煤矿锚杆支护技术论文
煤矿预应力锚杆支护技术论文

煤矿预应力锚杆支护技术的发展【摘要】我国的煤炭资源使用较多,而我国的煤矿储量也在不断的减少,在这种情况下为了保障用煤需求就需要更深层次的挖掘煤炭,但是随着挖掘深度的增加其危险性系数也随之增加,为了保障煤矿挖掘的正常进行就需要对巷道加固,其中预应力锚杆支护技术就可以较好的达到要求,保障煤矿开采的安全进行,本文将详述煤矿锚杆支护技术的发展、预应力锚杆支护理论以及预应力锚杆支护技术的应用。
【关键词】煤矿;预应力锚杆;支护技术我国对于煤炭资源的需求较大,所以不少煤矿在进行长时间开采之后需要不断的提高挖掘深度,通过增加挖掘深度来获得相应的煤炭,但是随着挖掘深度的增加施工安全就难以得到保障,煤矿的挖掘主要是通过挖掘巷道并不断延长巷道来实现的,深度越深对巷道的支护挑战越大,传统的支护技术已经无法满足现今煤矿的开采需求,而预应力锚杆支护技术则可以很好的完成保护任务,通过预应力锚杆支护技术的使用,煤矿的开采速度得到了较大的提高,而且降低了巷道的支护成本,因此预应力锚杆支护技术在煤矿开采中得到了较多的运用。
随着煤矿挖掘深度的不断加深其地质环境就变得越来越复杂,开采难度较大,支护难度也显著增加,锚杆支护技术也随着挖掘深度的增加而不断改进升级,并形成了现在支护安全性较大的预应力锚杆支护技术,现今预应力锚杆支护技术在我国的煤矿开采过程中占据着非常重要的地位。
一、煤矿锚杆支护技术的发展在煤矿开采中锚杆支护技术运用的较早,当时的煤矿开采条件也不是非常苛刻,所以简单的锚杆支护技术就可以满足煤矿安全开采的需要。
随之我国煤矿开采又使用了锚喷支护技术,但是由于开采地质较为复杂、锚杆支护强度较低。
所以锚杆支护技术停滞不前[1]。
但是随着煤炭资源的缺乏人们不得不研究出强度更高的锚杆来完成巷道的安全支护工作,于是就相继推出了机械锚固锚杆、快硬水泥锚杆以及高强度树脂锚固锚杆,这些锚杆在我国煤矿的开采过程中都取得了较好的效果,但是随着煤矿挖掘深度的进一步增加,这些锚杆支护技术也逐渐被淘汰。
锚杆支护设计(5篇)
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锚杆支护设计(5篇)第一篇:锚杆支护设计冀中能源峰峰集团万年矿上13261溜子道煤巷锚网索支护设计说明书审批:主管矿长总工程师开掘副总生产技术部(调度)生产技术部(技术)审核地质组设计:月日月日月日月日月日月日月日月日上13261溜子道煤巷锚网索支护设计说明书一、地质概述1、巷道位置及范围上13261溜子道东邻13261工作面采空区;南邻F9号断层;西以上261工作面为界;北以三水平轨道上山和上车场保护煤柱线为界。
本工作面四面均有采掘。
工作面标高-245~-255,本工作面对应地面位置在庄宴村东北,主要是坡地。
地面标高248~261,2#煤层平均埋深500m。
2、地质状况本区煤层基本稳定,2#煤厚度为3.6~5.4m,平均4.5m;煤层产状:倾向63°~88°,倾角7°~23°,平均15°,煤质牌号为无烟煤,质硬,其单向抗压强度15~25MPa之间,平均18.5MPa。
伪顶厚平均0.3m,岩性为炭质页岩,松软,破碎易垮落。
直接顶为粉砂岩,局部直接顶相变为细粒砂岩或砂页岩互层,其厚度为2.0~8.0m,平均4.0m;其抗压强度为23.6~48.3MPa,平均45.3MPa,根据原煤炭部下发《地质条件分类细则》确定本区顶板为三类顶板。
老顶为中、细粒砂岩组成,灰白色,以石英、长石为主,裂隙发育,钙质胶结;厚4.0~20m,平均14.0m,岩石坚硬。
底板为粉砂岩,厚约3.0m,其抗压强度27.4~55.3MPa,平均46.2MPa。
二、巷道断面设计1、上13261工作面运料巷采用锚网梁+锚索支护,巷道设计断面为准矩形。
2、巷道断面规格:净宽×净高=4.4m×2.7m。
三、锚杆(索)支护参数设计1、围岩稳定性分类根据对该区围岩分析,参照《MT1104-2009煤巷锚杆支护技术规范》(国家安全生产监督管理总局),对围岩进行分类。
煤层单轴抗压强度σ煤=15~25MPA之间,平均18.5Mpa 直接顶单轴抗压强度σ直接顶=23.6~48.3MPa,平均45.3Mpa 底板抗压强度σ底板=27.4~55.3 Mpa,平均46.2 Mpa。
煤矿掘进巷道锚杆支护技术
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煤矿掘进巷道锚杆支护技术摘要:煤矿掘进巷道内部条件复杂,施工面强度大、危险度高,需要加强防护工作。
为防止掘进安全事故的出现,需要采取有效的超前支护措施,保障人员安全的同时,提高煤矿掘进效率。
锚杆支护是使用高强度的锚索对开采的围岩区域进行注浆加固,控制开采区域的形变量,降低岩体破碎和脱落风险。
锚杆支护能形成一个防护支架,保障机械设备和施工人员的安全,促进煤矿掘进有序地进行。
关键词:煤矿掘进巷道;锚杆支护;技术1煤矿掘进巷道锚杆支护技术概述在实施该技术的过程中,可以以螺丝钢铁为主要材质,保证支撑力。
在开展技术施工前,施工人员应根据地下环境的具体情况,选择不同类型的锚棒。
如果周围岩石稳定,可以选择直径较小的锚带。
如果周围岩石不稳定,可以选择直径较大的锚棒。
如果施工区域内的煤矿比较柔软,则选择较长的锚带施工。
但是,该技术后期的维护保修和检修工作比较麻烦,在具体应用过程中,事故无法预断,地形条件非常复杂的坑道存在较多的安全风险。
另外,在实施这项技术时,对设计人员和施工人员的技能水平要求很高,只有结合工程的实际需要,设计出合理的施工设计图,才能保证施工人员的顺利施工,充分发挥锚带的支撑作用。
传统煤矿开采时,施工人员使用不同类型的金属支架支撑坑道,但这种形式由于参与人员过多,工程人力成本上升,工程整体经济效益下降。
同时,该支承方式的安全性得不到良好的保障,不符合现代煤矿生产环境的需要。
通过锚支承技术的应用,可以有效地提高坑道的安全可靠性,减少工程费用,提高工程效率。
应用这一技术时,施工人员会根据坑道的天花板合理排列锚带的距离。
在固定力的影响下,每个主播周围都会形成压缩区,施工人员将这一区域连接起来形成压缩区,防止周围岩石松动或脱落。
该技术可以促进螺栓的顶棚力发挥合成洑的作用,提高坑道的支撑力,还可以有效避免坑道屋顶的岩石崩塌,增强生产安全性。
2具体应用措施2.1综合机械化掘进技术应用综合机械化掘进技术是现阶段被广泛应用于煤矿巷道开展掘进作业的高效化技术措施。
煤矿快速掘进技术中锚杆支护分析

煤矿快速掘进技术中锚杆支护分析随着矿井采煤深度的不断增加和对煤矿安全要求的不断提高,煤矿快速掘进技术中的锚杆支护技术在矿山生产中扮演着越来越重要的角色。
锚杆支护技术能够有效地加固巷道和工作面的支护,保证煤矿安全生产,提高采煤效率。
本文将针对煤矿快速掘进技术中的锚杆支护进行分析,探讨其在煤矿生产中的重要意义和应用效果。
一、锚杆支护技术的基本原理锚杆支护技术是指利用预埋在矿岩中的锚杆和锚桩,通过锚杆与锚孔之间的摩擦力和锚杆与锚孔周围岩体之间的粘结力,以及锚杆自身的拉伸性能,将锚杆锚固在岩体中,形成整体支护结构,增加巷道和工作面的稳定性和承载能力。
锚杆支护技术一般包括预埋锚杆、锚孔钻孔、注浆灌浆、锚杆张拉、锚固锚杆等环节,通过这些技术手段将锚杆牢固地嵌入矿岩中,形成稳固的支护结构。
1. 提高支护稳定性煤矿快速掘进过程中,巷道和工作面处于持续开挖状态,地压变化大,如果不进行有效的支护,会导致岩体塌方、坍塌或者顶板、底板失稳,危及人员和设备的安全。
而锚杆支护技术能够提高支护结构的稳定性,通过锚杆将岩体牢固地固定住,防止岩体松动和滑落,保护巷道和工作面的完整性。
2. 提高支护承载能力煤矿巷道和工作面的支护承载能力直接影响着矿山的安全生产和采煤效率。
采用锚杆支护技术能够有效地增加支护结构的承载能力,使得巷道和工作面能够承受更大的地压力和冲击力,保证矿山设备和人员的安全,同时也有利于提高采煤效率。
3. 降低采煤成本相比传统的巷道和工作面支护方式,采用锚杆支护技术能够减少矿山开采成本。
锚杆支护技术的施工简便、工艺成熟、设备完善,能够大幅度提高工作效率,缩短施工周期,降低劳动力成本,从而在一定程度上降低煤矿的生产成本。
4. 增加煤矿采煤效率三、锚杆支护技术存在的问题及解决方案尽管锚杆支护技术在煤矿快速掘进中具有重要的应用价值,但是在实际应用中也存在一些问题,如锚杆支护结构稳定性不足、锚杆材料质量不合格、设备使用寿命较短等。
锚杆支护论文
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说明:1、答辩论文一律用A3(420×297)纸打印,格式照此表原样设置。
须打印提交一式五份。
连同刊物原件一起提交。
2、打印的答辩论文须为本人在任现职期间以……... ……….... …复合顶板煤巷锚杆支护技术摘要:复杂地质条件下的复合顶板煤巷锚杆支护已成为锚杆支护技术的一项重点与难点研究项目。
结合XX 矿1301工作面胶带顺槽煤巷复合顶板的条件,优化掘进方式及锚杆支护技术参数,有效控制了巷道变形,为类似复合顶板巷道支护设计提供参考。
关键词:复合顶板 煤巷 锚杆支护 1. 工程背景1301综采工作面采用综采放顶煤回采工艺,为XX 矿首采工作面。
1301工作面胶带顺槽布置方式为沿煤层顶板留底煤掘进,净宽4.3m ,净高2.9m 。
胶带顺槽掘进至里程361m 处,顶板由下至上为400mm 厚泥岩、200mm 厚煤层、1350mm 厚泥岩、150mm 厚煤层(详见图一),属于典型的复合顶板。
现场施工人员根据顶板的异常情况,将锚杆排距由1000mm 缩小为800mm ,已施工支护的泥岩顶板(约6~7排锚杆)在施工后第三天,就剧烈受压变形、下沉、破碎风化形成网包,顶板随时都有冒落的可能。
为此,巷道立即停止掘进,对已施工的巷道进行挑顶并重新补打锚杆锚索进行加强支护,并对将要掘进施工的复合顶板巷道的支护形式进行了分析、研究。
图1 煤层顶板岩性柱状图2. 影响巷道正常支护的不利因素 2.1. 复杂地质条件此处巷道顶板至下向上依次为400mm 厚泥岩、200mm 厚煤层、1350mm 厚泥岩、150mm 厚煤层,属于典型的复合顶板。
复合顶板的存在对巷道支护有以下不利因素:(1)在锚杆支护范围内复合顶板层数较多,有4层,锚固区围岩强度低,不能很好地将顶板围岩支护成完整的整体。
(2)泥岩强度低,易风化,且具有水平层理和裂隙,支护完成后极易受压变形、破碎形成网包;(3)薄煤层存在,顶板极易从150mm 厚和200mm 厚的煤层处形成离层,不便于锚固区围岩的压力传递。
浅谈煤矿井下巷道锚杆支护技术

浅谈煤矿井下巷道锚杆支护技术摘要:锚杆支护是由锚固在煤矿巷道四周钻孔内的一系列杆体(木质体、金属件、钢筋混凝土和聚合物体等)系统组成的。
这些杆体配以支撑件和背板,靠他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。
煤矿巷道应用锚杆支护技术可以提高矿井的生产效率,降低生产成本,因此在矿井生产中广泛应用。
本文首先介绍锚杆支护的形式,重点分析锚杆支护作用原理及优点,探索锚杆支护施工安全的一些事项,以供同行参考。
关键词:煤矿巷道锚杆支护施工所谓的锚杆支护就是在巷道掘后,先向围岩打眼,在眼孔内锚入锚杆,把巷道围岩予以加固,充分利用围岩自身的强度,从而达到支护巷道的目的。
锚杆与一般的支架不一样,它不单单是消极地承受巷道围岩所产生的压力和阻止破碎岩石的冒落,还要通过锚入围岩内的锚杆来改变围岩本身的力学状态,在巷道周围形成一个整体而稳定的岩石带,锚杆与围岩共同作用而达到支护巷道的目的。
因此说锚杆支护是一种积极防御的支护方法。
锚杆支护能最大限度地保持围岩的完整性、稳定性,控制围岩变形、位移和裂隙的发展,能充分发挥围岩自身的支承作用,变被动支护为主动支护,有效的改善矿井的支护状况,加快施工进度,降低了施工成本,已经成为当今煤矿巷道支护改革的主要趋势。
1 锚杆支护的形式锚杆支护按组合构件分为7类支护:①单体锚杆;②锚杆网;③锚杆钢带;④锚杆粱;⑤锚杆桁架⑥锚杆锚索;⑦多种组合,包括锚带网、锚梁网、锚杆桁架网、锚带网索等。
根据巷道围岩稳定性,采用合适的锚杆支护形式。
(1)锚杆布置方式。
锚杆的布置一般有“三花”布置、“五花”布置和矩形布置等,锚杆的间排距一般取0.6m、0.8m 和1.0m,顶板条件良好或采用联合支护方式可取1.1m和1.2m。
(2)锚固方式。
锚杆的锚固方式可分为端头锚固、加长锚固和全长锚固。
应根据锚杆杆体性能和围岩强度来选择锚固方式。
(3)树脂锚固剂。
树脂锚固剂与不同材质的杆体配套已成为现代锚固工程的最佳材料。
煤矿井巷工程锚杆支护技术研究
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煤矿井巷工程锚杆支护技术研究摘要:随着经济的不断发展,社会的生产力也在不断地进步。
整个社会所需的煤炭资源也会得以增多。
随着中国煤炭资源开采的程度变得越来越深,煤矿开采的难度会随之增大。
因此,在实际进行煤矿掘进的过程中,一定要将锚杆支护技术运用到专门的某一领域,才能够在之后提升煤矿巷道掘进的质量。
下面笔者就对此展开探讨。
关键词:煤矿;巷道;锚杆支护技术随着我国国民经济的迅速发展。
社会对能源需求的发展提出更高的要求。
随着可持续发展的战略相继被提出,它对我国煤炭能源的发展起到非常关键的作用。
企业开采技术的发展本身也会对我国煤炭行业的发展提出更高的要求。
因此,现有的企业只有不断地提升开采的技术水平,才能够在之后更好地提升煤炭的质量。
目前,锚杆支护既可以保障煤矿矿建工程的安全,还能够在节省投资成本的基础上更好地提升整体经济效益,最终也就能够推动我国企业向前发展。
1 、煤矿掘进巷道锚杆支护技术的研究背景随着我国煤矿开采强度和开采范围的逐步增加。
巷道布置正向着如下几个方向发展。
第一,从巷道层位的方面考虑,永久性的巷道正从岩巷向煤巷方向发展,并通过提高掘进的速度来缩短建设的周期。
多数放顶煤开采技术的应用,使得回采的巷道正从岩石的顶板先向煤层顶板发展,之后再向全煤巷道不断地发展。
第二,从巷道断面的形状和大小着手,可以看到拱形的断面正逐步向着矩形的断面发展,巷道掘进的速度也会加快。
只有不断地回采巷道才能够加快工作面的推进速度。
当小断面逐步向大断面发展的过程中,更多大型的采掘设备的开采强度会逐步加深。
第三,目前,单巷正逐步向多巷发展。
这样才能够更好地满足高瓦斯矿井和大型矿井的运输要求和通风的要求。
第四,从巷道存赋的条件看,埋深也将呈现由浅到深的方向发展。
地质条件也会逐步变得越来越复杂。
总体而言,这些发展出来的支护技术也会对煤矿掘进巷道的发展提出更高的要求。
2、锚杆支护技术的概述在针对厚煤层进行开采时,一般而言需要对煤层进行充分地分析,然后沿着煤层的基层开始开采挖掘工作,采煤工作面下的运输巷和回风巷,四周都是被煤体覆盖,这样的巷道被称为全煤巷道,由于全煤巷道周围的岩体都是由松散易破碎的煤块所构成,因此这样的巷道往往会在支护工作中造成较大的困难。
煤矿掘进巷道锚杆支护方式的应用研究

煤矿掘进巷道锚杆支护方式的应用研究煤矿掘进巷道的锚杆支护方法是一种常用的地下工程支护方式,它通过使用锚杆,将巷道固定在围岩上,以增强巷道的整体稳定性。
本文将对煤矿掘进巷道锚杆支护方式的应用进行研究。
探讨巷道锚杆的选择。
在煤矿掘进巷道的支护设计中,选择合适的锚杆是非常重要的。
合适的锚杆是指满足巷道条件和地质条件的锚杆。
通常,直径为20mm到25mm的螺纹钢筋可以用作锚杆,但在特殊情况下,也可以选择其他直径的钢筋。
还需考虑将锚杆固定在巷道岩体中的方法(如螺旋式锚固法、打涨注浆法等)。
研究锚杆的布置方式。
煤矿巷道的锚杆布置方式应根据巷道的长度、倾角、断层和裂隙等因素进行合理的设计。
通常情况下,水平巷道的锚杆间距可以设置为1.5m到2m,而倾斜巷道的锚杆间距则应根据实际情况进行调整。
应合理布置锚杆的层数,以增强巷道的整体稳定性。
然后,研究巷道锚杆的预应力设计。
在巷道锚杆支护中,预应力设计可以提高锚杆的抗拉强度和稳定性,从而增强整个巷道的支护能力。
预应力设计的实施主要包括以下步骤:确定锚杆的受力状态和作用力。
计算锚杆的预应力大小和预应力锚杆的布置方式。
通过对锚杆的加压和固定,实现预应力设计的目标。
研究巷道锚杆支护的监测和改进。
在巷道锚杆支护的施工过程中,应进行监测和改进,以确保巷道的安全和稳定。
监测主要包括测量锚杆的伸长量和锚杆的周围岩体的变形情况。
根据监测结果,可以对巷道支护进行相应的改进,如增加锚杆的数量和密度,调整锚杆的布置方式等。
煤矿掘进巷道锚杆支护方式的应用研究是一个复杂而重要的课题。
通过选择合适的锚杆、合理布置锚杆、进行预应力设计和监测改进,可以提高巷道的整体稳定性和安全性。
希望本文的研究成果能够为煤矿巷道锚杆支护的实践提供一定的参考和指导。
浅析矿井巷道锚杆支护技术的运用
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浅析矿井巷道锚杆支护技术的运用矿井巷道锚杆支护技术是指利用锚杆、锚索等材料将巷道壁面与锚杆连接在一起,以增加巷道的稳定性和承载能力的一种支护措施。
随着矿井开采深度的增加,巷道岩体变形与破坏的风险也相应增加,因此锚杆支护技术的应用显得尤为重要。
下面就矿井巷道锚杆支护技术的运用进行浅析。
首先,矿井巷道锚杆支护技术能够有效地加强巷道的稳定性。
由于锚杆与巷道壁面的连接,形成了一个有机的整体结构。
锚杆的加入可以增加巷道壁面的抗拉强度,阻碍巷道岩体的变形和破坏。
此外,锚杆的设置还可以通过分散和传递巷道岩体的应力,进一步提高巷道的稳定性。
其次,矿井巷道锚杆支护技术可以提高巷道的承载能力。
巷道通常承受着来自上覆岩层的巨大压力,容易出现压力变形和破坏。
锚杆的加入可以增加巷道壁面的支撑强度,分散和传递巷道的荷载,从而提高巷道的承载能力。
同时,锚杆还可以充当一种悬挂索,将巷道壁面的压力分散到锚杆上,减小了巷道壁面的受力面积,从而减小了巷道壁面的压力。
再次,矿井巷道锚杆支护技术具有较好的适应性。
巷道的变形和破坏通常是由于不同程度的岩体变形引起的,而锚杆可以根据巷道岩体的变形状态进行相应调整和强化。
针对不同的巷道形状、巷道岩体的力学性质和运营条件等进行设计和选择,以获得最佳的支护效果。
同时,锚杆还可以与其他支护材料结合使用,如锚索、喷浆、钢丝网等,形成多层次、多种方式的支护体系。
最后,矿井巷道锚杆支护技术的运用也需要注意一些问题。
首先是锚杆的合理布置和间距选择,根据巷道的尺寸、地质条件和设计要求进行合理布置,避免锚杆集中在一些区域,导致不均匀的力学作用。
其次是锚杆的质量控制,包括材料的选择和性能测试、安装质量的监控等,要确保锚杆的质量符合要求。
最后是锚杆的检测和维护,定期对锚杆进行检测,及时发现和处理存在问题的锚杆,对锚杆进行维护和加固。
综上所述,矿井巷道锚杆支护技术的运用能够加强巷道的稳定性和承载能力。
然而,锚杆支护技术的应用还需要进一步的研究和改进,特别是在巷道变形和破坏的机理、锚杆参数的优化和巷道支护系统的完善等方面,以提高巷道的安全性和可靠性。
锚杆支护设计范文
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锚杆支护设计范文引言:锚杆支护作为现代地下工程中常见的一种支护形式,广泛应用于矿井、隧道等工程中。
本文以矿井的锚杆支护设计为例,对锚杆支护的设计过程、设计要点和计算方法进行分析和探讨。
一、工程概况矿井采矿深度为500米,巷道长度为1500米,采用全断面隧道挖掘方法。
根据地质勘探结果,地下岩体的稳定性较差,存在地层变化和断层等地质灾害风险。
二、锚杆支护设计过程1.前期调查和资料分析:根据前期的地质勘探资料,了解地下岩体的变化、断层位置等,初步判断岩体稳定性,确定锚杆支护的需求。
2.目标定位和工程方案选择:根据巷道的设计要求,确定锚杆支护的目标定位和目标标准,选择合适的工程方案。
3.选材和埋设方式选择:根据地质条件和工程要求,选择合适的锚杆材料、规格和埋设方式,确保锚杆支护的强度和稳定性。
4.锚杆密度计算:根据巷道的尺寸,计算出锚杆的埋设密度,确保支护效果。
5.锚杆长度计算:根据巷道的设计要求和地质条件,计算出锚杆的合理长度。
计算出锚杆的合理张力。
7.支护效果评估:根据设计要求和实际情况,对锚杆支护的效果进行评估和调整。
三、锚杆支护设计要点1.地质条件的分析和评估:根据地质勘探结果,对地下岩体的变化、断层等进行分析和评估,确定岩体的稳定性。
2.锚杆材料和规格的选择:选择符合工程要求和地质条件的锚杆材料和规格,确保锚杆的强度和稳定性。
3.锚杆的长度和埋设方式:根据巷道的设计要求和地质条件,确定合理的锚杆长度和埋设方式。
4.锚杆埋设密度和张力:根据巷道的尺寸和岩体的稳定性要求,计算出合理的锚杆埋设密度和锚杆的合理张力。
5.支护效果的评估和调整:根据实际情况对锚杆支护的效果进行评估和调整,确保工程的安全和稳定性。
四、计算方法1.锚杆长度计算:根据地层的变化和断层情况,确定岩体的稳定性要求,按照相应的计算方法,计算出锚杆的合理长度。
2.锚杆密度计算:根据巷道的尺寸和地下岩体的稳定性要求,按照相应的计算方法,计算出锚杆的埋设密度。
浅谈煤矿开采中锚杆支护技术
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浅谈煤矿开采中锚杆支护技术摘要:21世纪以来,煤矿巷道支护技术取得了快速的创新与发展。
锚杆支护作为煤矿巷道支护的一种,能够充分利用预应力的扩散以及预紧力的高强度施加,与围岩共同构成支护体,继而将围岩自身能承受的能力予以充分的调动,同时利用锚杆对围岩的悬吊作用,共同维持巷道稳定性,本文主要介绍了锚杆支护技术的本质含义及其作用机理,并指出了我国如今在锚杆施工过程中存在的问题以及这些问题的解决方法。
关键词: 煤矿巷道;锚杆支护;基本原理我国自20世纪50年代引入锚杆支护技术以来,已经取得了巨大的经济与技术效益,如今国内锚杆种类多样,常见的有楔缝、涨壳、倒楔锚杆、钢丝绳或钢筋砂浆锚杆、木锚杆、竹锚杆、树脂锚杆、爆扩锚杆、水泥锚杆、爆扩锚杆等。
因为不同锚杆构造不一,作用机理差异大,所以各类锚杆在复杂多变地质条件下,有不同的“支护”效果。
根据国内外锚杆支护的成功经验,合理的锚杆支护设计及详细的锚杆监测分析,不仅是煤矿巷道安全的可靠保证,并且是取得社会、经济效益的重要前提。
1、锚杆支护的本质含义以及作用机理锚杆支护的本质主要指的是利用锚杆来对巷道浅层进行一定的加固,形成稳定的承载结构。
在整个服务期间,锚杆进行加固的结构必须保持充分持久的一体性,应该严格避免出现一部分泄漏或者大范围的网兜等现象。
在支护过程中形成的承载结构应该有符合相关的承载力要求,这应该通过承载结构的不同厚度、预应力的扩散有效面积以及承载结构内压应力的实际大小来最终实现。
例如,动压的巷道需要具有相对较小的承载能力,留巷的巷道相对动压而言需要的承载能力大,而静压的巷道是最小的承载能力。
承载结构就像一堵坚固的墙,同时还应该具有可以适当让压的内部煤层体,当发生煤岩体的深部来压时,支护承载结构能够适当地向外推出整体的承载结构。
然而,应该保持承载结构的完整性,如果完整性被破坏,会导致支护结构的失效,进而引发冒顶片帮方面的事故。
所以,在动压比较强烈的巷道当中要注意锚杆的长度,过长的锚杆会因断裂丧失整体性。
煤矿矿建工程巷道锚杆支护技术论文
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煤矿矿建工程巷道锚杆支护技术论文【摘要】锚杆支护的关键因素作为理论的参考,在实践的应用中还必须根据其工程的不同进行具体的分析,以此保证其设计的科学性,更好的发挥锚杆支护在煤矿建设的作用,减少事故发生,提高巷道支护的安全性。
锚杆支护技术作为现阶段煤矿建设工程中经常被使用的技术,其主要应用在对围岩的加固,从而保障在矿井等施工中的安全。
通过锚杆技术,使得在煤矿施工中其更加方便、高效,但锚杆支护技术受各种影响的影响,因此,本文对此进行深入的探讨。
1、锚杆支护技术作用的原理所谓的锚杆其是指被安置在巷道围岩体内,如杆状锚栓的体系,在煤矿工程中,在对巷道进行掘进之后,为进一步的对围岩加固,需要将锚杆的眼钻到围岩当中,闭关通过锚杆孔对锚杆进行安置,从而让整个巷道保持稳定。
因此,从这样的定义下,锚杆支护的作用原理可以包括以下几个方面:第一,悬吊的作用。
通过利用锚杆来悬吊快要冒落的软弱岩层以及围岩,从而使得其中的围岩的重量有锚杆来对其进行承载,以此维持整个巷道工程的安全、稳定。
第二,组合梁的作用。
该作用原理是指通过组合梁的方式,看待平顶巷道的层状顶板。
其支点通常为巷道的两侧,在一定的负载的作用下,会对每层的板梁进行受力,从而出现弯曲的现象,那么下缘以及上缘的状态就会维持在受压或者受拉。
同时在符合的作用之下,通过锚杆对板梁压紧,从而使得其弯曲的强度得到很大的改善,并大幅度的提高。
第三,具有挤压和加固拱的作用。
在实践中,通过将锚杆合理的放置到巷道的周围,并有效的将其连接到巷道拱部节理发育的岩体,由此可形成拱形的压缩带。
而这种拱形,在压缩方面的承载能力是非常强的,并且还可在一定的程度上承载来自顶板的压力。
第四,减跨的作用。
通过对锚杆支护技术的合理的运用,在很大的程度上减少其力拱的高度和跨度;在巷道中安装锚杆,则相当于将支柱安装在了上面。
第五,围岩补强加固作用。
在一般的情况下,会有三个不同方向的力作用在巷道的围岩上,而其中的两个方向的力会作用在巷道的岩石上,并且前者通常都会大于后者。
关于锚杆与锚索施工工艺的技术论文(精选5篇)
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关于锚杆与锚索施工工艺的技术论文(精选5篇)第一篇:关于锚杆与锚索施工工艺的技术论文关于锚杆与锚索施工工艺的技术论文目前我矿开拓区岩巷掘进中主要采用锚杆及锚索支护,所以针对此施工工艺做此详细技术论文。
锚杆与锚索支护施工工艺包括施工机具选择与配置,施工人员组织,施工工序安排,安排技术措施等内容。
根据巷道地质与生产条件,合理配置施工机具与施工人员,安排锚杆支护各工序的顺序和时间,并与巷道掘进、运输等环节相配套,实现施工工艺的优化,是保证锚杆支护施工质量、提高施工速度的总要途径。
一、锚杆施工工艺巷道施工工艺包括掘进与支护两大部分1、巷道掘进与临时支护巷道掘进时一个非常重要的环节。
一方面影响成巷速度,另一方面,巷道成型质量直接影响锚杆、锚索支护各构件的安装预支护性能的发挥。
为了保持巷道围岩的完整性与稳定性,减小掘进对围岩的破坏。
如果采用钻爆法掘进,必须采用光面爆破工艺。
对掘进有以下要求:(1)严格按照设计的巷道断面和尺寸施工,不得超挖或欠挖。
很多矿区规定,巷道掘进尺寸与设计尺寸相差不得超过200mm。
如果因为不可抗拒的原因导致超宽、超高,应根据实际情况变更支护设计,或采区补强加固措施。
(2)保证成形质量,尽量使巷道表面平整、光滑,避免凹凸不平,为锚杆、锚索、钢带等处于较好的受力状态,有利于支护作用的充分发挥。
掘进工作面应采用有效的临时支护,严禁空顶作业。
应根据巷道地质与生产条件,确定合理的最大空顶距,并根据围岩条件的变化进行调整。
临时支护宜采用有一定初撑力的支护方式,以便能主动、及时地控制空顶范围顶板的破坏与垮落。
2、锚杆支护施工工艺流程锚杆应紧跟掘进工作面及时支护。
锚杆支护施工工艺流程为:掘进出煤,铺、联金属网,上钢筋托梁或钢带,临时支护,钻顶板中部锚杆孔、清孔,安装树脂药卷和锚杆,用锚杆钻机搅拌树脂药卷至规定时间,停止搅拌并等待规定的时间,拧紧螺母达到锚杆设计预紧力。
从中部向外依次安装其他顶板锚杆。
煤矿井下掘进过程中巷道锚杆支护技术
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煤矿井下掘进过程中巷道锚杆支护技术摘要:改革后,受社会发展的影响,促进了科学技术水平的进步。
现阶段,锚杆支护是煤矿井下掘进开采中的重要安全防护方法,以钢筋、锚索为原材料,在开采现场设置稳定可靠的锚栓结构,提供有效的支撑力,优化受力条件后,有效维持巷道周边岩体的稳定性。
但煤矿井下掘进环境特殊,锚杆支护技术应用中存在诸多难点,需加强探讨,以便更为合理地采取支护措施。
关键词:矿井生产;巷道支护;锚杆支护;技术分析引言锚杆安全支护设备是焦煤矿井安全设备生产的重要技术保证,是矿井安全运行的先决条件。
煤矿道路巷道安全支护施工技术的广泛运用,是保证煤矿安全经营生产的重要技术保证,对矿井的稳定、优化支护、节约支护成本、提高矿井的产量、提高矿井的质量都具有重要意义。
随着国家环保意识的提高,煤炭的洁净度和使用效率越来越受到重视。
我们在保证矿井生产安全的前提下,使其在矿井生产中得到了广泛的应用,并取得了较好的经济效益。
与常规的支护相比,采用锚杆支护方法具有更好的优越性,能极大地减少矿井的投资,从而提高矿井的经济效益。
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。
煤矿掘进巷道锚杆支护技术探讨
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煤矿掘进巷道锚杆支护技术探讨在煤炭行业中,掘进巷道是不可避免的工作,而煤矿掘进巷道锚杆支护技术也成为了巷道掘进中非常重要的一环,其作用是使巷道更加稳定,保障工人的安全。
本文将从锚杆支护技术的优势、锚杆支护技术在煤矿掘进巷道中的应用、锚杆选择以及存在的问题几个方面进行探讨。
一、锚杆支护技术的优势锚杆支护技术的主要优势是具有较好的受力性能以及安装方便。
锚杆支护可以在煤巷道中实现快速、高效的维护和支持,让煤矿巷道在恶劣的条件下保持足够的稳定性和安全性,同时支护还可以避免山体滑坡和其它不利环境的威胁。
此外,锚杆支护技术可以降低了人力、物力、财力的使用成本,提高了效率,缩短了巷道施工周期和维护时间。
这些因素让锚杆支护技术在煤矿掘进巷道中得到了广泛应用。
在煤矿掘进巷道中,锚杆支护技术主要应用于巷道的断面控制和地质条件不稳定的地段,如煤层、冻结土壤、松散砂层等。
作为巷道支护的一种经典方式,锚杆支护技术已被广泛应用于煤矿掘进巷道中,其作用主要集中在以下三个方面:1、提高煤矿掘进巷道的稳定性锚杆支护技术的作用是在煤巷道地质条件不稳定的地段上加强地质固结,提高巷道的抗震抗楔陷能力,从而使煤巷道在采煤过程中更加稳定。
2、改善煤矿掘进巷道的通风条件随着巷道掘进的不断深入和过程中采煤的进行,煤巷道内空气质量较差,通风不良,严重影响着工人的健康和煤矿生产的安全。
锚杆支护技术可以增强巷道整体结构的稳定性,使通风系统维持正常运转,从而改善巷道内的通风状况。
煤矿巷道的稳定性和安全性,直接影响煤矿的生产安全。
巷道支护技术的好坏,直接关系到采矿机械的使用和工人的生命安全。
锚杆支护技术的应用,可以有效避免煤层和巷道松散地层的滑落和冲击,保持巷道的稳定,降低工人的事故率和伤亡率。
三、锚杆选择在煤矿巷道支护工程中,如何选择合适的锚杆,是关系到巷道支护质量的重要因素。
选择合适的锚杆材料和规格,能够提高巷道支护的稳定性和可靠性,延长工程使用寿命。
煤矿快速掘进技术中锚杆支护分析
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煤矿快速掘进技术中锚杆支护分析【摘要】煤矿快速掘进技术中锚杆支护是确保矿井安全和高效运转的关键技术之一。
本文从煤矿快速掘进技术的发展背景入手,分析了锚杆支护在其中的重要作用。
接着对锚杆支护的设计参数、施工工艺、质量检测与评估进行了深入分析,展现了其在实际工程中的应用价值。
通过总结煤矿快速掘进技术中锚杆支护的重要性和展望未来发展趋势,强调了这一技术的不可或缺性。
本文全面系统地阐述了煤矿快速掘进技术中锚杆支护的关键作用和发展趋势,为相关领域的研究提供了有益的参考。
【关键词】煤矿快速掘进技术、锚杆支护、分析、作用、设计参数、施工工艺、质量检测、评估、重要性、未来发展趋势。
1. 引言1.1 煤矿快速掘进技术中锚杆支护分析煤矿快速掘进技术中锚杆支护分析是一项重要的技术领域,它在煤矿开采过程中起着关键的作用。
锚杆支护是指在煤矿掘进过程中,利用预埋在岩石中的锚杆来支撑和加固岩体,防止其破坏和垮塌。
在快速掘进技术中,锚杆支护更显得尤为重要,因为快速掘进往往伴随着工作面的迅速推进,在较短的时间内需要处理大量的岩石围岩。
煤矿快速掘进技术中锚杆支护分析涉及到多个方面,包括锚杆支护的设计、施工、质量检测等环节。
通过对这些方面的分析和研究,可以更好地了解锚杆支护在煤矿快速掘进中的作用和影响,进而提出优化方案和改进措施,以提高煤矿掘进效率和保障煤矿开采安全。
在接下来的我们将深入探讨煤矿快速掘进技术概述及发展背景中锚杆支护分析,并对锚杆支护在煤矿快速掘进中的作用、设计参数、施工工艺以及质量检测等方面进行详细分析和阐述,希望可以为研究和实践提供一定的参考和借鉴。
2. 正文2.1 煤矿快速掘进技术概述及发展背景中锚杆支护分析煤矿快速掘进技术是指通过提高掘进速度,缩短掘进周期,增加煤矿产量的技术手段。
在煤矿快速掘进技术中,锚杆支护是一种常用的支护方式,其作用主要是加固巷道的支护结构,保障工作面和运输巷道的安全稳定。
锚杆支护在煤矿快速掘进中的应用越来越广泛,其主要原因是其具有良好的支护效果、施工便利、成本较低等优点。
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锚杆支护论文摘要:由于锚杆支护设计是一个动态的过程,所以,不同阶段的监测侧重点也是不同的。
锚杆支护监测分为综合监测和日常监测。
综合监测是初始设计用于井下施工后,对支护巷道井下进行的系统性观测,并为其进行修改提供依据。
日常监测是经过综合监测证实初始设计可行,或根据综合监测结果进行修改后的正式设计应用之后,为了保证巷道的安全而采用的一种简便、易行、实用的监测方法。
1 锚杆支护形式目前,有多种锚杆支护形式,按锚杆有元组合构件可分为单体锚杆和组合锚杆两大类。
单体锚杆无任何组合构件,彼此之间无任何力学联系。
如果某一根单体锚杆承受的力较大且遭到破坏后,顶板载荷就会转移到其他锚杆上,造成各个被击破的局面。
组合锚杆是通过组合构件把很多根锚杆有机联系在一起,形成一个载荷整体。
组合构件能够协调锚杆受力,受力大的锚杆可以通过构件把力传递到其他锚杆上。
2 锚杆施工工艺多数矿区巷道施工采用的都是连续采煤机掘进的方式,全断面一次成巷,顶锚杆钻眼和安装使用的是双臂锚杆钻机。
连续采煤机和锚杆钻机作业是按交替换位的方式进行。
在连续采煤机完成掘进后,将采煤机退后到一定位置,锚杆机立即进入工作面钻锚杆眼和安装锚杆,对暴露的顶板及时支护,保证施工的安全。
锚杆钻机作业的顺序是定位、钻眼、推入树脂药卷和杆体、搅动、拧紧螺母,待全部锚杆安装完毕后,采煤机继续下一个循环作业。
2.1 施工工艺过程锚杆的施工过程是:①打眼前,利用激光指向线将锚杆钻机调整到巷道的中间位置,根据设计锚杆的间、排距,预先标出锚杆的位置,并在钻杆上标出钻进深度,然后开动锚杆钻机,用其临时支护支撑住顶板。
②在钻箱上安装好钻杆操作钻具装置,使钻头顶到预先标出的位置,并在顶板上顶出小窝,接着操作快带进给装置进行钻眼。
当钻眼达到规定深度后,边旋转边退出钻杆。
③安装锚杆时,用锚杆体顶住药卷送至孔底,开始边搅拌边匀速推进到孔底,搅拌时间为(20±5)s。
同时,要求药卷的搅拌过程要一气呵成,中途不得间断,严禁利用锚杆钻机将锚杆插入眼底后再对药卷进行搅拌。
矿建工程巷道掘进锚杆支护技术研究
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矿建工程巷道掘进锚杆支护技术研究一、引言矿建工程中的巷道掘进是一个重要的工程环节,对于矿山的开采和建设起着关键性的作用。
而在巷道掘进中,锚杆支护技术是一种常用的支护形式,能够有效地保护巷道的稳定和安全。
本文将针对矿建工程中巷道掘进锚杆支护技术进行深入研究,探讨其在实际工程中的应用和发展。
二、巷道掘进锚杆支护技术的基本原理巷道掘进锚杆支护技术是一种通过锚杆将岩体与支架连接起来,形成一个整体的支护结构,以此来增强巷道的稳定性和承载能力的技术。
在巷道掘进过程中,通过岩体的钻孔、锚杆的埋设以及承载结构的搭建,最终形成一个完整的支护结构,能够有效地抵御岩体的变形和位移,保障巷道的安全性。
2. 基本原理1. 巷道掘进施工中的应用巷道掘进锚杆支护技术在实际工程中得到了广泛的应用。
在巷道掘进施工中,通过对掘进过程中的锚杆埋设、锚固工艺以及支架的搭建等工作进行合理规划和施工操作,能够有效地保障施工现场的安全性和稳定性。
锚杆支护技术能够有效地控制岩体的变形和位移,提高巷道的整体稳定性,减少施工现场的安全隐患。
除了在巷道掘进施工中的应用外,巷道掘进锚杆支护技术在巷道运营中也具有重要的作用。
通过对巷道支护结构的检测和维护操作,及时发现并修复巷道结构中的问题,能够有效地延长巷道的使用寿命,提高巷道的运营效率和安全性。
在巷道运营中,锚杆支护技术能够帮助巷道保持稳定的支护结构,保障巷道的安全运营。
1. 技术改进随着矿建工程的不断发展和进步,巷道掘进锚杆支护技术也在不断地进行技术改进。
在锚杆材料、锚杆结构、锚固工艺等方面都有了很大的提升,从而提高了锚杆支护技术的适用范围和效果。
通过对锚杆材料和结构的改进,能够提高锚杆的可靠性和稳定性,减少施工中的故障和失效率,提高了巷道支护结构的安全性和稳定性。
2. 技术创新在巷道掘进锚杆支护技术的发展中,随着科技的进步和发展,新型的支护材料和技术也在不断涌现。
如钢桩支护技术、搅拌桩支护技术、注浆锚杆支护技术等,这些技术的出现为巷道掘进锚杆支护技术的应用提供了新的选择和发展方向。
煤矿掘进巷道锚杆支护技术探讨
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煤矿掘进巷道锚杆支护技术探讨一、锚杆支护技术的原理锚杆支护技术是一种通过在巷道围岩中埋设锚杆,并利用锚杆与巷道围岩相互作用的力学原理来增强巷道的稳定性的支护方法。
其原理主要包括两个方面:一是利用锚杆对巷道围岩进行约束,增强其抗拉强度,二是利用锚杆与围岩之间的摩擦力提高巷道围岩的抗剪强度。
具体来说,通过在巷道围岩中埋设锚杆,可以有效地将巷道围岩进行约束,形成一个整体的支撑结构。
当巷道围岩受到外部荷载作用时,锚杆能够承担一部分荷载,从而减轻围岩本身的受力情况。
由于锚杆与围岩之间产生了摩擦力,这种摩擦力可以有效地提高围岩的抗剪能力,从而增强了巷道的整体稳定性。
1. 锚杆的选择在进行锚杆支护工作时,首先需要选择合适的锚杆。
一般来说,常见的锚杆材料有钢筋、钢管等,这些材料通常具有较高的抗拉强度和抗腐蚀能力,能够满足巷道支护的要求。
在选择锚杆时还需要考虑其长度和直径等参数,这些参数需要根据具体的巷道情况和支护要求进行合理的选择。
在选择好合适的锚杆后,需要进行锚杆的埋设工作。
通常情况下,埋设锚杆的深度需要根据巷道的围岩情况和设计要求来确定。
在进行锚杆埋设时,需要将锚杆按照一定的间距和深度埋入围岩中,并确保锚杆的埋设深度和间距能够满足巷道支护的要求。
在进行锚杆支护工作时,锚杆的固定是非常重要的一环。
一般来说,常见的锚杆固定方式有化学固化和机械固定两种。
化学固化是指在锚杆埋设完毕后,在孔道中注入特定的化学固化材料,通过与锚杆表面的摩擦力来加固锚杆。
而机械固定则是通过在锚杆的末端安装特定的固定件,将锚杆与围岩形成一个整体的支护结构。
1. 巷道掘进:在煤矿巷道的掘进过程中,锚杆支护技术可以有效地提高巷道的稳定性,减少巷道围岩的变形和破坏,保障矿工的安全。
2. 巷道加固:对于已经开采完成的巷道,如果存在一定的围岩松动和变形情况,可通过锚杆支护技术进行加固,提高巷道的承载能力和稳定性。
3. 矿井支护:在煤矿井下开采过程中,井壁的支护是非常重要的。
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煤矿锚杆支护技术论文
【摘要】合理的巷道支护方式,离不开对巷道围岩地质力学参数的了解,缺乏了这些参数,支护设计的合理性和可靠性就难以保证,故应该加强对此类仪器的研究与开发,使得巷道支护的参数有更精确的数据可以参考。
【关键词】锚杆支护;发展现状;支护机理;支护设计;展望
引言
我国已探明的煤炭资源储备丰富,集中分布在两淮、山西、陕西、内蒙古、新疆等偏北或西北地区,但这些区域内多数煤矿存在地质条件较复杂的问题,也就给巷道和采场支护带来不同程度的影响。
此外,进入“十二五”计划以来,出于建立资源节约型和环境保护型社会的政治目标,国家宏观调整了煤炭刚性需求政策,使得煤炭行业提前进入严峻考验与挑战并存的局面。
因此,煤炭企业为了发展需要也应做出相应的政策调整,尤其是成本控制方面。
在新的形势下,研究锚杆支护技术仍然具有实用价值,在某些情况下,它不仅能够明显改善巷道支护成效,而且能为煤炭控制成本做出卓越贡献,同时还能降低工人劳动强度并提高工作效率,是现代化矿井高效和节约生产必不少的关键技术之一,应继续加强锚杆支护研发力度。
本文主要讨论锚杆支护技术的发展现状与未来展望。
1 锚杆技术的发展
1.1 国外锚杆支护技术发展现状
自上个世纪40年代开始,西欧一些发达国家先后将锚杆支护技术应用于水利、交通等工程应用领域。
经过多次艰苦探索与经验总结,该技术得到飞速发展,并逐渐在煤炭地下开采中开枝散叶。
国外锚杆技术的发展历程大致分为五个阶段,大约以10年作为一个发展周期。
(1)1945~1950年,机械式锚杆横空出世,但存在锚固力低、支护刚度弱的缺点;(2)1950~1960年,机械式锚杆被广泛运用于采矿业,针对该阶段锚杆支护存在的缺陷人们开始着手新型锚杆的系统研究;(3)1960~1970年,树脂药卷的引入促成了锚杆技术的第一次翻新革命,从此树脂锚杆在巷道支护中占据了一席之地;(4)1970~1980年,管缝式锚杆和水力账管式锚杆相继出现,新的锚杆设计方案促进了长锚杆的产生;(5)1980~1990年,发明了混合锚头锚杆、组合锚杆、桁架锚杆及各种特种锚杆,树脂锚固材料得到不断改进。
1.2 国内锚杆支护技术发展现状
我国锚杆支护技术发展较晚,20世纪中后期某些矿山才开始在煤岩巷和采区中使用锚杆支护方式。
相对于国外,我国锚杆支护技术大体经历了起步、攻关、引进消化和推广提高四个阶段。
(1)80年代中后期的起步阶段,我国开展了锚杆的基础性研究,分析了其在煤矿中的适用情形;(2)1991~1995年的攻关阶段,将锚杆支护确定
为煤矿重点研发方向,并逐步推广应用于各种井型的矿井;(3)1996~1997年的引进和消化阶段,在引进国外锚杆支护先进技术与理论后,我国开展了针对国内现状的大规模试验研究,从此拥有自主产权的成套锚杆技术在我国初步形成;(4)1998年至今的推广提高阶段,锚杆支护比例有上升趋势,且对于满足其适用条件的巷道全部用锚杆支护,但仍落后于国外先进水平,因此有广阔的发展空间。
2 锚杆支护机理
锚杆支护的具体过程可简述为:在掘进巷道内,基于围岩性质分析与施工设计,保持合理间距向巷道断面打钻,然后铆入锚杆并注浆加固,以提高围岩承载强度。
锚杆不同于过去传统的被动支护方法,它是通过锚杆作用将巷道围岩串成一个整体结构,来改变围岩的力学性质和提高巷道的稳定性,因此为一种主动支护方式。
自锚杆支护理论相继提出以来,锚杆支护体系逐渐完善,并来断被运用于工程实践中,根据实践经验,锚杆支护机理可总结为:①悬吊作用。
巷道开挖破坏了围岩的平衡结构,此时应力重新分布,且巷道表面矿压显现最为突出。
由于上覆岩层一般为沉积岩,表现为层次结构,锚杆的悬吊作用是将松动圈外围失稳岩层通过锚固力悬吊在内层稳定岩层上,从而达到提高围岩稳定性的目的;②组合梁作用。
上述悬吊作用在解释非稳定岩层现象时具有一定局限性,组合梁作用是对悬吊作用的补充,适用于厚度较薄的由连续多分层组成的围岩,多分层通过锚杆作用,形成具有一定抗剪能力的岩石板梁,这种结构作为整体存在,层
间不易发生错动,仅在应力状态下发生整体变形,因此提高了围岩的稳定性。
在组合梁理论中,锚杆锚固力和围岩强度是主要影响因素,但关于量化工作还是难以确认,也没有相关资料作为证明或参考,例如岩层沿巷道纵向有裂缝时梁的连续性问题和梁的抗弯强度问题;③挤压加固拱作用。
在块状围岩中,锚杆可将巷道周围的危石彼此挤紧,对岩石起到挤压加固作用,在围岩周边一定厚度的范围内形成一个不进能维持自身稳定,而且能阻止其上部围岩松动和变形的加固拱,从而能保持巷道的稳定性;④减少跨度的作用。
巷道顶板打上锚杆,相当于在该处打上了点柱,因此就相当于把巷道顶板岩石悬露的跨度缩小了,从而提高了顶板岩层的抗弯曲能力,维持了顶板稳定。
这就是锚杆的减跨作用,这套理论实际上来源于锚杆的悬吊作用,但它同样未能提供用于锚杆支护参数设计的方法。
3 锚杆巷道锚杆支护设计
目前的巷道锚杆支护设计方法基本上可归纳为四大类:①工程类比法(包括专家系统设计法),包含简单的经验公式进行设计;②理论计算法,通过实测围岩力学参数,按锚杆支护理论进行力学分析,在此基础上设计锚杆支护参数的一种设计方法;③以计算机数值模拟为基础的设计方法;④监测法,实质上就是新奥法。
在我国巷道锚杆支护设计中,第一类方法(工程类比法)应用最为广泛,包括基于围岩松动圈理论的巷道支护设计建设和基于巷道围岩稳定性的锚杆支
护设计方法;第二类方法(理论计算法)包括悬吊理论法、冒落拱理
论法、组合梁理论法、组合拱理论法等;第三类方法(数值模拟法)是借助数字模拟软件模拟巷道在特定边界条件下的应力应变分布情况的一种重要手段,它使得锚杆支护设计更加合理可靠。
新奥法则是基于围岩自承能力分析,采用锚杆和喷射混凝土等支护手段来控制围岩变形和松弛。
4 结语
虽然锚杆支护技术在煤矿得到了广泛的应用,但是依然存在一些问题需要深入研究。
(1)巷道矿山压力理论的深入研究。
锚杆支护理论与巷道矿山压力理论密不可分,目前的巷道矿山压力理论可在一定的条件下解决实际问题。
但它们只能够定性的解释问题,不能定量,不够精确,在未来的发展中,这两种理论必然会逐步精确化,使得锚杆支护理论得以迅速发展。
(2)锚杆支护作用机理的深入研究。
虽然目前已有许多支护理论,但是煤矿地质条件复杂多变,现有的支护理论仍然不够系统全面,还需要进行深入细致研究。
(3)锚固体变形机理及结构特性研究。
目前对锚固体的研究还不是很多,为了探索适合恶劣条件下巷道围岩控制的锚杆支护整体结构形式,还应该研究不同形式锚固体的变性特性及适用范围,不同形式的锚固结构的性能特点及其适应性。
(4)加强对巷道围岩地质力学测试仪器的开发。
合理的巷道支护方式,离不开对巷道围岩地质力学参数的了解,缺乏了这些参数,
支护设计的合理性和可靠性就难以保证,故应该加强对此类仪器的研究与开发,使得巷道支护的参数有更精确的数据可以参考。
参考文献
[1]王敏.隧道锚杆支护机理及关键问题探讨[J].科协论坛(下半月),2011(04).
[2]黄飞.我国煤巷支护中锚杆技术的现状及发展趋势[J].科技创新导报,2010(19).
[3]把友权.论述煤矿矿井中巷道锚杆支护技术[J].中国新技术新产品,2011(02).。