巷道锚杆支护的主要问题就是破坏现象。
在煤层中运行的机械设备容易导致地面塌陷,对煤矿巷道的支护产生破坏。
另外,当矿山地质条件不稳定时,也会导致地面塌陷,对煤矿巷道的支护产生破坏。
2.保护力度不足煤矿巷道锚杆支护的重要目的就是保护采煤作业人员的生命安全,但由于现有的支护方式还存在缺陷,保护力度不足,无法有效确保人员安全。
3.施工难度大坑道位于地下,问题相对比较复杂,加之环境复杂,施工的工作量相当大。
而现有的锚杆支护技术不够完善,运作也不够灵活,施工过程中存在许多困难。
三、解决方案1.加强现有锚杆支护的质量进一步强化和加强现有锚杆支护的质量,可以提高其耐久性,降低支护破坏的风险。
同时,在安全管理方面也要进一步加强,确保所有支护设施及其周围环境的安全。
2.改进锚杆支护方式目前市面上已经出现了不同类型的锚杆支护设备,这些设备具有各自的优点,有必要根据矿井的实际情况来选择适合的设备。
此外,应加强新型技术及设备的研发与改进,以弥填现有的技术缺陷。
3.培训相关人员加强巷道锚杆支护的操作和维护功课的培训,培训出一批高素质的技术人才,以确保锚杆支护的有效操作和管理。
4.加强煤矿巷道管理应严格执行煤矿安全管理制度,加强监管和服务,不断加强煤矿巷道及锚杆支护的检查和维护,让其保持良好状态,以确保矿工的生命安全。
结语煤矿巷道锚杆支护是保证矿井安全的重要手段,但仍存在问题需要解决。
只有通过全方位的机制改革和技术创新,才能够使煤矿巷道锚杆支护实现更高水平的安全保障。
2024年矿用锚杆市场发展现状
矿用锚杆市场发展现状引言矿用锚杆是一种广泛应用于矿山和隧道工程中的地下支护设备。
它以其优异的性能在矿山行业中得到广泛应用,为矿井、矿道和隧道提供稳定、安全的支撑。
本文将从市场规模、应用领域、发展趋势等方面,对矿用锚杆市场的现状进行分析。
市场规模矿用锚杆市场在过去几年里呈现出稳步增长的趋势。
据市场研究数据显示,矿用锚杆市场的规模预计在未来几年将继续保持增长,预计到2025年将达到X亿元。
这主要归因于中国矿山行业的不断发展,以及对工作环境安全和生产效率的不断要求提高。
应用领域矿用锚杆的应用领域主要集中在矿井和隧道工程。
随着矿山和隧道工程的不断扩大和深入发展,矿用锚杆在地下支护领域的需求也在不断增加。
这些工程项目中,矿用锚杆主要用于支撑和加固巷道、坑道、煤矿巷道和非煤矿巷道等地下工作面,确保工程施工的稳定性和安全性。
产品特点与技术进展矿用锚杆的产品特点主要体现在以下几个方面:1.强度高:矿用锚杆通常采用高强度材料制成,具有较高的抗压、抗拉能力和耐久性,能够承受较大的荷载和地压力。
2.安装便捷:矿用锚杆的安装过程相对简单、快速。
因此,在矿山和隧道施工中广受欢迎。
3.耐腐蚀:矿用锚杆通常采用耐腐蚀材料制作,能够在恶劣的环境中长时间使用。
4.高效性:矿用锚杆能够提高施工效率,减少施工时间和人力成本。
随着科学技术的不断发展,矿用锚杆的技术也在不断进步。
一些新材料的应用以及先进的锚固技术的使用,提高了矿用锚杆的性能和质量,满足了不同工程项目的需求。
发展趋势未来矿用锚杆市场的发展将呈现以下趋势:1.技术创新:随着矿山工程的不断深入,对矿用锚杆的性能和安全性要求越来越高。
因此,未来矿用锚杆市场将加大对技术创新的投入,提出更高的要求。
2.产品多样化:随着矿井和隧道工程的种类和规模不断增加,对矿用锚杆的需求也将更加多样化。
出现了许多具有不同材料、规格和型号的矿用锚杆产品。
3.市场竞争加剧:随着市场规模的扩大,矿用锚杆市场的竞争也在不断加剧。
试论煤矿建井巷道施工锚杆支护技术应用现状
3 锚杆 支护 技术 应用前 景展 望
随着我 国经济社会 的发展 , 工业化道 路建设不断深 入, 在煤矿 的生 产中, 对矿井提 出了高要求 , 不仅要求提高产量, 而且对工作效率也提 出 了较高的要 求, 高产高效的矿井成为未来煤矿 生产 、 发展的主要方向。煤 矿产业机械 化是建 设高产 高效矿 井的核心结构。在 机械化矿井作业 中, 对锚杆技术要求 也会提 出更高的要求 。在未来的平井矿井巷道掘进 中, 锚杆技术要 加强新技术 的应用 , 实现锚杆支护技术 的革新, 而且 在管理 工作 中要做到精 细 。从 目前锚杆技术应用状况上来看 , 机械化作业和锚 杆支护将在我国的采煤技术中 占据重要地位 , 煤矿产业总体将实现集约 化生产。 , 通过对 锚杆技术的创新 以及管理水平的提升 , 将大大提升平井 井下采煤的生产水 平, 使井 下采煤的全部过程实现机械化 、 连续化 、 系统 化 的作业, 实现 井下作业的劳动强度, 提高采煤的工作效率 , 同时为井下 作 业 人 员 提 供一 个 安全 可 靠 的 作 业 环 境 。
l 建 井巷道 施 工锚杆支 护技 术
自2 0世纪 5 0年代中期~ 2 O世纪 6 O年代 中期, 锚杆 支护技 术从国外 引进过来, 是锚杆技术 的萌芽阶段 , 以钢 丝绳 、 水泥 砂浆锚 杆最 具有代表 性, 由于锚杆没有托板, 锚杆与锚杆之间缺少必要的联系, 在实际应用过 程 中, 采用锚杆技术具有盲 目性, 随着其应用范围的扩 大, 其相应的问题 也随之 出现, 部分井巷 冒顶缺 乏必要的检修 , 使锚杆 技术的发展 受到极 大的阻碍【 l 】 。单体锚杆群支护阶段主要应用的理论是悬 吊理论和原始楔 形剪切理论。由于单体锚 杆群支护随着平井煤矿软岩问题 目益突出, 其 应用范围也逐渐缩小。2 O世纪 8 O年代 2 O世纪 9 O年代末 期, 组合锚 杆 支护 的应 用范围逐渐扩大 , 取代 了单体锚杆群支护 , 在平 井煤矿 的软 岩 巷道支护中得到广泛应用 ,较为具有代表性的是水泥药卷钢筋锚杆 、 树 脂药卷钢筋锚杆和其他类型的金属锚杆 。组合锚杆支护都有一个共 同 的特 点, 其尾部都有托板和螺母 。 对 于松软破碎的地质条件 , 在应用组合 锚杆 支护时可联合金属 网和 混凝土喷层, 从而形成锚 杆支护体系 , 使锚 杆技术 由平面组合发展成为空间组合, 在支护作用的发挥上体现 出较强 的优势。根据相关研究, 通过应用组合锚杆支护, 不仅使锚杆 的悬 吊作用 得到发挥 , 而且, 组合锚杆支护在承载能力上也显示 出其 巨大威力。相对 与单体锚杆来说 , 组合锚杆在松软破碎顶板的安全维护上是一项重要的 技术 突破 。 在组合锚杆支护阶段主要的理论支持有组合支撑拱理论和组 合支撑梁理论。2 0世纪 9 0年代 , 高强锚杆支护技术逐步发展 , 其技术水 平越来越高 , 技术应用也来越成熟 , 在平井煤矿建井巷道施工 , 使巷道支 护效果得到显著提高 , 巷道 的安全程度也显著增加 , 不仅如此 , 锚 网索支 护在大断面沿空掘巷应用使支护 的数量减少 了很多 , 降低 了支护成本和 维修 费用 , 同时 降低 了工人 的劳动强度 , 推进 了掘进 的速度 , 使井下作业 环 境得到较大程度 的改善,为矿井提高产量和工 作效率提供 良好的条
煤矿建井巷道施工锚杆支护施工技术
煤矿建井巷道施工锚杆支护施工技术摘要:煤矿井下掘进开采时,巷道支护技术至关重要。
发电领域对煤炭使用量逐日增长,煤矿开采深度也随之不断加深,巷道断面层承受压力与日俱增,应用传统支护技术已无法满足现代煤矿生产环境所需。
通过正确应用巷道锚杆支护技术,既可以提高现代生产环境的安全性,也可以降低生产风险率,为企业节省不必要的成本支出,促进企业的长效发展。
关键词:煤矿建井;巷道施工;锚杆支护;施工技术前言煤炭开采的本质上就是对地质环境的破坏行为,原本埋藏在地下的煤炭原石本身就是结构的一部分,一旦被挖掘,原本的结构就被破坏,从而失去平衡性,因此很容易发生巷道围岩变形、巷道塌方等问题,尤其在高强度开采时严重威胁了地下煤矿工人的生命安全。
面对这种情况,如何提高巷道安全性和稳定性至关重要,而煤炭巷道锚杆支护技术是一种常采用的安全防护措施。
1煤矿掘进巷道锚杆支护技术概述该技术主要对煤矿巷道进行支护,成本低且操作简单。
通过实施该技术可以加强巷道支撑力,对其产生保护作用,维护煤矿生产环境的安全性。
在该技术的实施过程中,螺纹钢是主要材质,可以保证支护承载力。
在开展技术施工前,施工人员要根据地下环境的具体情况选择不同类别锚杆。
如果围岩稳定,可以选择直径小的锚杆;如果围岩处于不稳定状态,则可以选择直径大的锚杆;如果施工区域内的煤矿较为松软,则选择长度长的锚杆施工。
但该技术后期开展维护与检修工作较麻烦,在具体应用过程中无法对事故做出预判,在地形条件极为复杂的巷道中存在较多安全隐患。
另外,在实施该技术时,其对设计人员及施工人员的技能水平要求极高,唯有结合工程实际所需,设计合理的施工图纸,才可确保施工人员顺利施工,充分发挥锚杆的支护作用。
传统煤矿开采时,施工人员使用不同类型的金属支架对巷道进行支护,但该形式参与人员过多,使工程人力成本上升,工程整体经济效益下降。
同时,该支护方式的安全性无法得到良好保障,与现代煤矿生产环境所需不符。
通过应用锚杆支护技术,可以有效提升巷道安全可靠性、降低工程成本、提高工程效率。
我国煤矿巷道支护技术的现状及发展趋势
CHINACOLLECTIVEECONOMY 我国煤矿巷道支护技术的现状及发展趋势王昍'摘要:随着我国经济水平的不断提升,对于煤炭的需求也越来越大,那么煤矿行 业就得以快速发展。
在生产煤炭过程中,其巷道支护是其中非常重要的一种技术,也是能够保证人们安全的重要方法。
因此,就应该重视煤矿巷道支护技术。
文章 就先了解我国煤矿巷道支护技术的现状,然后说明其具体应用,最后分析煤矿巷道 支护技术的未来发展趋势,为煤矿行业的 发展提供相应参考。
关键词:煤矿;巷道支护;现状;发展趋势在煤矿掘进过程中,通过根据实际情 况来应用其煤矿巷道支护技术,不仅能够 让煤矿的整体支护体系更加完善,还能够 让其结构得以稳定。
但是,就从应用上来 看,还存在着一些问题,这些问题如果没 有得以处理,就会影响煤矿行业的稳定发 展。
所以,就应该了解各类巷道支护技术, 以此来对其巷道进行合理支护,更好的稳 定其结构。
一、我国煤矿巷道支护技术的现状分析(一)掘锚一体化掘进技术发展现状为了能够加快巷道的掘进技术,就需 要能够分析其掘锚一体化技术,进而让其 迎合锚杆支护技术发展。
当前,有:个 构 在 其掘进 ,为了能够让其 掘锚得以更好合巷道需,就需要对 其悬臂式掘进机进行改进。
将其掘锚机中 的支护掘进两个功能进行有效结合,这样就能够减少在转化掘进和支护上所浪费的 ,让其在一辆车上就能够有效完。
当前 所具有的掘锚 要有两 ,分 是 这两 。
对 掘锚 的还 ,在这其中 的就是ABM0 掘锚 。
这类 在 过 中要是其整体分为两 ,在 过中,先其锚杆 在 应 ,在 过中整 会 着而 ,这样就能够在支护过 中还能够完 掘进 业。
(二)煤矿支护技术的应用现状在对其巷掘进过中,其支护和掘进这两 还有着一 问题,是对其锚体进行支护过程中,其所占据,这样就 会 整巷道的稳定行。
通过对其掘进的:发,情况会S100 的锚杆 ,但是 的这类设备的技术,没有在这其中 的其锚杆 的。
煤矿巷道支护技术改进
煤矿巷道支护技术改进随着煤炭产业的快速发展,煤矿巷道的支护技术迫切需要改进。
巷道支护是保证矿井安全运营的重要环节,也是保障矿工生命安全的关键。
本文将围绕煤矿巷道支护技术的现状和改进方向展开论述。
一、现状分析目前,我国煤矿巷道支护技术主要包括钢拱支护、预应力锚杆支护、液压支架等。
这些技术在一定程度上确实提高了巷道支护的稳定性和安全性,但仍存在一些问题。
首先,钢拱支护存在着支护钢材消耗大、施工周期长等问题。
钢材的生产需要消耗大量的能源,而且处理废弃的支护材料对环境也存在一定压力。
此外,钢拱施工周期过长,容易延误矿井的开采进度,增加生产成本。
其次,预应力锚杆支护在提高巷道稳定性方面取得了一定效果,但仍然面临着施工难度大、操作复杂的问题。
预应力锚杆的固定需要大量的人力和设备投入,而且锚杆的质量受到施工人员技术水平的影响较大。
同时,预应力锚杆的设计和施工需要高度专业化的知识和技能,对操作人员的要求较高。
最后,液压支架的使用对巷道支护提供了一定便利,但存在的问题主要是支架稳定性和耐久性。
液压支架需要经常调整和维护,支架脚的稳定性也容易受到巷道地质条件的限制。
另外,液压支架的耐久性有限,需要经常更换,增加了巷道支护的维护成本。
二、改进方向针对煤矿巷道支护技术现状存在的问题,应该从技术创新、材料改进和施工流程优化等方面进行改进。
首先,可以借鉴现代建筑工程中的新材料和新技术。
例如,使用高强度纤维材料替代钢拱支护中的钢材,既解决了材料消耗和废弃物处理的问题,又提高了巷道支护的稳定性。
此外,引入3D打印技术可以实现巷道支护的快速定制和施工,有效缩短施工周期。
其次,可以加强对支护材料的研发和改良。
例如,开发一种具有高强度和自稳定性的锚杆材料,降低预应力锚杆施工的难度和成本。
另外,研发一种具有耐久性和自修复能力的液压支架材料,延长支架的使用寿命。
最后,应该优化巷道支护的施工流程,提高施工效率和质量。
可以通过引入智能化设备,实现巷道支护施工的自动化和远程控制,减少人员的直接参与,提高安全性和稳定性。
煤矿巷道支护的难题及对策分析
煤矿巷道支护的难题及对策分析随着我国经济建设的不断进步,我国在煤矿的开采上,也有了新的要求。
我国大部分的煤炭开采工作都是利用井工煤矿进行的,为了能够提升煤矿的开采效率,加强煤矿在回采期间的通风效果,保证巷道内装备和安全设施能够正常使用维护,以及安全回采及施工等要求,急需要对煤矿巷道的支护进行创新和改革。
为了满足以上要求,煤矿巷道支护从单一支护向联合支护转变已逐渐成为趋势。
本文阐述了煤矿巷道支护的目前发展状况和需求,分析了煤矿巷支护遇到的难题,提出了解决煤矿巷道支护难题的有效对策。
标签:难题;巷道支护;煤矿;对策前言:我国的煤矿在进行开采时,需要对煤炭开采的效率、煤炭的运输和矿井的通风方面问题,进行较好的解决,而影响这些问题的最主要的核心重点就是煤矿巷道建设。
想要实现煤矿中煤炭的顺利开采、运输以及矿井通风,就要建设科学合理的煤矿巷道。
所以,对煤矿巷道支护方法的选用,对整个巷道的施工建设有着重要的影响作用。
需要进行煤矿巷道施工建设的技术人员对巷道支护进行创新和研究,保障煤炭的开采顺利。
一、煤矿巷道支护的目前发展状况和需求目前,我国煤矿开采力度在不断的加强,煤炭开采的范围也在不断的扩大,因此,我国的煤矿在巷道的设置上面也有了新的发展和要求。
第一,针对巷道的层位,需要永久性的煤矿巷道从岩石巷道到煤巷巷道上面的转变,这样才方便进行施工人员挖掘速度的不断提升。
并且还可以有效的减少矿井建设的时间,提升施工的效率[1]。
第二,在煤矿巷道的服务时间上面,要求巷道逐渐自浅的地方到深部区域的修建去发展和渐变,还必须要可以符合地质条件里提出的,从简单到复杂的地质开采条件来进行。
第三,针对煤矿巷道的断面形状种类和断面的面积大小上来看,需要巷道断面从拱形的断面转变为矩形的断面。
只有这样才可以有效的提升开采效率,还能提升巷道断面的利用效率,方便对煤矿开采工作效率进行不断的提升。
并且,只有断面从小到大,才可以充分的满足很多煤矿较强的开采力度,大规模开采设施进行的开采需求。
浅谈锚杆钻机在煤矿生产建设中存在的问题及发展方向
浅谈锚杆钻机在煤矿生产建设中存在的问题及发展方向摘要:随着我国经济水平的不断提高,对能源的需求也越来越大。
煤炭作为一种重要的能源资源,在我国一次性能源结构中占据着重要地位。
但是由于受到地质条件和开采技术等因素的影响,目前国内大部分矿井都面临着煤层松软、瓦斯含量高、顶板破碎等难题,严重制约了煤矿企业的安全高效生产。
因此,如何有效解决这些问题成为当前亟待研究的课题之一。
其中,采用锚杆支护可以很好地改善煤矿生产建设的力学特性,从而达到提升煤矿生产建设稳定性的目的。
本文重点研究锚杆钻机在煤矿生产建设中存在问题,并提出若干建议,旨在逐步提高锚杆钻机工作水平。
关键词:锚杆钻机;煤矿生产;存在问题;发展方向引言:随着我国经济社会的快速发展,对能源需求量不断增加。
为了满足日益增长的煤炭资源开采需要,必须加快机械化、自动化和智能化矿井建设步伐。
目前,国内外各大矿区已经广泛使用各种类型的掘进设备进行煤矿生产建设作业,其中最主要的是锚杆钻车。
它能够实现钻孔、装药、注浆等功能于一体,具有结构简单、操作方便、安全可靠等优点,被广泛应用于煤矿井下煤矿生产建设施工过程中[1]。
一、我国锚杆钻机的发展现状目前,国内外锚杆钻机主要有以下几种:第一,机械式。
该类型钻机是通过人力或者电力来驱动钻机进行钻进作业;第二,液动或电传动式。
该类钻机采用了液压、电气等技术对其进行操作和控制;第三,机电液一体化。
该类钻机将机械、电子以及液压等技术结合起来形成一个整体,实现了自动化运行;第四,智能化。
随着科技水平不断提高,智能化已经成为未来发展的必然趋势,因此,很多企业都开始研发智能型设备。
例如,某公司研制出一款新型锚杆钻机,可以自动完成钻孔工作,并且能够有效地降低劳动强度。
同时,还具有较高的安全性与可靠性。
此外,该设备配备了先进的传感器装置,可实时监测施工过程中的各项参数,一旦出现异常情况就会立即报警,从而避免事故发生。
另外,该设备还具备远程操控功能,只需要安装相应软件即可实现远程操控,不仅方便快捷,而且大大提升了效率。
锚杆(锚索)在煤矿巷道支护中的应用
锚杆(锚索)在煤矿巷道支护中的应用【摘要】随着煤矿开挖深度的不断增加,巷道支护面临着重大问题,本文从锚杆锚索支护的作用原理、当前煤矿巷道支护现状与存在的问题,以及锚杆与锚索联合支护的分析这三个方面对锚杆锚索在煤矿巷道支护中的应用进行阐述。
【关键词】锚杆;煤矿;巷道;支护一、前言随着经济的发展,煤作为主要的能源面临的需求也越来越大,煤矿作为生产煤炭的主体行业也面临着向深部开发的问题,随着开挖深部的增加,巷道的支护面临诸多困难,为了提高支护强度,提高安全性,我们需要对锚杆支护在煤矿内部的应用进行分析。
二、锚杆锚索支护的作用原理锚杆锚索是直接作用在巷道围岩的岩石内部,不同于以往的木支护以及工字钢支护,用通俗的语言来说,就是从过去的在围岩外部的被动支护变为围岩内部的主动支护,这样可以减少巷道变形,提高支护的承载力。
由于巷道围岩的地质条件不同,锚杆锚索支护的形式也有相应的变化,使得作用机理也各不相同。
现如今主流的的锚杆支护原理主要有以下几种:悬吊理论、组合梁(拱)理论、锚杆桁架支护理论等。
悬吊理论适用于老顶较为稳定的岩层中,将锚杆与老顶通过树脂胶进行相连接,从而将直接顶悬吊起来对巷道进行支护;组合梁(拱)理论主要是通过将各个锚杆应力作用区相连接进而形成稳定的拱,提高巷道的支护强度。
在利用锚杆锚索支护时,由于锚杆锚索支护的作用强度以及刚度均大于围岩的变形值,同时在支护时改变围岩的应力状态,同时通过加强对裂隙以及破碎岩石的挤压,增加锚杆的抗剪强度,从而增大围岩自身的承载能力。
例如进行平巷掘进,在平巷掘进之后,由于直接顶缺乏支撑,将会发生沉降变形,此时可以通过锚杆锚索以及托盘将直接顶悬吊起来,将直接顶的变形值转化为锚杆对老顶的拉力,提高直接顶的稳定性,使得岩层可以形成稳定的结构。
锚杆锚索的支护作用效果比较的复杂,不能简简单单的用一个理论进行解释,尤其是在锚杆锚索对围岩岩石的加固作用效果上,其主要表现为以下几个方面:锚杆锚索通过树脂胶等胶体与岩层进行稳定的连接,提高了岩层的抗拉强度,将岩层变为一个整体。
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x1 x2
Δx
Fs/kN
Fb/kN
若锚杆仅受拉伸,屈服与拉断载荷294.5 kN、392.7 kN
二、锚杆支护存在的问题
杆体受力状态分析–数值模拟
杆体材料缺陷。中心偏析,降
低杆体塑性,滚制螺纹易产生
裂纹;非金属夹杂物多,尤其 硅酸盐含量高,晶粒也较大, 严重降低材料机械性能,特别 是冲击韧性;一些钢材强度和
延伸率满足要求,但冲击韧性
—冲击吸收功低,易脆断。
锚杆钢的金相照片
二、锚杆支护存在的问题
杆尾螺纹加工 粗糙、存在缺 陷,质量差
螺纹段外观
直径 /mm 屈服强度 /MPa 500 600 700 抗拉强度 /MPa 670 780 850 伸长率 /% 冲击 吸收功/J
牌号
B500 B600 B700
18-25
18-25
60-160
强力锚杆杆体
一、煤矿锚杆支护技术现状
小孔径树脂锚固锚索
1×19结构,断面更加合理
拉断载荷显著提高,最大900kN
破碎煤岩体注浆加固;
实现高产高效必不可少的关键技术。
但是,随着开采深度增加,地质条件的复杂化,采
动影响加剧,锚杆支护出现了一些问题。
二、锚杆支护存在的问题 1、煤矿顶板事故
近几年来,顶板事故成为煤矿第一大事故;
2012年煤矿死亡事故起数779起,死亡人数1384人,顶板
事故起数366起,死亡人数459人,占47%、33.2%。
齿牙表面剥离
牙底裂纹与腐蚀
二、锚杆支护存在的问题
五、存在的问题
托板
托板破裂。原材料强度不够,托板 形状和几何尺寸不合理。 托板变形过大。托板承载力与锚杆 不匹配。托板材质和尺寸不合理。
托板和调心垫配合差,托板承受偏
载和集中载荷破坏,调心垫破裂。 托板破坏导致锚杆整体支护强度大 大降低甚至丧失。
延伸率提高1倍
公称直径/mm 18 拉断载荷/kN 408 伸长率()/% 7
20
22 28.6 1×19结构锚索及断面
510
607 900
7
7 7
一、煤矿锚杆支护技术现状 应用情况
高强度锚杆支护技术得到推广应用,小孔径锚索支
护加固技术大面积应用;
一些矿区达到90%,很多矿区达到70%;
二、锚杆支护存在的问题
螺纹受力–拉扭弯剪组合
同 向
异 向
二、锚杆支护存在的问题 锚杆杆体破断的原因
托板与调心球垫尺寸不合理、加 工粗糙、配合性差,球垫不起调 心作用。球垫卡住螺纹,施加很 大侧向力,引起螺纹受极大弯曲 应力是尾部断裂主要原因。 中部断裂主要出现在锚固分界面, 受力状态复杂,弯、剪应力大。
弯曲(简支)
弯曲(固支)
跨中(固支)
多跨
剪切
W钢带在不同受力状态下的应力分布
二、锚杆支护存在的问题
钢带受力
温度补偿片 应变片
应变片
测力钢带应变片分布
回风巷钢带受力监测曲线
运输巷钢带受力监测曲线
二、锚杆支护存在的问题
金属网
网兜过大; 网撕破,岩石冒落。 网强度和延伸率不合要求,
几何参数不合理。
煤矿巷道锚杆支护现状及存在的问题
康红普
中国煤炭科工集团有限公司 煤炭科学研究总院开采分院 2013.11.21
提
纲
一、煤矿锚杆支护技术现状 二、锚杆支护存在的问题 三、解决途径
四、应用实例
五、展望
一、煤矿锚杆支护技术现状
低强度锚杆
早期适用于简 单条件(5%)
高强度锚杆
显著提高了锚
高预应力强力锚杆
杆体拉剪组合等效应力
杆体拉弯剪组合等效应力
二、锚杆支Байду номын сангаас存在的问题
杆体受力状态分析–数值模拟
杆体拉弯扭组合等效应力
杆体拉弯剪扭组合等效应力
二、锚杆支护存在的问题
螺纹受力–拉扭组合
F=80kN,T=160N.m
二、锚杆支护存在的问题
螺纹受力–拉扭弯组合
1°
5°
10°
拉力=80kN、扭矩=160N.m
托板应力与载荷的关系
井下测力托板受力监测曲线
二、锚杆支护存在的问题
锚固剂
树脂胶泥
粘结力低,达不到设计要求; 其它力学指标(强度、弹模)达不 到要求; 三径不匹配。 期、失效;损坏的锚固剂。
固化剂
树脂锚固剂
原因:锚固剂原材料、配方存在问题;锚固剂已经过
表面上已安设锚杆,实际不起作用或起作用小,肉眼
载荷/kN
ε 90° ε 45° ε 0°
托板拱部应变与载荷的关系
应变值/μ ε
5000 0 -5000 10 -10000 30 50 70 90 110 130 150 ε 90° ε 45° ε 0°
载荷/kN
测力托板
0 -1000 -2000 -3000 -4000 -5000
托板四角应变与载荷的关系
力状况差。
螺纹、螺母拉脱。螺纹、螺母强度、尺寸不合要求。 杆体剪断。杆体抗剪能力不够。
二、锚杆支护存在的问题 锚杆杆体破断部位
有 4 个部位易破断: 2 个在锚 杆尾部;2个在中部。
2 4
树脂锚固剂
3
螺纹段与球垫接触部位。
杆尾与钻孔口接触部位。 锚固与非锚固的交界面。 杆体与结构面相交部位。
二、锚杆支护存在的问题
托板受力
托板受力分布
100×100mm
150× 150mm
200× 200mm
不同尺寸托板扩散预应力效果
二、锚杆支护存在的问题
托板受力
应变值/μ ε
10 0 -1000 -2000 -3000 -4000 -5000
15000 10000
30
50
70
90
110 130 150
N1 f1 Ft
'
f1 f2 N2
θ
'
'
f2
'
N1 N 2
F
二、锚杆支护存在的问题
锚杆杆体破断的原因––应力腐蚀:潮湿空气中的 O 与煤中 的 S引起应力腐蚀,且应力腐蚀极易在裂纹表面产生。
尾部螺纹断口形态
尾部螺纹断口宏观形貌
尾部螺纹断口A区低倍放大形貌
二、锚杆支护存在的问题
杆体破断原因––材料与加工
支护材料不合格
施工质量不合格
顶板垮落
二、锚杆支护存在的问题
巷道支护效果差会导致:
对于围岩 巷道变形大,断面不能 满足生产要求; 发生冒顶、片帮,出现 安全事故。 对于支护体 支护体受力很小,随围岩一起位移; 支护体破坏、失效。
巷道大变形
二、锚杆支护存在的问题
巷道支护效果差的原因
1#
Von Mises应力/MPa
2#
3#
4#
300 200 100 0 0 6 15 21 27.2 35.4 距迎头距离/m 42 48.6
1# 7#
2# 8#
3# 9#
4# 10#
5# 11#
6# 12#
最大剪应力/MPa
500 400 300 200 100 0 10 30 50 70 载荷/kN 90 110 130
三、解决途径
改善锚杆杆体材质 锚杆断裂的重要原因是冲击韧性差。从炼钢开始重新研究 钢材配方与轧制工艺,显著提高钢材的冲击韧性。 煤炭科学研究总院与首钢联合开发出BHRB600钢材。保 持原来钢材力学指标的同时,冲击吸收功大幅提高。
试件编号 20-1 20-2 22-1 22-2 22-3 抗拉强度 /MPa 785 790 805 805 800 屈服强度 /MPa 625 635 650 650 645 断后延伸率 /% 23.5 25.5 22.0 22.0 21.0 冲击吸收功 /J 45.2 50.8 34.3 42.6 39.5
受拉、弯、扭、剪切
4 P 32M Mt i t2 768 3 3 d d d
2 2
二、锚杆支护存在的问题
锚杆破断的受力原因––尾部受力复杂
y
tan
B
bW
yFKb
W S'y
o o o
1
α
x
2
锚杆尾部屈服与破断载荷
基于地质力学测试 的动态信息设计法
2
巷道围岩地质力学 测试方法与仪器 1
高预力强力锚 杆支护系列材 料与构件
高预应力强力锚杆 支护系列材料与构件 高预应力施工
3
机具与工
巷道矿压与 安全监测仪器 6
5
4
破碎煤岩体 系列注浆材料
高预应力施工 机具与工艺
一、煤矿锚杆支护技术现状
高强度锚杆
高强度、高延伸率、高冲击韧性锚杆。
很难看出,极易引起冒顶、片帮,出现伤亡事故。
二、锚杆支护存在的问题
钢带
钢带被撕裂。
锚杆和托板压穿钢带。 钢带扭曲。
原因:钢带材质几何尺寸和加工工艺不合理;钢带 受力状态差。 锚杆失去组合作用,整体支护能力降低,巷道变形 加大,甚至出现垮落。
二、锚杆支护存在的问题
钢带受力
拉伸
1
金属网 钢带
托板
减摩垫片