中空注浆锚索
中空注浆锚索在小煤柱加固中的应用
0引言煤炭作为传统能源在我国的经济发展中占有重要地位,而淮南矿业集团则在保障煤炭正常供应方面起到了重要作用,这其中顾桥煤矿作为集团公司下属的一个大型煤矿,其安全生产的重要性不言而喻。
在煤矿井下开采过程中,沿空巷道沿空侧小煤柱受附近回采工作面的应力影响,容易形成应力集中区,导致巷道变形,对安全生产构成威胁。
因此,顾桥煤矿在长期高强度的开采过程中,小煤柱加固的治理工作就成为了安全生产的重中之重。
1中空注浆锚索目前,用于矿山巷道支护与加固的锚索主要有两大类,一类,是树脂锚固锚索,即采用预应力钢绞线截割成所需的长度作为锚索索体,配上夹片式锚具、金属托盘等构成一套锚索,安装时采用搅拌药卷式树脂锚固剂锚固;另一类,是注浆锚固锚索,一般将钢绞线破股后作为锚索索体,绑匝上注浆管、排气管,再配上止浆塞、夹片式锚具、金属托盘等构成一套锚索,安装时通过向锚索钻孔中注入水泥或其它种类的锚固浆液进行锚固。
这两种锚索在煤矿及其它矿山中都有应用。
目前顾桥矿采用的中空注浆锚索索体为新型中空结构,自带注浆芯管,采用反向注浆方式,不仅消除了产生气穴空洞的可能,保证锚固浆液充满钻孔,而且省去了排气管和注浆管专用接头,也无须在现场绑匝注浆管、排气管以及封堵注浆孔,使施工步骤大为简化。
可以实现锚注一体化,注浆可以安排在迎头后方一定距离将一定范围的锚索一次注完。
此外,锚索安装后能够与锚杆同步承载,形成整体支护作用,对保证支护效果非常有利。
2顾桥矿1121(3)工作面巷道情况及支护措施1121(3)综采面位于北一下山采区上部,向北临近F87断层,向南临近13-1煤层工广保护煤柱,东西分别临近F119断层和1117(3)工作面,下覆的1121(1)工作面即将收作,因此1121(3)工作面为蹬空工作面,其轨道顺槽为沿空掘进巷道。
由于该区域11槽和13槽煤层间距仅为75~80m,其上覆岩层运动还未稳定,预计1121(3)量顺槽掘进及回采期间内矿压显现较为剧烈。
中空注浆锚索在巷道返修加固中的应用
0 引 言
注浆锚索支护是将锚索支护与注浆加 固的作 用组合起来 , 共同作用于巷道围岩。 注浆锚索浆液 凝结后不仅可以封堵 围岩裂 隙、 隔绝空气 、 防止 围 岩风化 , 还可以对松动的煤岩体进行粘结固化 , 从 而提高煤岩体内聚力 、弹性模量 ,增强其 自 撑能
合拱厚度的增加 ,又能减小作用在底板上的荷载 集 中度 , 从 而也减 小底 板 的应力集 中[ ” 。
用于注浆排气 。其主要技术参数如表 1 所示。
表1 中空注浆锚索主要技术参数
参 数 萋
钢丝直径/ m m 7 3 5 锚索直径/ m m
锚索长度/ m m 9 0 0 0 安装孔径/ m m 4 3
巷道行人与运输 的安全。为保证安全生产及后续 胶带运输机的安装 ,决定对该段巷道顶板补打注
浆锚索进行加 固。
2 施工工艺
2 . 1 支 护材料
高强注浆锚索索体为中空结构 ,自带注浆芯
2 0 1 4年 2月
F e b . , 2 0 1 4
赵
奎, 等
中空注浆锚索在巷道返修加 固中的应用
工 工作 ,最 后采 用 6 3 m m钻 头将 孔 口扩 至 6 5 m m、扩 孔 深 2 0 0 m m 。锚 索 眼深 控 制在 9 0 0 0 m m, 钻孔 时保持钻孔在 同一轴线上 , 以免 影 响安装 质量 。帮 部破碎 地点 必须将 破 碎处 清理 干净 , 打眼过程 中发生片帮时 , 用炮泥将破碎处填 实, 提高锚索涨拉质量和封孔质量 , 防止注浆时跑 浆漏浆 。随后在距离注浆锚索孔 口 5 0 0 m m处施 工一上仰角度 为5 5 。 ~ 6 O 。 、孔径大小为 4 3 m m 的斜孔 , 该斜 孔与 注浆锚 索钻 孔相 通 , 以便 在安 装
中空注浆矿用锚索用途
中空注浆矿用锚索用途中空注浆矿用锚索是一种用于注浆矿山工程的特殊锚杆。
它具有多种用途,可以在地下矿山工程中起到固定和加固作用,提高工程的稳定性和安全性。
以下将详细介绍中空注浆矿用锚索的用途。
一、加固岩体和土体中空注浆矿用锚索可以用于加固岩体和土体。
在地下矿山工程中,岩体和土体的稳定性对工程的安全至关重要。
中空注浆矿用锚索通过注浆的方式将锚杆与岩体或土体连接在一起,形成一个整体结构,增强了岩体和土体的抗拉强度和抗剪强度,从而提高了工程的稳定性。
二、固定支护结构中空注浆矿用锚索还可以用于固定支护结构。
在地下矿山工程中,支护结构起到保护岩体和土体的作用,避免其产生破坏和变形。
中空注浆矿用锚索通过注浆的方式将锚杆与支护结构连接在一起,增加了支护结构的稳定性和刚度,从而提高了工程的安全性。
三、防止岩体位移中空注浆矿用锚索还可以用于防止岩体位移。
在地下矿山工程中,岩体的位移可能会导致工程的破坏和事故的发生。
中空注浆矿用锚索通过注浆的方式将锚杆固定在岩体中,增加了岩体的抗滑稳定性,防止了岩体的位移,从而保证了工程的安全性。
四、提高工程承载力中空注浆矿用锚索还可以用于提高工程的承载力。
在地下矿山工程中,工程的承载力对工程的可持续发展至关重要。
中空注浆矿用锚索通过注浆的方式将锚杆与岩体或土体连接在一起,形成一个整体结构,增强了工程的抗拉强度和抗剪强度,提高了工程的承载力。
五、减小地下水渗流中空注浆矿用锚索还可以用于减小地下水渗流。
在地下矿山工程中,地下水的渗流可能会导致工程的破坏和水灾的发生。
中空注浆矿用锚索通过注浆的方式将锚杆与岩体或土体连接在一起,形成一个密封的结构,阻止了地下水的渗流,从而减小了地下水对工程的影响。
中空注浆矿用锚索具有多种用途,可以在地下矿山工程中起到固定和加固作用,提高工程的稳定性和安全性。
它可以用于加固岩体和土体、固定支护结构、防止岩体位移、提高工程承载力以及减小地下水渗流等方面。
中空注浆矿用锚索的使用可以有效地保证地下矿山工程的安全运行,确保工程的顺利进行。
高预应力中空注浆锚索施工工艺
顶板
向 上 涨 紧
止浆塞卡阻环
止浆塞
推管
注浆管 顶板
锚索盘 锚具
止挤充 浆压填 塞变孔
形径
钢 管 推 压
顶板
六棱注浆头(内丝)
止浆塞的改进
止浆塞
注浆管 顶板
锚索盘 锚具 六棱注浆头(内丝)
止 浆 塞 由 柱 状 改 为 倒 楔 锥 形
注浆锚索的结构原理
· 注浆锚索支护原理
项目 产品型号 工作气压 最大排浆压力 排浆流量 外形尺寸 整机机重
单位 参数值
ZBQ-27/1.5( 基本型)
ZBQ-27/1.5 (增压型)
MPa 0.2~0.8
MPa 4
8
L/mi n
27
13
mm 1100x207x330
Kg 16
成品注浆锚索
注 浆 锚 索 弯 曲 度
注浆锚索施工档案
• 20世纪八十年代,采用了能够适应较大变形的U型钢可缩 棚进行巷道支护或加固;但随着时间的推移,压力逐渐显 现或受采动影响后,巷道仍然会发生严重变形,甚至无法 满足使用要求,前掘后修,工程量大,
• 从20世纪八十年代后期开始,矿井开采水平延伸, 逐渐开始探索使用锚杆进行巷道支护。锚杆支护先 后经历了木锚杆、倒楔锚杆、水泥全锚锚杆、树脂 锚固剂锚杆等。同时,在压力区、构造带、围岩破 碎带、交岔点等特殊地点采用锚索补强加固。
式
采空区近距离破碎顶板注浆锚索支护
采空区 注浆锚索 煤层
锚杆
3400
2800
•采用顶板短 •锚索、全锚 •索支护方式, 当班支护当 班注浆。
不同条件下的支护方式7
复合顶支护方式
中空注浆锚索应用
4根/排,排距 0.7m
六、进展情况
施工 设备
构配件
注浆 材料 施工 方案
准备工作 已齐全
现已进入实施阶段
现场 准备
七、技术特点
优点
1 2 3 4
中空注浆锚索可实现端头锚固、施加预紧力 注浆后实现锚索全长锚固,增大索体与围岩之间阻力 爆破松动后围岩节理、裂隙较为发育,注浆浆液可充 填裂隙,增大了围岩的承载能力和抗剪切破坏能力 注浆锚索浆液扩散半径交圈后,形成加固环,改善围 岩受力状态
七、技术特点
缺点
1 2
中空注浆锚索索体破断力相对较低 较普通锚索施工多一道注浆工序
注浆锚索
目录
一、选题背景
二、课题选定 三、中空注浆锚索 四、中空注浆锚索工艺流程 五、实施方案 六、进展情况 七、技术特点
一、选题背景
埋深大 952m 地压大 σmax=23MPa 软 岩 岩体强度小于地压 顶板下沉最大700mm 底鼓量最大1000mm
网片撕裂、喷砼开裂
尤以井 底车场 附进巷 道硐室 为主 马头门硐重影响安全使用,亟待加固维护,达到 设计使用年限内的安全、使用功能要求
一、选题背景
一、选题背景
马头门平台梁挤压变形
二、课题选定
查阅资料
技术交流
中空注浆锚索控制 巷道变形新技术
外出调研
三、中空注浆锚索
托盘
三、中空注浆锚索
三、中空注浆锚索
现场应用情况
使用效果截面图
四、中空注浆锚索工艺流程
锚杆钻机 树脂端头锚固 锚索张拉器具
造孔
安装 张拉 注浆
孔径32mm 止浆塞、托盘、锁具 不低于150KN 单液浆或双液浆
否 设计压力 是
中空注浆锚索施工安全技术措施
中空注浆锚索施工安全技术措施注浆锚索施工安全技术措施工程概况:清理撒煤巷巷道设计长度为307米,巷道断面为矩形,尺寸为3500毫米×2700毫米,面积为9.45平方米。
清理撒煤巷与主立井交叉点往南50米为浇筑支护,但在这段范围内顶板存在渗水、淋水现象,因此需要施工注浆锚索来保证施工质量及施工期间的安全。
施工参数:注浆锚索从距离浇筑段500毫米的地方开始施工,顶部锚索间排距为1800毫米×2000毫米,帮部锚索间排距为1600毫米×2000毫米。
锚索施工方法:1、锚索安装施工工艺:中空注浆锚索型号为SKZ22-1/1860型,直径为Φ21.8毫米,长度为4300毫米。
施工步骤为:打锚索孔、清孔、在锚索末端安装配套锥状和塔状止浆垫、安装锚索、安装托盘、锁具、张拉、冲刷注浆泵、拌料桶、配料搅拌注浆水泥、注浆、封孔。
2、锚索施工准备及要求:①在装卸车过程中,应小心轻放,以免损坏锚索尾部。
②在巷道运输过程中应保持锚索表面清洁,避免锚索粘满泥、灰、煤粉、油和水,影响锚索与树脂和注浆液体的粘结效果,避免杂质堵塞锚索出浆口。
③锚索可以适当弯曲,但弯曲半径不能小于1500毫米,否则会造成锚索注浆管折曲、变形,严重时中空管挤出注浆口,造成锚索施工困难,甚至出现锚索报废问题。
3、作业前检查:①接装进气、进水接头前,钻机水阀旋钮必须处于关闭位置。
②每次接装进气、进水接头时,都应先冲洗出管内砂石异物,包括压缩空气管路内的冷凝水。
③操作者站位,应在钻机摇臂端的外侧。
④选用合适的初始钻杆,避免钻孔不垂直或跑偏,降低作业效率。
⑤钻孔前,先空运转,检查马达旋转、气退升降、水路启闭,全部正常,才能正式投入作业。
4、钻注浆锚索孔:顶板锚索孔采用MQT-130/2.8型矿用气动锚杆钻机打眼,采用Φ30毫米钻头、B19中空六方短钻杆、再加长钻杆完成锚索孔,___要求为4100毫米,垂直于顶、帮打眼。
帮锚索孔采用MQB—35型气动手持式煤帮锚杆钻机打眼,采用Φ30毫米钻头、B19中空六方短钻杆、再加长钻杆完成锚索孔,___要求为4100毫米,按设计角度打眼。
中空注浆锚索支护在软岩巷道中的应用
中空注浆锚索支护在软岩巷道 中的应用
江 秀 良
( 河北省 武安 市冶金矿 山管理局 , 河北 武安 0 60 ) 5 3 0
摘 要: 现以 中空注浆锚索技术在 某铁矿软岩巷道 支护 中的应用为例 , 中空注浆锚索技术进行论述。 对 依据试验结果分析发现将 中空注浆锚索 技术应用在软岩 回采巷道 中, 可以简化 注浆施 工步骤 , 实现锚 索与锚 杆同步承载 , 从而形成整体 支护 , 增强 了支护效果 , 实现 了锚注结合 , 为其他软
( 上接 2 2页 ) 形进行了考虑和控制, 但是, 焊接变形依然会存在, 并且一部 分工 件焊后变形的程度会超出许用的范围, 对于这些工件 , 矫正处理是必须
的。
作者简介 : 江秀 良(9 2 ) 男, 16 一 , 汉族, 河北省武安 市冶金 矿山管理局副局长。
对于双腹板纵梁在焊后的变形 , 只需找出变形最严重的区域, 用气焊炬 对变形处的焊缝进行烘烤, 待释放部分残余应力后 , 焊接变形就会逐渐消失 , 同时辅助火焰矫正 , 实践证明, 矫正后不会在焊装成车架或投入使用后 出现 3 通过对围岩稳定性与支护可靠性 的量测监控 和分析评定 , ) 为工程 二次变形。 施工和长期使用提供安全信息 ; 6 结 论 4 通过现场量测 , ) 才能 系统地 、 深入的研究 围岩 和网壳 锚喷支护的 特种车车架双腹 接质量问题是整车质量中的关键问题之一, 力学性质 , 才能研究 出不同条件 、 同类型岩体的变形破 坏机理及 网壳 不 车的制造质量。这里研究的内容、 采取的措 锚 喷 支护 机 理 和 设 计理 论 ; 明的, 以上措施可供同行借鉴。
突 出优 点 。
化理论研究提供原始依据 , 具有不可忽视的作 用和意义。
中空注浆锚索施工技术措施
中空注浆锚索施工技术措施中空注浆锚索是一种常用于岩土工程中的加固和支护技术,其通过在地下隧道、坑道和坡面等工程中使用锚索进行加固和支护。
中空注浆锚索施工技术措施是确保锚索施工质量和安全的重要环节,本文将对中空注浆锚索施工技术措施进行详细介绍。
一、施工前准备工作:1.设计准备:根据工程要求,绘制中空注浆锚索的详细设计图纸,明确锚索的布置位置、长度和锚段数等参数。
2.施工方案编制:根据设计图纸,编制中空注浆锚索的施工方案,包括施工方法、施工工艺和施工序列等内容。
3.安全措施制定:制定中空注浆锚索施工的安全措施,包括临时围护措施、危险源辨识和应急预案等内容。
4.施工人员培训:对参与中空注浆锚索施工的人员进行培训,提高其对施工技术和安全措施的理解和掌握程度。
二、现场施工操作:1.定位控制:根据设计要求,使用测量仪器在施工现场确定锚索的布置位置,进行精确定位控制。
2.钻孔预制:根据设计图纸要求,在锚索布置位置进行钻孔预制工作,钻孔直径和深度要符合设计要求。
3.钢束安装:将预制的钢筋束或钢绞线束(即锚索)装入钻孔中,并使用注浆材料对钢束进行灌浆充填。
4.注浆充填:选用合适的注浆材料,按照施工方案要求对钻孔中的钢束进行注浆充填,确保注浆材料能充分固化。
5.固结时间控制:根据注浆材料的固结时间,控制施工序列和施工速度,确保注浆后的钢束能够在固结时间内达到设计要求的强度。
6.后续加固:根据设计要求,在锚索注浆固定后,进行后续加固工作,如表面保护和接头处理等。
三、施工质量控制:1.施工记录:对每个锚索的施工过程进行详细记录,包括钻孔预制情况、注浆材料使用情况和注浆充填效果等。
2.质量检测:对注浆后的钢束进行质量检测,包括拉拔试验和扭转试验等,确保锚索的强度和稳定性符合设计要求。
3.施工过程监控:采用实时监控技术对施工过程进行监控,如应变片、应变计和振动传感器等,及时发现施工中的异常情况。
4.验收工作:对完成的中空注浆锚索进行验收工作,确保施工质量达到设计要求,并提交相应的验收报告。
中空注浆锚索在软岩巷道中的支护研究的开题报告
中空注浆锚索在软岩巷道中的支护研究的开题报告一、研究背景近年来,我国城市化进程不断加快,地下空间建设不断拓展,地下隧道、地下管廊、地下车库等地下工程工程的建设不断增多。
其中,软岩隧道(巷道)是地下建设中常见的一种隧道结构形式,其主要由软岩组成,具有岩石结构不稳定、岩体易裂解、岩体可塑性强等特点,因此在其施工中需要采用合适的支护方式。
目前,中空注浆锚索是一种常见的软岩巷道支护方式,其具有施工方便、维护简单、支护效果好等优点。
然而,在实际施工过程中仍存在一些问题,如锚杆锚固力不够、注浆质量差等,这些问题都会对软岩巷道的稳定性和安全性产生影响,因此,对中空注浆锚索在软岩巷道中的支护研究具有重要的实际意义。
二、研究内容本文主要研究中空注浆锚索在软岩巷道中的支护问题,具体内容包括以下几个方面:1. 中空注浆锚杆的力学性能分析。
通过对中空注浆锚杆的材料力学性能和结构特点进行分析,确定其在软岩巷道中的支护效果及影响因素。
2. 中空注浆锚杆在软岩巷道中的支护模拟。
通过建立中空注浆锚杆与软岩巷道结构的数值模型,进行仿真计算,并研究中空注浆锚杆对巷道稳定性的影响。
3. 中空注浆锚杆施工质量控制。
通过对中空注浆锚杆施工过程中的质量控制进行研究,提出有效的质量控制方法和措施。
4. 中空注浆锚索支护技术优化。
基于中空注浆锚索在软岩巷道中的支护效果分析和影响因素控制,提出中空注浆锚索在软岩巷道中的优化支护技术。
三、研究方法1. 理论研究法。
通过对中空注浆锚杆的结构特点、材料性能和力学特性进行分析,研究其在软岩巷道中的力学行为和支护效果。
2. 数值模拟法。
通过建立中空注浆锚杆与软岩巷道结构的数值模型,进行系统的仿真计算,研究中空注浆锚杆对巷道稳定性的影响及优化。
3. 试验研究法。
通过现场试验和室内试验等方法,验证中空注浆锚杆在软岩巷道中的支护效果,并对支护效果和质量进行检测和分析。
四、研究意义1. 为软岩巷道的支护提供了一种新的技术方法,为巷道工程的安全施工提供了有效的支撑保障。
中空注浆锚索的生产流程
中空注浆锚索的生产流程
中空注浆锚索是一种常用于土木工程和岩土工程中的一种固结和加固材料,其生产流程通常包括以下几个主要步骤:
1. 材料准备,生产中空注浆锚索的第一步是准备原材料。
通常使用的原材料包括钢丝、注浆材料(如水泥浆)、预应力钢筋等。
这些原材料需要经过严格的质量检验和筛选,以确保产品的质量和性能。
2. 钢丝加工,经过材料准备后,接下来是对钢丝进行加工。
通常是将钢丝进行切割、弯曲和成型,以满足不同规格和要求的中空注浆锚索的生产需求。
3. 组装,在钢丝加工完成后,需要将钢丝按照设计要求进行组装。
这包括将钢丝编织成中空的结构,并根据需要添加预应力钢筋等材料。
4. 注浆,组装完成后的中空注浆锚索需要进行注浆处理。
这一步是将注浆材料(如水泥浆)注入到中空结构中,以增强其承载能力和稳定性。
5. 养护和测试,最后,生产完成的中空注浆锚索需要进行养护和测试。
养护是为了确保注浆材料充分固化和成型,而测试则是为了验证产品的质量和性能是否符合设计要求。
总的来说,中空注浆锚索的生产流程涉及到材料准备、钢丝加工、组装、注浆、养护和测试等多个环节,每个环节都需要严格控制和管理,以确保最终产品的质量和性能达到预期要求。
中空注浆锚索施工安全技术措施
注浆锚索施工安全技术措施一、工程概况清理撒煤巷巷道设计长度为307m,巷道断面为矩形断面,巷道断面毛宽3500mm,毛高2700mm,毛断面9.45㎡;清理撒煤巷与主立井交叉点往南50m为浇筑支护,由于浇筑段往南20m范围内顶板有渗水、淋水现象,经现场研究决定,对此段施工注浆锚索,为保证施工质量及施工期间的安全,特制定本措施。
二、施工参数注浆锚索在距浇筑段500mm开始,往南施工,顶部锚索间排距为1800×2000mm,帮部锚索间排距为1600×2000mm。
三、锚索施工方法1、锚索安装施工工艺中空注浆锚索型号:SKZ22-1/1860型注浆锚索直径:Φ=21.8mm注浆锚索长度:L=4300mm打锚索孔、清孔—→在锚索末端安装配套锥状和塔状止浆垫—→安装锚索—→安装托盘、锁具、张拉—→冲刷注浆泵、拌料桶—→配料搅拌注浆水泥—→注浆—→封孔。
2、锚索施工准备及要求①在装卸车过程中,应小心轻放,以免损坏锚索尾部,影响注浆。
②在巷道运输过程中应保持锚索表面清洁,避免锚索粘满泥、灰、煤粉、油和水,影响锚索与树脂和注浆液体的粘结效果,避免杂质堵塞锚索出浆口。
③锚索可以适当弯曲,但弯曲半径不能小于1500mm,弯曲半径太小容易造成锚索注浆管折曲、变形,严重时中空管挤出注浆口,造成锚索施工困难,甚至出现锚索报废问题。
3、作业前检查①接装进气、进水接头前,钻机水阀旋钮必须处于关闭位置。
②每次接装进气、进水接头时,都应先冲洗出管内砂石异物,包括压缩空气管路内的冷凝水。
③操作者站位,应在钻机摇臂端的外侧。
④选用合适的初始钻杆。
钻杆过长,会使钻孔不垂直或跑偏;过短,会增加套钎次数,降低作业效率。
⑤钻孔前,先空运转,检查马达旋转、气退升降、水路启闭,全部正常,才能正式投入作业。
4、钻注浆锚索孔①顶板锚索孔采用MQT-130/2.8型矿用气动锚杆钻机打眼。
采用Φ30mm 钻头,B19中空六方短钻杆(接长钻杆,长度1m)、再加长钻杆完成锚索孔。
中空锚注锚索简介
中空锚注锚索简介一.概述目前,用于矿山巷道支护与加固的锚索主要有两大类,一类是树脂锚固锚索,即采用预应力钢绞线截割成所需的长度作为锚索索体,配上夹片式锚具、金属托盘等构成一套锚索,安装时采用搅拌药卷式树脂锚固剂锚固;另一类是注浆锚固锚索,一般将钢绞线破股后作为锚索索体,绑匝上注浆管、排气管, 再配上止浆塞、夹片式锚具、金属托盘等构成一套锚索,安装时通过向锚索钻孔中注入水泥或其它种类的锚固浆液进行锚固。
这两种锚索在煤矿及其它矿山中都有应用。
但国内现有的锚索产品技术含量比较低,存在一些固有的缺点。
对注浆锚固锚索来说,主要问题是所需钻孔孔径较大(一般在Ø55以上),现场作业工序繁多,施工速度慢,特别是锚固浆液固化时间较长,锚索安装后不能立即承载,造成支护不及时。
对于树脂锚固锚索来说,主要存在以下缺点:(1)预应力钢绞线是按两端夹紧受力而设计的,而现有树脂锚固锚索只是简单地将钢绞线截成所需长度作为锚索索体,没有进行专门的加工处理,锚固段索体的中心钢丝既不与锚固剂粘结,又不受锚具夹紧,与周边钢丝的摩擦力很小,因此,中心钢丝的强度得不到充分发挥,例如,270K级的Ø15.24钢绞线的破断载荷达26吨,而作成树脂锚固锚索的实际破断载荷只有22-23吨。
(2)夹片式锚具的夹片内齿承受极高的应力,在矿山井下潮湿环境中极易发生应力腐蚀和锈蚀,导致夹片锁紧失效,造成锚具、托盘下滑,而锚具滑动时往往会伴随摩擦火花出现,给安全带来严重隐患,这种现象在许多矿都发现过,至今无法得到解决。
(3)现有的树脂锚固锚索需要采用专用机具进行张拉预紧,不仅增加了辅助时间,而且由于张拉机具笨重,工人劳动强度也比较大;更重要的是,靠张拉预紧的锚索与靠螺纹预紧的锚杆之间受力不同步,难以形成整体支护作用;此外,锚索张拉所需要的索体外露长度不仅造成材料浪费,还会严重影响到巷道的有效断面。
(4)受现有预应力钢绞线品种制约,锚索索体直径偏小,承载能力偏低,且明显不符合“三径”合理匹配关系,不利于保证锚固质量。
中空注浆锚索施工工艺
小煤柱加固中空注浆锚索施工工艺一、中空注浆锚索参数小煤柱加固使用中空锚索直径Φ21.8mm,长度5300mm,锚固端头长1500mm,锁骨位于外端头800mm处。
锚索中共有三个出浆口,分别位于内端头向外1500mm、1800mm、2100mm处。
封孔附件为软管和硬管,软管长140mm,硬管长400mm,硬管可截割。
二、锚索施工工艺1. 通过T型钢眼位确定锚索眼施工位置。
2. 使用Φ32钻头及风钻施工锚索眼,锚索规格Φ21.8×5300mm,孔深5米,施工时严格控制孔深,钻杆保持垂直帮部施工,确保锚索外露300mm,误差控制在±50mm。
3. 每孔放入1卷Z2380树脂药卷或2卷Z2360树脂药卷,使用风钻带动锚索连续推入眼内。
4. 帮部破碎地点必须将破碎处清理干净,打眼过程中发生片帮时,要使用炮泥将破碎处填实,加强锚索涨拉质量和封孔质量,防止注浆时跑浆漏浆。
5. 锚索眼位要尽量施工在钢带中间,避开靠近锚杆、钢带处。
三、锚索封孔工艺1. 锚固锚索前在“锁骨”向内均匀缠绕一层棉纱,厚度等同于锁骨直径,长度200mm,以锚索锚固时不阻挡入孔为宜。
2. 涨拉锚索前,将软管套入锚索,再用硬管将软管捅至“锁骨”处。
确认软管到位后,使用硬管抵住软管,且要保证硬管最终外露100mm左右。
3. 使用风动涨拉仪涨拉锚索,涨拉前必须保证千斤顶完全复位。
为防止封孔硬管影响涨拉有效长度,分两次涨拉,一次涨拉为封孔,二次涨拉为增加锚索预紧力。
一次涨拉不需上T型钢和锁具,将硬管压入孔内,软管套住锁骨完成封孔,然后卸压,将千斤顶复位,再进行二次涨拉。
一次涨拉压力不大于5MP,二次涨拉时将锁具和T型钢铺设安装好,且必须保证千斤顶不咬合在锚索端头焊接处。
一次涨拉后必须观察软管是否套住锁骨,软管必须压入其一半长度(70mm)以上,若封孔效果差,则再套入100mm长硬管,重复一次涨拉,直至完成封孔。
二次涨拉压力必须达到15~20MP。
中空注浆锚索技术在软岩高地应力巷道的应用
现 象,本文主要 对失稳 原 因进 行分析 总结 ,提 出以中空注 浆锚 索补 强加 固为主 的支护 方案。文章介 绍 了 中空注浆锚 索支护原理 ,进行 了中空 注浆 锚 索支护试 验 ,发现巷 道顶 板 和帮的位 移 变形明显 减小 ,变形量得 到有效控 制 ,减 小
了 围岩 的松 动 不稳 定 范 围 提 高 了巷 道 的 持 续 承 载 能 力 和 稳 定 性取 得 了 良好 的 支 护 效 果 。
・
2 0 2・
2 0 1 3 年 第 6期
第3 9卷 总 第 1 7 6期
2 0 1 3 年 l 2月
D O I : 1 0 . 3 9 6 9 / j . i s s 3 . 0 6 . 0 8 8
中 空注 浆锚 索技 术在 软岩 高地 应 力 巷道 的应 用
关键词 :中空注浆锚 索 ;失稳 原 因;加 固支护 ;效 果
对 比
●
岩形成一个整 体 ,大大增 强 了巷 道 围岩的抗 动压能 力 ,使
文 献 标 志 码 :A
之 材
. n
中 图分 类 号 :T D 3 5 3
巷道保持稳定而不易产生破坏 。
文章编号 : 1 6 7 2— 4 0 1 1 ( 2 0 1 3 ) 0 6— 0 2 0 2— 0 2
Ho l l o w g r ou t i n g a nc h or c a b l e t e c hno l o g y a pp-
2 工 程概况
清水 营 1 1 0 2 0 5工作面 回风巷设计 为圆弧拱 形断 面,净 宽度 4 5 0 0 m m,净 高度 3 5 0 0 m m,净断面积 l 3 . 8 1 m 。原 支护方案 为锚 网喷支 护形 式 ,现场 观察 到 巷道 变形 量 大 , 变形 持续 时间长。1 1 0 2 0 5工作 面为南 北方 向倾 向,方 位 为 3 3 5 。 ,走向长 1 7 5 8 m,倾 长 2 5 6 m,地 面标 高 +2 2 m~
中空注浆锚索
中空注浆锚索,注浆锚索中空注浆锚索技术参数Φ公称直径 22 mm破断强度≥1760MPa破断力≥4200kN屈服强度≥1500MPa延伸率≥5%安装孔径 30mm中空注浆锚索配用KM22锚具,直径250mm托盘,注浆塞,注浆器随着国内大部分矿井开采深度的不断增加,巷道支护难度越来越大,特济南澳科矿山技术公司专门引进澳大利亚先进矿井支护技术,研发生产了螺旋肋钢丝新型树脂端锚螺纹锁紧中空注浆强力锚索其主要特点1.锚索的安装、预紧方式与树脂锚杆完全相同(螺纹紧固),取消了张拉工序,不但能实现搅拌、张紧一体化快速安装,而且使锚索与锚杆能同步承载,形成整体支护作用;2.索体及锁紧结构采用新型结构,在保证注浆通径的前提下,使索体直径达到最小化,所需安装孔径也小的多,安装效率高,实现了小孔径、大吨位;3.锚索索体为新型中空结构,自带注浆芯管,采用反向注浆方式,不仅消除了产生气穴空洞的可能,也无须在现场绑匝注浆管、排气管以及封堵注浆孔,使施工步骤大为简化4.索体上部为搅拌树脂药卷端锚,下端采用螺纹锁紧,安装后能立即承载,这一点是现有的各种注浆锚索产品均无法作到的,而对于自稳能力差的顶板岩层又是非常有利和必要的;5.采用螺纹锁紧方式,锁紧机构工作可靠,不会打滑,不会产生火花,对井下潮湿、淋水环境的适应性是采用夹片式锚具锁紧方式所无法比拟的;6.采用高强度螺旋肋预应力钢丝制造的锚索的锚固强度比相同直径的用钢绞线截割成的锚索提高15%以上,而锚固延性可提高25%以上。
7.由于安装后能立即承载,因此注浆可以安排在迎头后方一定距离将一定范围的锚索一次注完,因此施工非常便利;螺纹锁紧机构具有调心功能,锚索外露长度小且均匀一致,不影响巷道有效高度。
采用螺旋肋预应力钢丝制造新型锚索品种规格锚索类型锚索索体结构及所用螺旋肋钢丝参数(mm)锚索直径(mm)破断载荷(吨)锁紧螺纹规格安装孔径(mm)中空注浆强力锚索9根Ø5周边丝+ Ø10注浆芯管Ø20.633M33×2Ø288根Ø6周边丝+ Ø10注浆芯管Ø22.640M36×2Ø28∼Ø329根Ø6周边丝+ Ø12注浆芯管Ø24.645M39×2Ø32∼Ø358根Ø7周边丝+ Ø12注浆芯管Ø26.954M39×2Ø32∼Ø359根Ø7周边丝+ Ø14注浆芯管Ø28.960M42×2Ø35∼Ø42其主要应用范围是:取代目前的小直径锚索,用于煤巷锚杆支护的补强加固;用于放顶煤开采全煤巷道顶板的加强支护;用于回采巷道动压影响阶段的超前加固;用于大断面巷道、大跨度切眼以及交岔点的支护;用于深部开采高应力区大变形巷道支护与修复;用于煤矿和其它矿山软岩巷道支护与修复。
中空注浆锚索
2 、 索体 上部为 搅拌树 脂药卷 端锚 , 下端 采用螺 纹锁 紧 , 安装后 能立 即承载 ,
这一点 是现有 的各 种注浆锚 索产 品均无法 作到 的 , 而对 于 自稳能力差 的顶板 岩 层 又是非 常有 利和 必要 的 ; 3 、 采用 螺纹 锁 紧方式 , 锁 紧机 构工 作可靠 , 不会 打滑 , 不会 产生火 花 , 对井
范 围的 锚索 一 次注 完 , 因此 施工 非 常 心功 能 , 锚索 外露 长度小 且均 匀一致 , 不 影响巷 道
有 效高 度 。
以往 “ 锚注 ” 加 固注浆料 普遍 采用 水泥 净浆 , 虽然 具有 材料来 源广 、 价 格低 廉 等优 点 , 但从 水 泥特性 和 现场 应用 中发 现水 泥净 浆存 在 以下 问题 : ( 1 ) 水灰 比太高 , 大 大降低 了其强度 。 水泥 水化 所需的用 水量为水 泥重量 的 1 5 %~2 5 %, 为 了便 于 注浆 现场 施工 时用 水量 为水 泥 重量 的 5 0 %~6 0 %, 在 水泥 硬 化后 多余 的水 在 水泥石 中形 成大 量 的 L 隙和气 泡 , 导 致水 泥硬 化后 强度 下
理 论广 角
C hi n a s c i e n c e a n d Te c h no l o gy R e v i e w
●l
中空 注 浆 锚 索
依 南 飞
( 龙煤 鹤 岗分 公 司 峻德 煤矿 黑 龙江 鹤 岗 1 5 4 1 1 1 )
[ 摘 要] 针对现有矿用锚索产 品存在的缺点和问题 , 开发高强度注浆锚索及配套施工机具是解决问题的有效途径, 并详细说 明中空注浆锚索的结构、 特性 。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
新型中空注浆锚索山东中煤工矿集团1.新型中空注浆锚索开发背景锚索是采用有一定弯曲柔性的钢绞线,通过预先钻出的钻孔以一定的方式锚固在围岩深部,外露端通过工作锚压紧托盘对工程围岩进行补强加固的一种支护手段。
其特点是锚固深度大,承载能力高,并可以施加较大的预紧力,因而可以获得比较理想的支护效果,是目前最为可靠、最为有效的围岩加固方式,其加固范围、支护强度可靠性是常规锚杆支护所无法比拟的。
预应力锚索加固围岩的实质就是通过锚索对被加固围岩体施加应力,限制围岩的变形,从而保持围岩稳定。
锚索安设锁紧以后,锚索集中应力以45°的压力分布传递至支护结构物上。
预应力锚索施工简单,可以和多种支护措施相结合,工期短,费用低,尤其对破损巷道的加固比其它方法更具有优越性。
在围岩较差的巷道、大断面硐室、交岔点、断层带附近以及受动压影响的巷道,譬如长壁工作面跨采巷道,要加大支护长度,提高锚固效果,采用预应力锚索是一条有效途径。
锚索支护属于主动支护,一般只需要较小密度的锚索就能够达到良好的支护效果。
目前国内主要采用φ15.24、φ17.8钢绞线加工制作的树脂锚索进行煤巷补强加固。
树脂锚固锚索具有制作简单,安装速度快,承载及时等优点,很快得到大面积推广应用。
但在稳定性较差的厚煤层动压巷道,譬如沿空掘巷以及一些特殊地点如大断面切眼、破碎地带、受动压影响的跨采巷道等,其承载能力偏低,同时,由于锚固长度只有锚索长度的1/3,属于端部锚固锚索,对破碎顶煤的加固作用有限。
随着其用量越来越多,树脂锚固锚索也逐渐暴露出一系列的问题,其中有的问题还非常严重。
从现场使用的情况来看,这种锚索存在的突出问题是:(1)搅拌树脂锚固锚索只能采用单股,锚索承载能力小,支护强度低,钻孔利用率(即通过每个钻孔索能获得的支护阻力)低。
由于锚索索体没有经过专门的加工制作过程,索体的7根钢丝不能同步承载,现场实测其实际承载能力只有220—230KN,低于钢绞线的工程载荷,甚至比目前使用的Φ22mm高强锚杆的破断力(250KN)还低。
在高应力区、受冲击地压影响的巷道时常出现断锚索现象,给支护可靠性带来了很大隐患。
(2)作为搅拌树脂锚固的支护体系,锚索索体直径偏小,不符合合理的“三径”匹配关系,树脂锚固剂固化后形成的环形体厚度达到6mm 以上,对锚固力有不利影响。
同时,由于锚索直径偏小,在安装过程中搅拌树脂的效果差,容易因树脂锚固剂包装袋塑料薄膜包裹住钢绞线形成“两层皮”而降低锚索的锚固力,起不到应有的支护作用。
(3)同样由于锚索直径偏小,插入钻孔过程中容易把树脂药卷挤在一侧或者穿过树脂药卷,使树脂锚固剂不能完全到达孔底,或孔底的树脂锚固剂不满,导致锚索的实际锚固位置下移而无法按设计要求锚固到稳定层位中,这样的锚索其有效性、可靠性是可想而知的,相应地,采用这种锚索作为补强加固措施必然会存在严重的安全隐患。
(4)锚索索体偏软,安装时在锚杆机推力作用下容易打弯,而一旦脱出,由于锚索索体弹性大,容易伤人,有时还会因树脂凝固而造成安装失败。
针对国内现有矿用锚索产品存在的缺点和问题,开发高强度注浆锚索及配套施工机具是解决上述问题的有效途径,也是在以厚煤层动压巷道为代表的复杂困难条件下对普通锚杆支护进行补强加固的有效措施。
山东中煤公司在借鉴和吸收国外先进技术的基础上,于近几年成功开发了用螺旋肋预应力钢丝制造的用于深孔强力锚注支护体系的中空注浆锚索,具备了推广应用的条件。
2.新型中空注浆锚索研发出发点和支护机理2.1研发的出发点(1)把注浆锚固锚索和树脂锚固锚索合二为一,通过二者之间的取长补短,兼有二者的优点,克服它们各自的缺点,形成一种全新的锚索品种;(2)通过提高注浆压力,使浆液在充满钻孔、实现全长锚固的同时,向钻孔周围岩石裂隙中扩散,对围岩起到粘结固化作用,实现深孔锚注。
2.2 支护机理实践证明,对松动范围和松动程度都比较大的应力集中区巷道围岩进行锚注加固具有很好的效果。
锚注加固的原理是将锚索的支护作用与注浆加固的作用组合起来,共同作用于巷道围岩,通过注浆锚索压注有机或无机浆液,不仅能从根本上保证锚索锚固可靠,而且浆液能够渗透到钻孔周围较大范围的煤岩体中,对出现松动的煤岩体产生粘结固化作用,显著改善其整体性,提高煤岩体的自撑能力,从而大大改善巷道支护效果。
与单纯采用锚杆支护相比,由于锚注支护既通过注浆加固了围岩,又给锚杆锚索提供了可靠的着力基础;既能有效地提高围岩的自身强度又能改善支护体的支护特性,使围岩承载能力得到显著提高,巷道变形量明显降低,是一种非常好的主动支护形式,它具有强初撑、急增阻、高承载的特性,能够比较好地解决高应力区、断层带附近以及“三软”地层由于巷道围岩松动破碎和大变形引起的锚固力迅速衰减和丧失的难题。
初步的试验数据表明,同样条件下其实际锚固力可比普通锚杆/锚索提高1~3倍,能够有效地控制破碎松动范围和程度都比较大的应力集中区以及“三软”地层巷道围岩的剧烈变形,从而扩大锚杆/锚索支护的适用范围,对于解决应力集中区以及“三软”地层巷道围岩支护问题具有现实意义。
锚注支护机理由内注浆锚索为核心所形成的锚注支护体系,通过注浆改变岩体的力学性能,提高其支护效果,见图1-3。
其支护机理主要包括以下几个方面:1、采用注浆锚索注浆,可以利用浆液封堵围岩裂隙,隔绝空气,防止围岩风化,且能防止围岩被水浸湿而降低围岩的本身强度。
2、注浆后浆液将松散破碎的围岩胶结成整体,提高了岩体强度和内聚力、内摩擦角及弹性模量,从而提高了岩体强度,可以实现利用围岩本身作为支护结构的一部分;且与原岩形成一个整体,使巷道保持稳定而不易产生破坏。
3、利用注浆锚杆注浆充填围岩裂隙,配合锚喷支护,可以形成一个多层有效组合拱,即喷网组合拱、锚杆压缩区组合拱及浆液扩散加固拱,从而扩大了支护结构的有效承载范围,提高了支护结构的整体性和承载能力;4、注浆后使得作用在顶板上的垂直载荷能有效地传递到两帮,通过对帮的加固,又能把荷载传递到底板;同时由于组合拱厚度的加大,这样又能减小作用在底板上的荷载集中度,从而减小底板岩石中的应力,减弱底板的塑性变形,减轻底臌;且底板的稳定,有助于两帮的稳定,在底板及两帮稳定的情况下,又能保持顶板的稳定。
3. 新型中空注浆锚索详情咨询左祥真 Tel:一八六⑥零⑦⑥一⑥⑥零3.1新型中空注浆锚索的组成新型中空注浆锚索主要由锚索索体、托盘、索具、止浆塞部件组成。
新型中空注浆锚索索体采用高强度螺旋肋预应力钢丝编绞而成。
高强度螺旋肋预应力钢丝是一种新型变形钢丝,其主要特征是将压延拉拔工艺处理后的半成品经过最后一次塑性变形拉拔,使钢丝表面形成3至6条连续状的凸起的螺旋肋,螺旋肋同基圆为一体,共同组成同一个截面的钢丝,也就是说无论多长的钢丝在任一点其截面积都相等。
因此,无论是外形加工方法、材料性能均有光面钢丝、刻痕钢丝和三股钢绞线不可替代的优良特性。
具有强度高、塑性好、松弛值低、伸直性好、与锚固剂的握裹力强等特点。
图3-1所示为高强螺旋肋预应力钢丝外形特写,图3-2为用螺旋肋钢丝制造的新型中空注浆锚索外形特写。
图3-1 高强螺旋肋预应力钢丝外形特写详情咨询左祥真 Tel:一八六⑥零⑦⑥一⑥⑥零图3-2 用螺旋肋钢丝制造的新型中空注浆锚索外形特写螺旋肋钢丝的特点主要有:1、良好的锚固性能,合理的外形使钢丝与锚固剂间形成连续的凹凸咬合齿,与锚固剂的握裹力大,从而达到理想的锚固效果。
螺旋肋钢筋不仅具有较高的锚固强度和刚度,且大滑移时仍具有较大承载力(锚固延性好),有利于承受冲击载荷。
螺旋肋钢丝表面凸起的多条螺旋肋与锚固剂咬合齿宽厚且连续不间断,不易破碎、剪断。
挤压面积大,相对肋面积大,劈裂力均匀无方向性,因此早期滑移小而后期大变形时又具有较高的锚固延性。
而一般带肋钢筋横肋咬合齿分散易挤碎切断,大滑移下即失去锚固力,锚固延性差。
关于钢筋外形与锚固性能之间的关系,中国建筑科学研究院和山东省建筑科学研究院曾对冷拔螺旋肋筋钢丝的锚固性能做过试验,通过利用螺旋肋加工的钢绞线锚固力是光面钢绞线锚固力的2.47倍。
2、螺旋肋外表比较合理,虽然钢丝经过拉拔而形成凹凸不平的表面外形,但由于采用连续螺旋肋,肋部面积仍可承受拉力,且螺旋肋可随拉力与基体部分同步变形,钢丝通体横截面相等,横截面积几乎没有任何损失。
而一般带肋钢筋因横肋不能受力,有效面积要损失6%-11%左右。
3、预应力传递长度明显降低。
螺旋肋钢丝因其外形特点具有良好的锚固性,因此预应力传递长度不大于42D,特别适用于施加很高的预应力。
与同等重量、同等横截面积的光面预应力钢丝比较,螺旋肋预应力钢丝凹凸的螺旋肋和放大的外轮廓,加大了钢丝与锚固剂的咬合面积,钢丝所受应力能有效、均匀地分解,提高锚固强度和钢丝的承载能力。
4、松弛值低。
螺旋肋预应力钢丝松弛值一直保持在70%应力状态下其应力损失1.2-1.8%/KH之间,低于世界任何一个国家预应力钢丝标准规定的松弛指标。
5、经过特殊加工,内部晶粒组织也发生相应螺旋状变化。
螺旋肋钢丝的延性、韧性均优于光面钢丝和刻痕预应力钢丝,抗疲劳性能的多次检验均在应力状态80%正弦波实验次数300万次,疲劳后的钢丝试件仍保持屈强比83%以上,延伸、冷弯指标仍在正常钢丝的标准合格范围内。
中空注浆锚索用于锚注支护,其支护效果方面的优越性不言而愈,而采用高强度螺旋肋预应力钢丝为原料开发新型的中空注浆强力锚索,由于高强度螺旋肋预应力钢丝具有前面所述的突出优点,使得新型的中空注浆锚索在支护效果方面的优越性更加显著。
其中,最突出的就是其锚固强度、载荷传递特性和锚固延性较之用钢绞线截割成的锚索有大幅度的提高。
经过我们所做的对比试验结果表明,采用高强度螺旋肋预应力钢丝制造锚索的锚固强度比相同直径的用钢绞线截割成的锚索提高15%以上,而锚固延性可提高25%以上,这一结果与前面提到的国内一些研究机构所做的单股螺旋肋钢丝与其它钢丝的对比结果也是基本一致的。
图3-3所示为用螺旋肋钢丝制造的新型中空注浆锚索。
图3-4所示为中空注浆锚索现场使用情况。
图3-3 新型中空注浆锚索外观图3-4 中空注浆锚索现场使用情况同以往的注浆锚索相比,新型中空注浆锚索有以下优点:1、锚索索体为新型中空结构,自带注浆芯管,采用反向注浆方式,不仅消除了产生气穴空洞的可能,保证锚固浆液充满钻孔,而且省去了排气管和注浆管专用接头(直接利用螺纹锁紧机构作为注浆管接头),也无须在现场绑匝注浆管、排气管以及封堵注浆孔,使施工步骤大为简化;2、索体上部为搅拌树脂药卷端锚,下端采用螺纹锁紧,安装后能立即承载,这一点是现有的各种注浆锚索产品均无法作到的,而对于自稳能力差的顶板岩层又是非常有利和必要的;3、采用螺纹锁紧方式,锁紧机构工作可靠,不会打滑,不会产生火花,对井下潮湿、淋水环境的适应性是采用夹片式锚具锁紧方式所无法比拟的;锚索的安装、预紧方式与树脂锚杆完全相同,取消了张拉工序,不但能实现搅拌、张紧一体化快速安装,而且使锚索与锚杆能同步承载,形成整体支护作用;4、索体及锁紧机构采用新型结构,在保证注浆通径的前提下,使索体直径达到最小化,所需安装孔径小,实现了小孔径、大吨位,索体结构本身满足高压注浆的要求,可以实现锚注结合;5、由于安装后能立即承载,因此注浆可以安排在迎头后方一定距离将一定范围的锚索一次注完,因此施工非常便利;6、螺纹锁紧机构具有调心功能,锚索外露长度小且均匀一致,不影响巷道有效高度。