锚杆支护技术的应用现状与发展前景
国内锚杆支护技术的发展与展望
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就目 前而言 , 国外锚杆支护技术以澳大 利亚、 美国发展最为迅速 , 国锚杆支护比重 两
已接 近 10 , 技术 水平 居于世 界前 列 。 0% 其
段, 锚杆技术被列为重大科技攻关项 目之一,
在锚杆 中采 用 高强 度 超 长锚 杆 , 架 锚杆 支 桁
2 我 国锚杆支护技术 的发展现 状
证体系 , 根除伪劣产品。同时 , 针对困难和特 殊条件 , 还应不断开发锚杆支护新材料和新 品种 , 满足生产要求。
・
步加紧研制与试验 , 以实现掘支平行作业 ,
5 ・ 9
d 完 善与提 高 锚 杆 支 护施 工 机 具 , 发 . 开 新产 品 。 我 国在 煤 巷 锚 杆 钻 机 方 面做 了大 量 工
f加强锚 杆 支护人 员培 训 。 .
煤巷锚杆支护理论 , 形成科学 的实用设计方 法, 根据 不 同的巷道 围岩类 别 , 用不 同的锚 采 杆支护形式完善锚杆监测技术 , 经济实用 的 锚 杆钻 机 , 高 锚杆 支 护 的 安 全可 靠 性 。 只 提
要 我们 认真对 待 , 注重研究 , 锚杆 支护将 会迎
难 以发 挥 。这 主要是施 工和 管理人 员 的理论 水平偏低 , 对监测的认识不足, 且缺少正确的
指导方 法 。
些问题 。其 自身存在可靠性、 安全性较差 ; 机
械 用具 可 靠 性 不 高 , 备 不 配 套 ; 料 不 配 设 材 套、 不过 关 ; 锚杆 检测 仪器 和检 测技术 的监测 手 段都 不完 善等 问题 。 a对锚 杆 支护 机理 的 认识亟 待提 高 。 . 目前 , 用锚 杆 的设 计 方法 , 沿 采用 悬 吊、
杆支护的合理性 、 安全性无法得到保证。在 我 国煤 矿应 积极 推 广 先 进 的设 计 方 法 , 现 使
锚杆支护的发展现状讲解
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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年矿用锚杆市场前景分析
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矿用锚杆市场前景分析引言矿用锚杆是一种重要的支护装置,广泛应用于煤矿和金属矿山等地下工程中。
随着矿业行业的不断发展,矿用锚杆市场呈现出巨大的潜力和发展空间。
本文将对矿用锚杆市场前景进行分析。
市场规模矿用锚杆市场规模庞大。
根据市场研究报告显示,截至2019年,全球矿用锚杆市场规模已达到XX亿美元,预计在未来几年内将继续保持快速增长。
市场驱动因素和趋势1. 井下矿山开发的增加随着全球资源的逐渐枯竭,矿山开采难度逐渐加大。
为了提高开采效率和保证矿山工人的安全,使用矿用锚杆进行支护是不可或缺的。
因此,随着矿山开发的增加,矿用锚杆的需求也将逐渐增加。
2. 安全环保需求的增加近年来,对矿山安全和环保要求的提高成为矿业行业重要的发展方向。
矿用锚杆作为一种重要的支护装置,能够有效提高井下工作环境的安全性,减少事故的发生。
因此,随着安全环保需求的增加,矿用锚杆的市场需求也将随之增长。
3. 技术创新的推动随着科技的不断发展,矿用锚杆的材料和设计也在不断创新。
新型材料的应用和结构设计的改进,使得矿用锚杆的强度和稳定性得到了进一步提升。
这些技术创新推动了矿用锚杆市场的发展,并且为其带来了更广阔的应用前景。
市场挑战尽管矿用锚杆市场发展迅速且潜力巨大,但仍面临一些挑战。
1. 制造成本高矿用锚杆的制造过程较为复杂,需要大量的材料和设备。
由于原材料价格的上涨以及加工成本的增加,矿用锚杆的制造成本也随之上升。
这些高昂的制造成本对市场的进一步扩大构成了一定的制约。
2. 市场竞争激烈随着市场前景的广阔,越来越多的企业涌入矿用锚杆市场。
市场竞争激烈,各家企业之间的价格和产品质量的竞争日益加剧。
这使得企业需要加大研发力度,不断创新以提高产品的竞争力。
市场前景尽管面临挑战,矿用锚杆市场的前景仍然十分乐观。
1. 国际市场需求增长国际市场对矿用锚杆的需求正在持续增长。
发展中国家对矿产资源的需求不断增加,这将进一步推动矿用锚杆市场的发展。
2. 技术创新助推市场增长随着技术的不断进步,矿用锚杆的性能和质量将得到进一步提升。
锚杆支护现状及其发展趋势
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矿巷道 的锚 喷支护 首次 提 出的。该 理论 认 为 , 由于巷
道 的掘进 , 破坏 了原岩应力 的平衡 , 变 了原岩应 力状 改
作者简介 : 齐俊铭 (9 4 , , 17 一) 男 山东省邹城 市人 , 工程 师 , 山东科 技大学采矿工程专业毕业 , 大学学历 , 现任东滩煤矿掘进二 区区长 。
到 较 广 泛 的推 广 和 应 用 。 2 1 锚 杆 支 护 理 论 .
锚杆锚 固是在地层 中通过锚杆将结构物 与地层 紧 紧连锁在一起 , 赖锚 杆与周 围地层 的抗剪 强度 传递 依
结构物 的拉力 , 使地层 自身得到加 固, 达到保 持结构物
和岩体稳定 的 目的。与传 统 的支护方 式相 比较 , 锚杆 锚 固技术是一种结构简单 的主动支护 , 有其鲜 明特点 : () 1 能在地层开挖后 , 即提供 支护 抗力 , 立 有利 于 保护地层 的固有强度 , 有效阻止地层 的进 一步扰动 , 控
17 82年英 国北 威 尔士 露天 页岩 矿首 次应 用 锚杆
}收 稿 日期 :0 1— 2—1 21 0 5
大学压力研究所在分析 已有成果 的基 础上提 出的 。该 理论揭示 了锚 杆的作 用原 理和加 固围岩 的实质 , 为 并 合理确定锚杆支护参数提 供了合 理的理 论依据 。
() 3 围岩 松 动 圈 理 论 。它 是 中 国矿 业 大 学 针 对 煤
一
1 .
电动机 的正、 反转运行操作 , 须在接触 器 K 的 必 M 线 圈已得 电动作 且变 频器 ( 、 、 R s T端 ) 已得 电 的状态
[] 2 王廷才. 编著 , 变频器原理及其 应用 一 2 , 第 版 机械工业 出版社 ,
锚杆支护技术管理
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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。
添加标题
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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
添加标题
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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
我国煤矿锚杆支护应用前景及发展技术途径
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我国煤矿锚杆支护应用前景及发展技术途径煤矿锚杆支护是地下煤矿开采中重要的支护工艺之一,用于加固煤矿巷道和开采空间,保护矿工安全。
随着煤矿安全和生产效率的要求日益提高,煤矿锚杆支护的应用前景广阔,同时也对其发展技术提出了更高的要求。
本文将就我国煤矿锚杆支护的应用前景和发展技术途径展开讨论,并提出一些建议。
首先,煤矿锚杆支护的应用前景广阔。
随着煤炭资源的逐渐枯竭,煤炭开采逐渐向深部、斜层和复杂地质条件发展。
这些条件给煤矿锚杆支护提出了更高的要求,需要研发和应用更先进的技术。
同时,我国煤矿事故频发,尤其是顶板事故和煤与瓦斯突出事故,煤矿锚杆支护可以提高巷道和开采空间的稳定性,从而减少事故发生的可能性。
另外,随着煤矿开采规模的不断扩大和效益的提高,煤矿锚杆支护的应用也将更加广泛。
其次,煤矿锚杆支护的发展技术途径。
当前,国内外在煤矿锚杆支护方面的研究取得了一些成果,例如高强度锚杆的开发和应用、新型锚杆材料的研究、支护结构的优化设计等。
然而,煤矿锚杆支护仍然存在着一些问题,如锚杆粘结强度低、支护结构不够稳定等。
因此,需要进一步加大煤矿锚杆支护技术的研发力度,提高锚杆的强度和稳定性,同时开发新型的支护结构和材料,提高锚杆的粘结强度。
此外,还可以通过加强煤矿锚杆支护技术的推广应用来促进其发展。
当前,虽然我国的煤矿锚杆支护技术已经取得了一些成果,但在实际应用中,仍然存在着一定的局限性。
一方面,部分煤矿企业在选用锚杆支护技术时存在误区,未能充分考虑矿井特点和工程条件,导致支护效果不佳。
另一方面,一些中小型煤矿由于人力和资金的限制,无法引进先进的锚杆支护设备和技术,直接影响到矿工的安全和生产效率。
因此,需要加强对煤矿锚杆支护技术的推广,提供技术支持和培训,促使矿山企业更好地应用锚杆支护技术。
综上所述,我国煤矿锚杆支护应用前景广阔,但也面临一些技术挑战。
因此,需要加大煤矿锚杆支护技术的研发力度,提高锚杆的强度和稳定性,同时开发新型的支护结构和材料。
我国煤矿锚杆支护应用前景及发展技术途径
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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。
国内外锚杆钻机的现状及发展趋势
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国内外锚杆钻机的现状及发展趋势锚杆支护是近年来发展较快的一种井巷支护方法,通过锚入围岩内的锚杆,改善围岩本身的力学状态,使支护体与围岩本身形成一个统一的能够承受载荷的结构体,从而提高岩体自身的强度,阻止或延缓围岩的变形发展,有效地保持围岩的完整性和巷道断面形状。
锚杆钻机是锚杆支护施工中的关键施工设备。
锚杆支护的施工速度和支护质量的好坏很大程度上取决于锚杆钻机。
锚杆支护钻机技术已是影响锚杆支护施工速度、质量、效率的关键技术之一。
因此,研究性能好、可靠性高、符合我国煤矿实际情况的锚杆钻机是发展我国锚杆支护技术关键技术之一。
1 国外锚杆钻机的现状及发展趋势早在20世纪40年代,国外已将锚杆支护技术应用于巷道支护工程。
随着锚杆支护技术发展,锚杆钻机作为锚杆支护的主要施工机具,就成为该项技术发展的重点。
经过几十年的研究与攻关,锚杆钻机已从当初的功能单一、技术含量低、可靠性差、安全性差、笨重发展到今天的功能齐全、可靠性好、安全性好、自动化水平高的新型钻机。
在锚杆支护技术应用初期,国外在锚杆支护施工中采用普通凿岩机械钻凿锚杆孔,人工安装锚杆,用扳手拧紧螺母。
到20世纪50年代初,美国、瑞典等西方国家已广泛应用伸缩式气动凿岩机钻凿顶板锚杆孔,同时,美国已研制成功钻车式锚杆钻机并在支护工程中推广使用。
国外仅用了10 a左右时间就实现了锚杆支护的机械化。
20世纪50年代末,随着锚杆支护理论及设计方法的不断完善,英国等国家率先将锚杆支护技术应用于煤矿巷道支护。
为适应煤矿巷道断面积较小的特点,英国、波兰等国研发了单体电动和液压回转式锚杆钻机。
20世纪70年代,为适应大断面巷道锚杆支护快速施工,美国英格索兰、法国赛克马、瑞典阿特拉斯等凿岩设备公司陆续推出了功能多、机械化程度高的台车式锚杆钻装机。
该类钻机既能钻锚杆孔,又能安装锚杆,基本实现了锚杆孔施工、锚杆安装的机械化。
20世纪80年代至20世纪90年代,澳大利亚成功研制了轻型支腿式气动锚杆钻机,并在澳大利亚、英国、中国、波兰和印度等国的煤矿得到广泛应用。
2024年矿用锚杆市场规模分析
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2024年矿用锚杆市场规模分析1. 引言矿用锚杆是在矿山和采石场等工业领域中使用的一种支护材料,它的作用是增加岩体的稳定性和承载能力。
随着全球矿业行业的发展和对安全性的不断要求提高,矿用锚杆市场正在不断扩大。
本文将对矿用锚杆市场的规模进行分析,并探讨其未来的发展趋势。
2. 矿用锚杆市场的现状2.1 市场概述矿用锚杆市场是一个庞大而复杂的市场,涉及到矿山开采、隧道工程等多个领域。
矿用锚杆的应用广泛,从地下矿山到地下隧道,都需要使用矿用锚杆进行支护。
市场上存在着多个主要的矿用锚杆供应商和制造商,竞争激烈。
2.2 市场规模根据市场研究数据显示,矿用锚杆市场在过去几年里呈现稳步增长的趋势。
据统计,2019年全球矿用锚杆市场的规模达到XX亿美元,并预计在未来几年内将保持平稳增长。
3. 矿用锚杆市场的发展趋势3.1 技术创新的推动随着科技的发展和技术的创新,矿用锚杆的质量和性能得到了显著的提升。
新材料的开发和新工艺的应用,使得矿用锚杆更加耐久、强度更高,并且能够适应更恶劣的工作环境。
这些技术创新将进一步推动矿用锚杆市场的发展。
3.2 增加安全性的需求在矿山和隧道等工业领域,安全性一直是最重要的关注点之一。
矿用锚杆的使用可以有效地提高岩体的稳定性,减少意外事故的发生。
随着对安全性要求的不断提高,矿用锚杆市场将会进一步增长。
3.3 区域市场的差异不同地区的矿用锚杆市场存在着一定的差异。
一些矿业发达的地区,如澳大利亚和南非,矿用锚杆市场规模较大。
而一些新兴的矿业市场,如中国和印度,矿用锚杆市场还有较大的发展潜力。
因此,了解不同地区的市场需求和趋势,将有助于矿用锚杆供应商做出正确的战略决策。
4. 总结矿用锚杆市场作为矿山和采石场等工业领域中的重要支护材料,其市场规模正在不断扩大。
技术创新、安全性需求以及区域市场的差异是驱动矿用锚杆市场发展的重要因素。
在市场竞争激烈的情况下,矿用锚杆供应商需要关注市场趋势,并不断提高产品质量和性能,以满足客户的需求。
锚杆支护理论现状及发展趋势探讨 毕业论文

锚杆支护理论现状及发展趋势探讨毕业论文锚杆支护是一种常用的地下工程支护方法,其用途广泛,如隧道、矿井、大坝等。
锚杆支护的主要作用是对地表或地下结构产生的荷载进行承受,并通过锚杆将荷载传递到地质固体层中。
随着科学技术的不断发展,锚杆支护理论也在不断完善和发展。
本文将对锚杆支护的理论现状和发展趋势进行探讨。
一、锚杆支护理论现状锚杆支护理论的研究主要包括锚杆-混凝土界面的粘结力学、锚杆-地层界面的摩擦力学、锚杆的强度和稳定性分析、锚杆组合体的力学行为、锚杆支护的应用范围等方面。
1. 锚杆-混凝土界面的粘结力学锚杆-混凝土界面的粘结力学是锚杆支护理论中的基本问题,钩状锚、牛角锚、梁式锚等均要靠粘结力传递荷载。
混凝土表面的粗糙度、锚杆表面的形状和纹路、锚杆与混凝土之间的接触质量和水泥和骨料的连接等影响锚杆与混凝土之间的粘结强度。
因此,锚杆-混凝土界面粘结力的模型可以从材料宏观和微观两个方面建立。
2. 锚杆-地层界面的摩擦力学锚杆-地层界面的摩擦力学是锚杆支护理论中的另一个重要问题。
在众多应用中,通常使用钢筋混凝土锚杆以及混凝土墙支撑工程。
在这些情况下,锚杆与地层之间不可能达到完全粘结。
在这种情况下,摩擦力是向地层传递荷载的主要手段。
因此,研究锚杆-地层界面的摩擦特性和力学行为非常重要。
3. 锚杆的强度和稳定性分析锚杆的强度和稳定性分析是锚杆支护理论中的重要问题。
在设计过程中,首先需要确定锚杆的受力状态、荷载和衬砌变形等参数。
然后,通过应力、应变和变形等方面的计算,确认锚杆的强度安全系数和锚杆的稳定性。
4. 锚杆组合体的力学行为锚杆组合体的力学行为是锚杆支护理论研究中的重要问题。
锚杆支护是多个力学单元组成的复杂力学系统,因此,研究不同材料和结构的组合体在不同受力状态下的力学行为、稳定性和安全性,是锚杆支护理论发展的重要方向。
5. 锚杆支护的应用范围锚杆支护的应用范围非常广泛,如地铁、隧道、矿井等,可以为这些工程提供良好的支护效果。
现阶段锚杆支护技术发展情况简介

现阶段锚杆支护技术发展情况简介目录一,技术原理介绍。
二,锚杆支护的优缺点。
三,锚杆支护技术的发展历史及国外主要产煤国锚杆支护技术概况。
四,我国锚杆支护技术的现状及改进方法。
(一),我国锚杆技术发展历史。
(二),煤巷锚杆支护快速掘进技术的缺点。
(三),锚杆支护技术的改进方法。
锚杆支护技术是现在最流行的围岩支护技术。
为了更好地了解该项技术,服务于工程技术人员和与锚杆支护技术相关产品制造者、服务提供者,本文以煤矿锚杆支护技术为例,介绍了锚杆支护技术的原理、优缺点、国内外技术状况等。
另外,本文还分析了我国煤巷锚杆支护技术现存的主要问题,并结合自己的工作实际探讨了今后锚杆支护技术的发展途径和对策。
一,技术原理介绍。
在巷道开掘后,由于岩体内部应力重新分布即围岩出现应力集中,岩体的物性状态有一个由弹性状态向塑性状态转变的过程,巷道周边围岩产生塑性变形,并从周边向岩体深部扩张,出现塑性变形区,同时引起应力向围岩深部转移,导致周边围岩松散、破碎和发生位移,从而导致巷道变形。
软岩中,岩石的膨胀和崩解主要是其所表现的主要特征。
软岩围岩里多为松软的粘土质岩层,巷道开掘后,粘土岩经不同程度的浸水或风化,体积增大和相应的引起压力增大,围岩松动圈和塑性变形发展很快,给巷道稳定性带来影响,不同软岩影响程度不同即围岩性质对巷道变形和破坏有决定性的影响。
所以软岩巷道掘进时受松动圈及塑性变形的影响,巷道稳定性较差。
锚杆支护对象是围岩松动发展过程中的碎胀变形,它起到阻止变形的作用。
锚杆作用于围岩松动圈或塑性区中,正常情况下,锚杆能在巷道周围被加固地段内形成一定厚度的压缩带,这不仅可防止受节理等弱面切削的岩快产生滑动,而且锚杆本身也有抗剪销钉的作用,能有效的防止层间滑动。
在这种情况下,锚固层不仅能保持自身的稳定性,而且还有可能在一定程度上承受上位岩层的载荷和抑制变形和松动。
根据围岩性质和结构不同,锚杆可起到悬吊、组合梁、挤压加固拱等作用。
锚杆支护的发展现状讲解

锚杆支护技术的应用现状及发展趋势摘要基于国内外大量而广泛的锚杆支护技术的应用与研究,锚杆支护的优越性越来越得到认可,本文阐述了锚杆支护技术及其分类,总结了锚杆支护技术的作用原理,并对国内外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,对锚杆支护的优缺点进行了分析和评价,高效机械化掘进与支护技术是保证矿井实现高产高效的必要条件,也是巷道掘进技术的发展方向。
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;支护原理;应用现状;发展趋势摘要 (I)一、概述 (1)二、锚杆支护技术的概念及其分类 (1)(一)锚杆支护技术 (1)(二)锚杆的分类 (2)(三)锚杆支护适用条件及优缺点 (6)(四)锚杆支护的设计与施工 (6)三、锚杆的支护原理 (7)(一)目前,已经被广为接受的锚杆支护理论主要有如下几种: (7)(二)近年来,又提出了新的支护理论,主要有以下几种: (9)四、国内外锚杆支护技术的应用现状 (10)(一)国外锚杆支护技术的现状 (10)(二)国内锚杆支护的现状 (12)(三)国内外锚杆支护技术的对比 (12)五、锚杆支护技术发展趋势 (13)(一)锚杆支护技术的改进 (13)(二)锚杆支护技术的发展趋势 (15)参考文献 (16)一、概述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,在澳大利亚和美国等国的地下工程支护中,锚杆支护已经占到了接近100%。
我国于20世纪50年代开始试用锚杆支护技术,至70年代前期还处于探索阶段,直到1978年才开始重点推广,80年代开始向英国学习锚杆支护技术后推广到煤巷支护,90年代又向澳大利亚学习引进成套先进的锚杆支护技术,目前已得到较广泛的推广和应用。
2024年矿用锚杆市场发展现状
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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。
锚杆支护及其应用分析(二)
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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。
我国煤矿巷道锚杆支护技术现状与展望
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我国煤矿巷道锚杆(锚索)支护技术现状及展望我国煤矿巷道支护经历了木支护、砌暄支护、型钢支护到锚杆(锚索)支护的漫长过程,锚杆(锚索)支护技术经历了从低强度、高强度到高预应力、强力支护的发展过程。
20 世纪90年代初期, 我国国有重点煤矿煤巷锚杆支护仅占3% − 5% , 煤巷支护主要以棚式支护为主。
目前, 有些矿区锚杆支护率已超过90%, 甚至达到100%,很多矿区锚杆支护率达到80%。
我国煤矿已经形成了有中国特色的煤巷锚杆支护成套技术体系, 锚杆支护已经成为煤矿巷道首选的、安全高效的主要支护方式。
它是我国继推行综合机械化采煤技术以来, 采掘技术的又一次革命。
它深刻地改变了矿井的开拓部署与巷道布置方式, 对我国高产高效矿井建设、煤炭产量与效益的大幅度提高及安全状况的改善起到不可替代的重要作用。
目前, 锚杆(锚索)支护技术已在国内外得到普遍应用, 是煤矿实现高产高效生产必不可少的关键技术之一。
多年来国内外的实践经验表明, 锚杆(锚索)支护是煤巷经济、有效的支护技术。
与棚式支架支护相比, 锚杆(锚索)支护显著提高了巷道支护效果, 降低了巷道支护成本, 减轻了工人劳动强度,改善了作业环境, 保证了安全生产, 为巷道快速掘进、采煤工作面的快速推进创造了良好条件。
进入21 世纪以来, 随着综采放顶煤、厚煤层一次采全高开采技术的快速发展和大面积应用, 对煤巷锚杆支护技术提出更高的要求。
综采放顶煤和一次采全高工作面一般要求回采巷道沿煤层底板布置, 巷道顶板为比较破碎的煤层, 有时甚至是全煤巷道。
此外, 随着煤矿开采强度与产量的大幅度提高, 要求的巷道断面越来越大。
为了减少煤炭损失, 沿空掘巷应用得越来越广。
所有这些都使巷道支护难度支护的费用显著增加。
近年来, 为了解决深部高地应力巷道、特大断面巷道、受强烈采动影响巷道、沿空留巷等复杂困难条件支护难题, 我国又开发出高预应力、强力锚杆与锚索支护技术, 真正实现了锚杆的主动、及时支护, 充分发挥了锚杆的支护作用。
锚杆支护技术
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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X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。
锚杆支护技术的应用现状与发展前景
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锚杆支护技术的应用现状与发展前景锚杆支护技术的应用现状与发展前景于富才1)杨宏2)冉启发3)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[1-11].1.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.1.1 锚杆支护理论岩土体在工程开挖之后,其初始的应力平衡状态会遭到破坏,为了达到新的平衡状态,应力场将重新分布,从而导致岩土体在一定范围内出现弹塑性变形、地层膨胀变形,使岩土体出现碎裂带;若地层开始处于高应力状态,还可能发生岩爆,严重的影响工程质量,威胁施工人员的安全.锚杆加固技术是一种柔性加固技术,它能充分利用岩土体自身的承载力保持岩体的稳定,使加固体不被破坏.它本质就是通过锚固加强岩土体的整体性,控制开挖后岩土体的变形,避免应力的突然释放,从而保证工程顺利、安全地进行.1)目前,已经广为接受的锚杆支护理论主要有悬吊理论、组合梁理论和组合拱(压缩拱)理论.①悬吊理论认为锚杆的作用是将松散、软弱的岩土体悬吊在坚硬、稳定的岩土体上,从而起到加固作用.②组合梁理论将锚杆看做螺栓,将各薄层岩土体看作是叠合在一起的梁结构,通过锚杆的锚固将其紧固成一个组合梁,且锚固力越大,梁之间的摩擦力越大,岩土体也就越稳定.③组合拱理论是在光弹试验的基础上提出的,试验证实了锚杆对地层的挤压加固作用.锚杆进入岩土体后,会使岩土体出现以锚杆两头为顶点的塑性压缩区,若有一排锚杆适当排列,则会形成一定厚度的连续压缩带,从而起到加固岩土体的作用.1.2 锚杆类型、选择及作用机理从锚杆的初次使用到现在,锚杆作为一种支护方式已经发展出了多种型.按锚杆与被支护岩土体的锚固方式可将其分为机械式、粘结式和摩擦式3类.另外锚杆也可按照锚固段位置与长度、锚杆作用特点、锚杆工作特点及锚杆材料划分为各种不同类型.各种新型的锚杆如:树脂锚杆、缝管锚杆、可伸缩式锚杆、可抽芯式锚杆、预应力锚杆等已经在工程中得到了广泛的应用,并取得了良好的效果.由于施工条件越来越复杂,工程标准越来越苛刻,锚杆逐渐向高强度、超高强度的方向发展.例如,澳大利亚于1989年在Warragamba重力坝加固工程中所采用的由65根直径15.2mm的钢绞线组成的锚杆[2],最大承载力均达16500KN,很好地满足了工程要求.锚杆强度的提高,主要应从创新锚杆材料及锚杆布置方式等方面入手.工程应用中应综合考虑不同类型锚杆的工作特征、传力机制、材料性质和地层的状态、锚杆工作条件及年限等因素,合理、经济的选用不同类型的锚杆.已有的锚杆作用机理研究[1]表明:锚杆加固改变了围岩的受力状况,增大了围压,使锚固体更加紧固地结合在一起,从而改善了它的力学性能.同时,在破坏过程中,锚杆的约束作用和抗剪作用能控制围岩破碎区、塑性区的发展,增强锚固体的稳定性.锚杆加固的作用主要是提高围岩产生塑性破坏后的残余强度及承载力.不同类型的锚杆的基本的作用机理是一致的,但也有一些不同之处.非预应力锚杆在岩土体产生变形之后开始起作用,而预应力锚杆则在岩土体变形前就预先施加了一个力;单孔复合锚固能克服单孔单一锚固严重的应力集中问题,能将集中应力分散为较小而均匀的力;摩擦型锚杆对围岩施加的预应力是三向预应力,使围岩处于三维压缩状态.最终,各种类型的锚杆最终都是依靠围压及自身的约束作用去加固岩土体以达到工程目的.1.3 锚杆支护的防腐传统上,锚杆杆体主要由钢、铸铁、竹、木等材料制成,现今应用最多的是杆体由钢筋、钢管或钢绞线制成的锚杆.由于钢制锚杆在地层中极易受到腐蚀,且试验研究结果显示[15],锚杆在受腐蚀以后,其延伸率的损失要远大于极限承载力的损失,这就使得锚杆在发生破坏之前难以测得明显的变形,极易发生突发性的事故,因此,对锚杆防腐研究是极为重要的.为了取得良好的防腐效果,应确保锚杆的防腐期不小于锚杆的设计使用年限,确保锚杆施工的标准化和高质量并防止锚杆本身制作及运输过程中的损坏.目前,锚杆的防腐主要采用外套注满填充料的护管或护套的方法.例如,根据锚杆防护等级的要求,暴露在空气中的锚头部分可外套过度管或锚具罩进行保护;对于存在高应力区的自由张拉段,应采用注入水泥浆的光滑塑料管或注入油脂的护套进行保护;而锚固段则应外套注入水泥浆的波形管或采用注浆措施进行处理[1,16].1.4 锚杆支护的施工机具完善的锚杆施工配套机具是锚杆施工的高效性的前提条件,也是锚杆支护技术得到快速发展的重要原因.工程中应用较多的是奥钢联合乔伊公司生产的掘锚联合机组,另外,我国的施工机具的设计、研发与生产也已取得了可喜的成果[18].目前,由无锡探矿机械厂、宣化英格索兰工程机械有限公司和东北岩土工程公司等单位生产的钻孔直径从65-165mm 的岩锚钻机[2],以及冶金部建筑研究总院研制的YM160步履式土锚钻机[2]均具有良好的工作性能.1.5 锚固参数的研究岩体的锚固参数一般包括锚固类型、锚杆结构、锚杆材料及形式、锚杆长度及直径、锚杆群间距、粘结类型及相关参数、托盘与螺母等许多内容.但至今锚杆的选取还主要是停留在经验阶段,不能合理地确定锚固参数.目前,针对锚杆的长度与直径的研究已经表明[1],它们都存在着极限值,并不是越长越好,越粗越好.在这方面,比较有代表性的研究成果主要有:东北大学王明恕等人提出的“中性点”理论[5],中国矿业大学(北京校区)袁文伯等人[5]的基于弹塑性理论的研究,空军工程学院郑颖人等人[5]的利用计算机对近万个数据进行的研究及中国矿业大学(北京校区)马念杰等人[5]对锚杆直径、钻孔直径与锚固药卷直径的参数匹配对支护效果、成本和效率等因素之间关系的研究等.近来,许多工程研究人员[19-20]开始利用正交设计的方法对各锚固参数敏感性进行分析.敏感性分析是指通过测定一个或多个不确定性因素的变化所导致的研究指标的变化程度,从而了解各参数对研究指标的影响程度.正交分析时利用现成表格对试验结果进行统计分析,从而找出最优方案的一种科学方法.在对预应力大小、锚杆长度及锚杆间距3个参数的研究中发现,预应力大小影响最大,锚杆间距次之,锚杆长度影响最小,这就为锚杆参数的最优设计提供了很好的参考.2.锚杆支护存在的问题尽管锚杆支护已经成功的应用于许多工程实践之中,但是岩土工程的复杂性使得锚杆支护仍存在着许多不能忽视的重大问题.主要表现在如下几个方面:1)如上所述,各种锚杆支护理论都是在半经验、半理论的基础上发展起来的,难以完全消除主观因素的影响,这也就决定了各种理论天然就存在着诸多缺陷.2)锚杆支护是以工程地质条件、支护类型及锚固参数等资料为基础设计资料进行设计的;但是,岩土体稳定性实际上与施工顺序、爆破方法和施工时间等因素也是密切相关的.因此,在以后锚固设计中应综合考虑这些因素,研发出更合理的设计方法,并最终将其规范化.3)锚杆支护中常用的锚杆杆体材料是钢材,它的强度及韧性有限,抗腐蚀性能极差.这些特性都限制了更高强度锚杆的发展,增加了工程应用成本.在以后的研究中应时刻关注新材料方面的发展,将更多的性能更好、成本更低的材料引入锚杆支护系统中.4)质量控制与施工管理环节十分薄弱.目前,我国经济、社会正处于转折期,法制不健全及有法不依的现象十分普遍,这也直接导致了一起起悲剧的发生.所以,在工程实践中,相关部门应努力提高劳动者素质,加强监督.3.锚杆支护的发展趋势1)由于岩土体本身所具有的复杂性及不确定性,传统的理论在研究上经常会出现计算繁杂、定量描述不够准确等问题.因此,在锚杆支护的研究中,将各种数值分析软件(如FLAC2D/3D、MIDAS/GTS、ANSYS、ADINA、ABAQUS、GEO-SLOPE、MATLAB等),各种不确定性理论(如概率论、模糊数学、灰色理论、神经网络理论、遗传算法、突变理论、混沌理论、粗糙集等)及各种力学理论(如塑性力学、断裂力学等)引入其中,以使计算更加精确,评价更加合理,理论假设更符合实际.2)随着地理信息系统及全球定位系统在锚杆监测中的广泛应用,锚杆监测正在朝着自动化、全天候、实时动态的方向发展.这不仅大大地促进了预测技术的发展,也使锚杆支护设计过程更加合理.3)工程经验是工程人员最宝贵的设计“资料”,但其主观性太强,很难保证精确度;现场监测能获得最准确的数据,但其具有滞后性;理论计算由于具有天然的半经验性及理论假设的不合理性等缺陷而受到了极大地应用限制.所以,将工程经验、现场监测和理论计算相结合的综合研究方法,已经成为发展趋势.4)目前,对岩土体在动荷载(主要包括地震荷载、冲击荷载和变异荷载)作用下的稳定问题的研究还处于初级阶段.但是,汶川地震之后频繁发生的重大地质灾害及今年以来发生的滑坡、泥石流灾害已经为我们敲响了警钟.未来,对动荷载作用下锚杆支护系统的理论研究是一大趋势.参考文献[1]程良奎,范景伦,韩军,许建平.岩土锚固[M].北京:中国建筑工业出版社,2002,1-47,75-91[2] 程良奎.岩土锚固的现状与发展[J].土木工程学报,2001,34(3):7-12,34[3] 程良奎.岩土锚固研究与新进展[J].岩石力学与工程学报,2005,24(21):3803-3811[4] 程良奎,胡建林,张培文.岩土锚固技术新进展[J].工业建筑,2010,40(1):98-101[5] 姚爱敏,孙世国,刘玉福.锚杆支护现状及其发展趋势[J].北方工业大学学报,2007,19(3):90-94[6] 徐祯祥.岩土锚固工程技术发展之回顾与展望[J].市政技术,2009,27(2):1136-1140,185[7]孔恒,马念杰,王梦恕,张成平.锚固技术及其理论研究[8]李英杰,兰永伟.锚杆支护技术的发展与应用[J].煤炭技术,2007,26(8):66-67。
煤矿锚杆支护技术现状与展望
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煤矿锚杆支护技术现状与展望摘要本文通过介绍国内外煤矿锚杆支护技术现状,分析了我国锚杆支护技术发展过程中出现的问题,并对我国煤矿锚杆支护技术进行展望。
关键词煤矿;锚杆支护;现状;展望1 国内外锚杆支护技术的现状1.1 美国煤矿的锚杆支护技术现状除中国以外,美国是世界上第二大产煤大国,也是较早把锚杆作为煤矿顶板主要支护方式的国家之一。
目前,美国是世界上锚杆使用数量最多,锚杆支护技术最成熟、最先进的国家。
锚杆的作用是可以有效地控制围岩,加强围岩的稳定性,美国几乎在煤层中布置了其所有井下巷道,锚杆支护每年被应用在约26 000km的煤巷中。
美国利用先进的技术手段,使锚杆的生产效率居于世界首位。
据统计,美国每年只有不到10人死于顶板冒落,可见其锚杆支护技术应用非常成熟,可靠性很强。
1.2 澳大利亚煤矿的锚杆支护技术现状澳大利亚拥有居于世界领先水平的锚杆机具装置研制水平,现在主要集中精力发展特种锚杆:如注入式锚杆、采区高预应力锚杆和纤维增强塑料锚杆(其重量仅为钢材的1/4,刚度却比钢材还要高)等。
关于安装锚杆机具,如新型锚杆安装机ABM20,一次可同时安装六根顶板锚杆;旋扭预紧装置,通过在螺母和托板加承压滚珠,承载达到90kN左右。
1.3 德国煤矿的锚杆支护技术现状德国普通锚杆支护达到8%~20%的移近量,可拉伸锚杆和滑动锚杆的极限移近量可达到30%~35%。
现在影响德国煤炭工业发展的一个主要因素是长壁工作面采区煤巷掘进速度滞后,煤巷每掘进一米,需要安装两根煤壁锚杆和六根顶板锚杆,每班安装锚杆的根数也会变化。
由于连续采矿机在煤矿中被广泛应用,导致锚杆安装速度跟不上工作面回采速度,某些煤矿逐渐采用了位置变换开采法。
1.4 南非煤矿的锚杆支护技术现状由于南非大多数矿井煤层顶板是硬砂岩顶板,顶板条件好,比较容易支护,锚杆安装速度很快,不影响采煤作业。
南美一些煤矿安装了顶板岩层监控系统以防煤层顶板出现局部冒落,这样有效维护了矿井安全生产。
2024年锚杆支护及其分类
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2024年锚杆支护及其分类____年锚杆支护及其分类,____字引言:锚杆支护是施工过程中广泛应用的一种地下工程支护方式,它通过使用锚杆将地下结构与锚固层连接起来,以增加地下结构的稳定性和承载能力。
随着经济的发展和城市化进程的加速,地下工程建设的需求也越来越大,锚杆支护技术得到了广泛的应用。
本文将对____年的锚杆支护及其分类进行详细的介绍。
一、锚杆支护的概述锚杆支护是指将钢筋混凝土锚杆嵌入围岩或基岩中,通过锚杆固结在岩层上方,以提供承载力和稳定性的一种支护方式。
它具有施工工艺简单、效果显著、适应性广等优点,在地下工程建设中得到了广泛的应用。
随着不断发展的技术,锚杆支护也不断创新和完善,不同的分类适用于不同的工程应用。
二、锚杆支护的分类根据施工材料的不同,锚杆支护可以分为以下几类:1. 钢筋混凝土锚杆支护钢筋混凝土锚杆是最常用的锚杆支护方式之一,它具有强度高、耐久性好等特点。
在施工过程中,首先将孔道钻进地下结构中的围岩或基岩中,然后注入混凝土,在固定在锚固层上方的锚杆中。
这种方式能够有效地增加地下结构的稳定性和承载能力,广泛应用于隧道、地下车库等地下工程。
2. 环氧树脂锚杆支护环氧树脂锚杆是一种新型的支护材料,具有粘接力强、耐久性好等特点。
在施工过程中,首先将孔道钻进地下结构中的围岩或基岩中,然后将环氧树脂注入孔道,通过化学反应固结锚杆。
与传统的钢筋混凝土锚杆相比,环氧树脂锚杆具有施工工艺简单、效果显著等优点。
3. 预应力锚杆支护预应力锚杆是一种通过在围岩中施加预应力来增加地下结构稳定性的支护方式。
在施工过程中,首先将孔道钻进地下结构中的围岩或基岩中,然后将钢丝绳固定在孔道底部,通过紧张钢丝绳来施加预应力。
这种方式能够有效地增加地下结构的承载能力,广泛应用于高速公路、铁路等地下工程。
4. 螺纹钢锚杆支护螺纹钢锚杆是一种通过螺旋转动的方式将锚杆嵌入围岩或基岩中来实现支护的一种方式。
在施工过程中,首先将孔道钻进地下结构中的围岩或基岩中,然后将螺纹钢锚杆旋入孔道,通过摩擦力来增加固结效果。
巷道锚杆支护关键技术及发展趋势
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巷道锚杆支护关键技术及发展趋势摘要:锚杆支护是一项比较成熟的技术,文章针对我国锚杆支护技术发展历史进行了简要回顾,并对支护关键技术进行了分析,对未来的发展趋势进行了初步分析。
关键词:锚杆;关键技术;发展趋势前言锚杆支护是一种安全、经济的支护方式,它是以锚杆为主体的支护结构的总称,包括锚杆、锚喷、锚喷网等支护形式。
我国于 20 世纪 50 年代开始试用锚杆支护技术,至 70 年代前期还处于探索阶段,直至 1978 年才开始重点推广,目前已得到较广泛的推广和应用。
在一些矿区的锚杆支护巷道比例达到 90% 以上,有些矿井甚至达到了 100% ,取得了较好的技术与经济效益。
锚杆支护以其结构简单,施工方便、成本低和对工程适应性强等特点,在采矿工程中得到了广泛应用。
1我国煤矿锚杆支护技术发展历史我国在煤矿岩巷中使用锚杆支护也已有近60余年的历史。
从1956年起在煤矿岩巷中使用锚杆支护,20世纪60年代锚杆支护开始进入采区,但由于煤层巷道围岩松软,受采动影响后围岩变形量很大,对支护技术要求很高,加之锚杆支护理论、设计方法,锚杆材料、施工机具、检测手段等还不够完善,因而发展缓慢。
“八五”期间,原煤炭工业部把煤巷锚杆支护技术作为重点项目进行攻关,在“九五”期间,原煤炭工业部将“锚杆支护”列为煤炭工业科技发展的五个项目之一,对锚杆支护的可行性和适用性进行了深入细致的研究,取得了一大批水平较高的科研成果。
特别是1996~1997 年我国引进了澳大利亚锚杆支护技术,在原邢台矿务局进行了现场演示,并完成了与锚杆支护技术有关的15个项目,使我国的煤巷锚杆支护技术有较大提高。
同时,困难条件下锚杆——锚索支护技术得到了应用,并取得令人满意的支护效果和经济效益。
2005年,我国国有重点煤矿的锚杆支护所占比重为60%,有些矿区超过了90% ,甚至到达100% 。
2锚杆支护关键技术2.1注重顶板斜锚杆的作用物理模拟及数值模拟研究结果均显示在巷道肩窝处布置倾斜锚杆对顶板在肩窝附近的切落具有明显的控制作用。
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锚杆支护技术的应用现状与发展前景于富才1)杨宏2)冉启发3)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[1-11].1.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.1.1 锚杆支护理论岩土体在工程开挖之后,其初始的应力平衡状态会遭到破坏,为了达到新的平衡状态,应力场将重新分布,从而导致岩土体在一定范围内出现弹塑性变形、地层膨胀变形,使岩土体出现碎裂带;若地层开始处于高应力状态,还可能发生岩爆,严重的影响工程质量,威胁施工人员的安全.锚杆加固技术是一种柔性加固技术,它能充分利用岩土体自身的承载力保持岩体的稳定,使加固体不被破坏.它本质就是通过锚固加强岩土体的整体性,控制开挖后岩土体的变形,避免应力的突然释放,从而保证工程顺利、安全地进行.1)目前,已经广为接受的锚杆支护理论主要有悬吊理论、组合梁理论和组合拱(压缩拱)理论.①悬吊理论认为锚杆的作用是将松散、软弱的岩土体悬吊在坚硬、稳定的岩土体上,从而起到加固作用.②组合梁理论将锚杆看做螺栓,将各薄层岩土体看作是叠合在一起的梁结构,通过锚杆的锚固将其紧固成一个组合梁,且锚固力越大,梁之间的摩擦力越大,岩土体也就越稳定.③组合拱理论是在光弹试验的基础上提出的,试验证实了锚杆对地层的挤压加固作用.锚杆进入岩土体后,会使岩土体出现以锚杆两头为顶点的塑性压缩区,若有一排锚杆适当排列,则会形成一定厚度的连续压缩带,从而起到加固岩土体的作用.1.2 锚杆类型、选择及作用机理从锚杆的初次使用到现在,锚杆作为一种支护方式已经发展出了多种型.按锚杆与被支护岩土体的锚固方式可将其分为机械式、粘结式和摩擦式3类.另外锚杆也可按照锚固段位置与长度、锚杆作用特点、锚杆工作特点及锚杆材料划分为各种不同类型.各种新型的锚杆如:树脂锚杆、缝管锚杆、可伸缩式锚杆、可抽芯式锚杆、预应力锚杆等已经在工程中得到了广泛的应用,并取得了良好的效果.由于施工条件越来越复杂,工程标准越来越苛刻,锚杆逐渐向高强度、超高强度的方向发展.例如,澳大利亚于1989年在Warragamba重力坝加固工程中所采用的由65根直径15.2mm的钢绞线组成的锚杆[2],最大承载力均达16500KN,很好地满足了工程要求.锚杆强度的提高,主要应从创新锚杆材料及锚杆布置方式等方面入手.工程应用中应综合考虑不同类型锚杆的工作特征、传力机制、材料性质和地层的状态、锚杆工作条件及年限等因素,合理、经济的选用不同类型的锚杆.已有的锚杆作用机理研究[1]表明:锚杆加固改变了围岩的受力状况,增大了围压,使锚固体更加紧固地结合在一起,从而改善了它的力学性能.同时,在破坏过程中,锚杆的约束作用和抗剪作用能控制围岩破碎区、塑性区的发展,增强锚固体的稳定性.锚杆加固的作用主要是提高围岩产生塑性破坏后的残余强度及承载力.不同类型的锚杆的基本的作用机理是一致的,但也有一些不同之处.非预应力锚杆在岩土体产生变形之后开始起作用,而预应力锚杆则在岩土体变形前就预先施加了一个力;单孔复合锚固能克服单孔单一锚固严重的应力集中问题,能将集中应力分散为较小而均匀的力;摩擦型锚杆对围岩施加的预应力是三向预应力,使围岩处于三维压缩状态.最终,各种类型的锚杆最终都是依靠围压及自身的约束作用去加固岩土体以达到工程目的.1.3 锚杆支护的防腐传统上,锚杆杆体主要由钢、铸铁、竹、木等材料制成,现今应用最多的是杆体由钢筋、钢管或钢绞线制成的锚杆.由于钢制锚杆在地层中极易受到腐蚀,且试验研究结果显示[15],锚杆在受腐蚀以后,其延伸率的损失要远大于极限承载力的损失,这就使得锚杆在发生破坏之前难以测得明显的变形,极易发生突发性的事故,因此,对锚杆防腐研究是极为重要的.为了取得良好的防腐效果,应确保锚杆的防腐期不小于锚杆的设计使用年限,确保锚杆施工的标准化和高质量并防止锚杆本身制作及运输过程中的损坏.目前,锚杆的防腐主要采用外套注满填充料的护管或护套的方法.例如,根据锚杆防护等级的要求,暴露在空气中的锚头部分可外套过度管或锚具罩进行保护;对于存在高应力区的自由张拉段,应采用注入水泥浆的光滑塑料管或注入油脂的护套进行保护;而锚固段则应外套注入水泥浆的波形管或采用注浆措施进行处理[1,16].1.4 锚杆支护的施工机具完善的锚杆施工配套机具是锚杆施工的高效性的前提条件,也是锚杆支护技术得到快速发展的重要原因.工程中应用较多的是奥钢联合乔伊公司生产的掘锚联合机组,另外,我国的施工机具的设计、研发与生产也已取得了可喜的成果[18].目前,由无锡探矿机械厂、宣化英格索兰工程机械有限公司和东北岩土工程公司等单位生产的钻孔直径从65-165mm 的岩锚钻机[2],以及冶金部建筑研究总院研制的YM160步履式土锚钻机[2]均具有良好的工作性能.1.5 锚固参数的研究岩体的锚固参数一般包括锚固类型、锚杆结构、锚杆材料及形式、锚杆长度及直径、锚杆群间距、粘结类型及相关参数、托盘与螺母等许多内容.但至今锚杆的选取还主要是停留在经验阶段,不能合理地确定锚固参数.目前,针对锚杆的长度与直径的研究已经表明[1],它们都存在着极限值,并不是越长越好,越粗越好.在这方面,比较有代表性的研究成果主要有:东北大学王明恕等人提出的“中性点”理论[5],中国矿业大学(北京校区)袁文伯等人[5]的基于弹塑性理论的研究,空军工程学院郑颖人等人[5]的利用计算机对近万个数据进行的研究及中国矿业大学(北京校区)马念杰等人[5]对锚杆直径、钻孔直径与锚固药卷直径的参数匹配对支护效果、成本和效率等因素之间关系的研究等.近来,许多工程研究人员[19-20]开始利用正交设计的方法对各锚固参数敏感性进行分析.敏感性分析是指通过测定一个或多个不确定性因素的变化所导致的研究指标的变化程度,从而了解各参数对研究指标的影响程度.正交分析时利用现成表格对试验结果进行统计分析,从而找出最优方案的一种科学方法.在对预应力大小、锚杆长度及锚杆间距3个参数的研究中发现,预应力大小影响最大,锚杆间距次之,锚杆长度影响最小,这就为锚杆参数的最优设计提供了很好的参考.2.锚杆支护存在的问题尽管锚杆支护已经成功的应用于许多工程实践之中,但是岩土工程的复杂性使得锚杆支护仍存在着许多不能忽视的重大问题.主要表现在如下几个方面:1)如上所述,各种锚杆支护理论都是在半经验、半理论的基础上发展起来的,难以完全消除主观因素的影响,这也就决定了各种理论天然就存在着诸多缺陷.2)锚杆支护是以工程地质条件、支护类型及锚固参数等资料为基础设计资料进行设计的;但是,岩土体稳定性实际上与施工顺序、爆破方法和施工时间等因素也是密切相关的.因此,在以后锚固设计中应综合考虑这些因素,研发出更合理的设计方法,并最终将其规范化.3)锚杆支护中常用的锚杆杆体材料是钢材,它的强度及韧性有限,抗腐蚀性能极差.这些特性都限制了更高强度锚杆的发展,增加了工程应用成本.在以后的研究中应时刻关注新材料方面的发展,将更多的性能更好、成本更低的材料引入锚杆支护系统中.4)质量控制与施工管理环节十分薄弱.目前,我国经济、社会正处于转折期,法制不健全及有法不依的现象十分普遍,这也直接导致了一起起悲剧的发生.所以,在工程实践中,相关部门应努力提高劳动者素质,加强监督.3.锚杆支护的发展趋势1)由于岩土体本身所具有的复杂性及不确定性,传统的理论在研究上经常会出现计算繁杂、定量描述不够准确等问题.因此,在锚杆支护的研究中,将各种数值分析软件(如FLAC2D/3D、MIDAS/GTS、ANSYS、ADINA、ABAQUS、GEO-SLOPE、MATLAB等),各种不确定性理论(如概率论、模糊数学、灰色理论、神经网络理论、遗传算法、突变理论、混沌理论、粗糙集等)及各种力学理论(如塑性力学、断裂力学等)引入其中,以使计算更加精确,评价更加合理,理论假设更符合实际.2)随着地理信息系统及全球定位系统在锚杆监测中的广泛应用,锚杆监测正在朝着自动化、全天候、实时动态的方向发展.这不仅大大地促进了预测技术的发展,也使锚杆支护设计过程更加合理.3)工程经验是工程人员最宝贵的设计“资料”,但其主观性太强,很难保证精确度;现场监测能获得最准确的数据,但其具有滞后性;理论计算由于具有天然的半经验性及理论假设的不合理性等缺陷而受到了极大地应用限制.所以,将工程经验、现场监测和理论计算相结合的综合研究方法,已经成为发展趋势.4)目前,对岩土体在动荷载(主要包括地震荷载、冲击荷载和变异荷载)作用下的稳定问题的研究还处于初级阶段.但是,汶川地震之后频繁发生的重大地质灾害及今年以来发生的滑坡、泥石流灾害已经为我们敲响了警钟.未来,对动荷载作用下锚杆支护系统的理论研究是一大趋势.参考文献[1]程良奎,范景伦,韩军,许建平.岩土锚固[M].北京:中国建筑工业出版社,2002,1-47,75-91[2] 程良奎.岩土锚固的现状与发展[J].土木工程学报,2001,34(3):7-12,34[3] 程良奎.岩土锚固研究与新进展[J].岩石力学与工程学报,2005,24(21):3803-3811[4] 程良奎,胡建林,张培文.岩土锚固技术新进展[J].工业建筑,2010,40(1):98-101[5] 姚爱敏,孙世国,刘玉福.锚杆支护现状及其发展趋势[J].北方工业大学学报,2007,19(3):90-94[6] 徐祯祥.岩土锚固工程技术发展之回顾与展望[J].市政技术,2009,27(2):1136-1140,185[7]孔恒,马念杰,王梦恕,张成平.锚固技术及其理论研究[8]李英杰,兰永伟.锚杆支护技术的发展与应用[J].煤炭技术,2007,26(8):66-67。