煤矿巷道锚杆支护现状与存在若干问题

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煤巷锚杆支护理念及常见的煤矿锚杆支护问题

煤巷锚杆支护理念及常见的煤矿锚杆支护问题
▪ 选择的支护结构要适应围岩环境。 ▪ 支护结构的各组成部分强度要匹配。支护系统的破
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

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。

浅谈我国煤矿锚杆支护技术的现状与发展

浅谈我国煤矿锚杆支护技术的现状与发展

浅谈我国煤矿锚杆支护技术的现状与发展在简单介绍国内外发展情况的基础上,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。

标签:煤矿锚杆支护现状发展0 引言自1872 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采用锚杆支护井下巷道以来,锚杆支护技术至今已有一百多年的历史。

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,两国锚杆支护比重已接近100%,其技术水平居于世界前列。

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。

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。

国内现有楔缝、涨壳、倒楔锚杆、钢丝绳或钢筋砂浆锚杆、木锚杆、竹锚杆、内涨锚杆、管缝锚杆、树脂锚杆、水泥锚杆、爆扩锚杆、预应力注浆大锚索等十几个系列品种。

由于各种锚杆的构造不同,锚杆作用机理差异甚大,国内外大量工程实践证明,各种不同种类锚杆,在不同的地质条件下,有不同的“支护”效果。

国内外锚杆支护成功的经验表明,合理的锚杆支护设计及详细的监测分析,不仅可保证回采巷道的安全可靠,而且可取得显著的技术经济效益和社会效益。

1 我国锚杆支护技术发展中出现的问题1.1 对锚杆支护机理的认识亟待提高目前,沿用锚杆的设计方法,采用悬吊、组合梁、加固拱等理论进行计算,均是针对一般巷道提出的,还没有能针对煤巷的特定条件建立符合其特点的支护原理及设计方法,尤其是全煤及软岩条件下巷道围岩支护设计的要求。

因此,目前的技术标准主要是经验性的,设计和施工中还有许多盲目性。

所以有必要在进一步深入研究巷道围岩矿压显现规律的基础上,探索锚杆支护理论。

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。

煤矿锚杆支护应用过程中存在问题浅析

煤矿锚杆支护应用过程中存在问题浅析

煤矿锚杆支护应用过程中存在问题浅析煤矿锚杆支护应用过程中存在问题浅析摘要解析了锚杆支护中容易混淆的概念,针对支护参数认识不清,支护设计不科学,锚杆制作存在缺陷等方面的问题,通过理论分析,并现场实践和试验室试验,提出了解决问题的观点及方法。

关键词锚固力拉拔力预紧力预紧力矩锚杆的制作和检测锚杆支护作为一种有效的采准巷道支护方式,由于对围岩强度的强化作用,可显著提高围岩的稳定性,加之成巷速度快、劳动强度低、提高巷道断面利用率、简化回采面的端头维护工艺,明显改善作业环境和安全生产条件,成为矿井巷道的主要支护形式,得到了大力推广应用。

但在应用中存在一些错误认识,具体表现在以下几个方面。

1 锚固力与锚杆拉拔力1.1 定义锚固力指锚杆对围岩产生的约束力[2-4][注1-3]。

可细分为锚杆工作时的锚固力和设计锚固力,锚杆工作时锚固力包括初锚力和正常工作时的锚固力。

通常说的锚固力指锚杆正常工作时的锚固力。

拉拔力也称抗拉拔力或抗拔力,指阻止锚杆从岩体中拔出的力[2-4] [注1-3]。

拉拔力可分为设计拉拔力和检测拉拔力。

通常说的拉拔力指设计拉拔力,其值应大于锚杆破断力。

检测拉拔力用于锚杆施工质量检测,其值应不小于设计锚固力。

1.2 锚固力与锚杆拉拔力区别①锚固力是锚杆对围岩产生的约束力,是限制围岩变形,起支护作用的力。

锚杆拉拔力是锚杆锚固后拉拔实验时,所能承受的极限载荷,反映的是杆体、锚固剂、岩石粘结到一起后,锚杆破断或失效的最大拉力。

②锚固力随着被支护围岩变形、围岩的膨胀而增大,因此锚固力是一个动态发展并不断变化的力。

锚杆拉拔力是一个固定值,不随围岩变形和锚杆受力而改变。

如果围岩不发生变形且不考虑杆体的松驰效应,锚固力等于初锚力。

③锚固力检测使用安装于锚杆螺母和托盘之间的锚杆测力计,一般在锚杆安装时把锚杆测力计安好。

检测锚固力是为了监测锚杆受力状况,需要进行长期观测。

锚杆拉拔力检测使用锚杆拉力计,检测可以在锚杆安装完成后任何时候进行,检测锚杆拉拔力是为了查验锚杆杆体、锚固剂、岩石粘结效果。

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

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。

煤矿巷道锚杆支护有效性的施工影响因素及控制措施

煤矿巷道锚杆支护有效性的施工影响因素及控制措施

煤矿巷道锚杆支护有效性的施工影响因素及控制措施煤矿巷道是煤矿生产中必不可少的通道,通常采用巷道锚杆支护来增强巷道的稳定性和承载力。

而巷道锚杆支护的有效性受到多种施工影响因素的影响,因此在实际施工中需要采取一系列的控制措施来保证支护的有效性。

本文将针对煤矿巷道锚杆支护的施工影响因素及控制措施进行详细的阐述。

一、施工影响因素1. 地质条件煤矿巷道的地质条件是决定巷道锚杆支护效果的重要因素之一。

地下煤矿巷道通常存在地质构造不稳定、岩层软弱、岩石裂隙多等问题,这些地质条件对巷道锚杆支护的效果产生直接影响。

2. 巷道尺寸巷道的尺寸大小也会对支护效果产生一定的影响。

巷道尺寸较大时,锚杆的支撑范围较大,易造成锚杆松动外漏现象,从而影响支护效果。

巷道尺寸较小时,施工难度较大,需要选用适当的锚杆规格和长度,以保证支护的有效性。

3. 施工工艺巷道锚杆支护的施工工艺包括锚孔钻孔、锚杆埋设、注浆封孔等环节,每个环节都有可能对支护的有效性产生影响。

锚孔钻孔的位置和角度不合理会导致锚杆安装不牢固,注浆封孔不到位则会降低锚杆的受力性能等。

4. 施工材料选用的施工材料对巷道锚杆支护的效果同样起着至关重要的作用。

在岩石类巷道中,需要选用适合的锚杆和注浆材料,以保证支护的牢固性和密封性。

5. 施工环境巷道锚杆支护的施工环境包括通风条件、水质情况、温湿度等,这些环境因素也会对支护的有效性产生影响。

在潮湿的环境下,需要采取防水措施以防止锚杆生锈和腐蚀,从而影响其支护效果。

二、控制措施1. 合理设计方案在巷道锚杆支护施工前,需要根据具体的地质条件和巷道尺寸大小,进行合理的设计方案。

设计方案要考虑到锚杆的数量、长度、位置和角度,以及注浆封孔的选材和工艺等,确保支护的有效性。

2. 严格施工要求在施工过程中,需要严格按照设计方案要求进行操作,确保每个环节都符合标准。

对锚孔钻孔的位置和角度进行精确测量,对锚杆的埋设和拉紧进行严格控制,对注浆封孔的质量进行严格监督等。

浅谈矿山井巷工程锚杆支护存在的不足及解决措施

浅谈矿山井巷工程锚杆支护存在的不足及解决措施

浅谈矿山井巷工程锚杆支护存在的不足及解决措施摘要:随着矿山行业的快速发展,矿山井巷工程的支护工作,作为确保施工安全及满足工程设计使用功能的关键环节,显现的地位越来越重要,对其要求也越来越高,越来越规范。

锚杆支护工艺可靠、方便、快捷,目前被矿山井巷工程广泛采用,为矿山施工的快速掘进做出了很大的贡献。

但在工程的实际应用过程中还存在很多不足和需要完善改进之处。

常常受到一些客观因素的干扰或施工人员素质较底等各方面的影响,导致锚杆支护工程质量得不到有效的保障,因此,结合多年的实际工作经验,具体对锚杆支护施工中常见的问题进行研讨,并提出有效的应对方法。

关键词:井巷工程;锚杆支护;常见问题;解决措施近些年来,我国矿山行业取得了快速的发展与进步,井巷工程施工过程中锚杆支护应用已经很普遍,对锚杆支护的工程质量要求也越来越重视。

这就需要相关单位对锚杆支护工程质量施工中加强管理和监督,同时还应做到不断提升施工人员的素质,实际操作中还需因地制宜,理论实践相结合,按锚杆支护施工流程做好工序交接及检测工作,做到有问题及时发现问题并能够及时解决问题,只有这样才能保证施工过程中的安全施工和满足工程设计的使用功能。

1 矿山井巷工程锚杆支护存在的常见问题可以说,任何一种工艺或技术,其本身都有众多优点,那势必也会存在一定的不足。

我国矿业井巷工程的支护形式经历了木支护、金属支架支护和锚杆支护的发展过程。

与棚式支架相比,锚杆支护显著提高了井巷工程支护的效果,提高了支护速度,降低施工成本同时也减轻了施工人员的劳动强度。

但在工程实践中仍然存在很多的问题和不足。

锚杆支护工作作为整个工程项目中至关重要的一个环节,应该引起施工单位管理人员的高度重视,通过多年的实践工作经验发现,影响锚杆支护工程质量的因素有很多,这就需要对这些问题进行深入的调查和分析后,再针对不同的问题采取相应的改善措施,从根本上解决问题,从而促使工程施工顺利进行。

目前的锚杆支护技术从理论到实践应用已经很成熟和完善,实际应用可靠性是很高的,但是,受地质构造变化、围岩稳固情况、区域地压特点的区别,还是会出现这样那样的质量问题,导致施工过程中巷道顶板存在隐患,也给后续施工作业顺利完成带来障碍,甚至给施工企业造成巨大的经济损失。

浅析锚杆支护技术存在的问题及改进措施

浅析锚杆支护技术存在的问题及改进措施

浅析锚杆支护技术存在的问题及改进措施摘要:锚杆支护技术是一项貌视简单,实则复杂的系统工程,影响的因素很多,这就要求我们应根据不同的地质条件,采取合适的支护技术,改变和预防巷道变形,提高巷道的稳定性和安全性。

随着我国社会经济的发展,科技的进步,锚杆产品的规范化、精细化以及锚杆支护检测技术的完善,锚杆技术必将发挥巨大的潜能,只要我们认真对待,注重研究,锚杆支护技术将会迎来更加迅速发展的时期。

关键词:锚杆支护技术;问题;改进措施1煤矿巷道支护技术的概述1.1煤矿巷道支护技术的理论在实际开采时具有极高危险性的煤矿开采工作,如果不能正确使用所匹配的巷道开采技术,很多情况下都会造成严重的经济负担。

所以我国在煤矿巷道上的支护技术必须确保安全,这也是提升我国煤矿巷道技术的重要途径。

经过众多实践足以证明:锚杆支护不仅可以缩减支护时的支出成本,同时也减轻了工人劳动压力,是有效提升工作效率的支护技术。

此外,我国煤矿开采的主要途径是大量挖掘巷道,而支护技术在巷道挖掘中的应用,可以降低事故发生率并提升工程的安全系数,所以当今煤矿产业研究探讨的重点是如何在最安全的状态下提高煤矿的经济效益,同时也能提升煤矿巷道技术的发展与改善。

1.2煤矿巷道支护技术的种类在开采煤矿的过程中,巷道支护技术有很多种类,从不同的角度来分析,即从支护方式或者从控制围岩变形的角度来进行划分:①能够改善巷道围岩力学方面的性质;②所研究的巷道新技术可以发挥其作用,作用在巷道围岩的周围;③除此之外,还能够作用在围岩的内部表面,而且这种新技术还可以降低巷道开掘过程中产生的应力。

在上述划分前提下,煤矿巷道支护技术主要可以分为以下几种:砌碹支护技术、锚杆支护技术以及应力控制技术。

砌碹支护技术是在煤矿开采历史中应用最早的一种技术,但是由于这种技术成本太高、效率较低加上工作量太大等导致这项技术在实际的应用过程中有着一定的局限性。

锚杆支护技术是从棚式支护技术发展而来的,由于这项技术的安全性能较高,能提高煤矿巷道的稳定性,还可以有效抑制巷道的变形。

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

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。

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。

煤矿巷道掘进支护技术存在问题及对策措施

煤矿巷道掘进支护技术存在问题及对策措施

煤矿巷道掘进支护技术存在问题及对策措施摘要:在煤矿巷道施工中,需要将支护技术应用于煤壁和顶板中,借此提高围岩和顶板的稳定性。

支护技术的可靠性、安全性、直接关系到施工巷道的安全生产。

本文根据当前煤矿掘进巷道支护技术的不足,提出几种对策,以期为目前高效安全施工的隧道施工提供参考,推进矿井生产的井然有序。

关键词:煤矿巷道掘进;支护技术;现场存在问题;对策措施引言:随着社会和经济的发展,人们的日常生活和生产活动对煤炭的需求不断增加,出现了更多的煤矿开采项目,煤矿巷道的开挖也在逐步增加。

常规的锚喷网支护技术是隧道施工中常用的一种方法,但由于开采工程的增加,矿山建设的条件、内部结构日趋复杂,煤矿巷道开挖施工中,由于邻近空采区和覆盖层的影响,目前采用的巷道支护技术与工艺还有待完善,这些问题的出现,给隧道施工的质量和安全带来了很大的影响。

因此,在煤矿施工中,要确保安全生产,必须解决顶板支护中出现的问题。

一、煤矿巷道在掘进施工与支护技术中容易出现的问题(一)支护工艺安全管理缺失目前,煤矿企业还没有充分认识到顶板支护的重要性,其遭到忽略,在工作面、顶板发生破碎、采动压力引起顶板塌陷等问题上,没有采取有效的措施,从而造成了煤矿顶板的严重安全事故。

其次,在隧道施工中,施工队伍缺乏对顶板支护的安全管理,在巷道支护后,没有及早发现支护的质量问题和支护的故障,特别是炮掘巷道的爆破振动影响,支护的失效次数增加,如果不合理或不及时地采取了相应的措施,巷道冒顶事故是很常见的[1]。

(二)不合理的支护技术有些矿井正在建设过程中,过分强调经济效益,为了节约生产费用,在掘进巷道施工中,所使用的支护材料不符合安全标准,比如,不同的煤层性质、不同的硬度,对支护材料的要求也有所不同,对石炭二叠纪煤层这样松软的煤层,必须提高支护材料的品质,因此,在进行巷道支护时,必须依据现场实际情况,选用合适的支护材料,保证施工安全、有效。

在掘进巷道的支护设计中,应按照设计单位的设计要求操作,有些设计单位在规划设计上有盲目性,没有依据巷道的受压情况和顶板的围岩情况而进行设计,在工程现场,由于没有采用适当的支护设计方案,导致了断裂破碎区的破坏。

煤矿巷道锚杆支护有效性的施工影响因素及控制措施

煤矿巷道锚杆支护有效性的施工影响因素及控制措施

煤矿巷道锚杆支护有效性的施工影响因素及控制措施煤矿巷道的支护工作是煤矿安全生产工作的重要环节之一,而锚杆支护作为煤矿巷道支护中的重要组成部分,其有效性直接影响巷道的安全稳定性。

因此,对巷道锚杆支护的施工影响因素进行深入分析,并制定相应控制措施,对确保煤矿安全生产具有重要意义。

本文将针对巷道锚杆支护的有效性施工影响因素进行分析,并提出相应的控制措施。

一、施工影响因素1.巷道围岩条件巷道围岩的稳定程度和强度是巷道锚杆支护成功的基本前提,巷道围岩强度高,稳定性好,锚杆就有一个坚实的支撑点,支护效果就容易达到预期效果;而如果巷道围岩松散、不均匀,加之地质构造较复杂,那么巷道锚杆支护的效果将会明显不理想。

2.锚杆质量锚杆质量的优劣也是影响巷道锚杆支护效果的关键因素之一,巷道锚杆支护时,若选用低质量的锚杆,可能会导致其在加压过程中发生断裂、变形等情况,从而使得巷道支护效果降低。

3.施工技术在巷道锚杆支护的施工中,使用的技术和施工工艺也是影响锚杆支护效果的重要因素。

比如说,如果操作不规范,或者锚杆加压力度不够,就会导致锚杆的质量不达标,从而使得锚杆支护的效果降低。

此外,施工区域的灰尘、泥浆等杂质,也会对锚杆支护的施工造成不小的干扰。

4.锚杆长度锚杆的长度也是巷道锚杆支护效果的重要因素之一。

锚杆长度过短,则无法起到有效的支撑作用,锚杆长度过长,则容易使得锚杆产生过度的弯曲和变形,在实际施工中应根据巷道的实际情况选择适当的锚杆长度。

二、控制措施1.加强对巷道围岩的分析和评价在巷道锚杆支护前,需要对巷道围岩进行评估分析,评价巷道围岩稳定性和强度等情况,制定合理的支护方案,同时大力推进巷道预测技术的研究,尽可能地减少巷道支护施工中的风险。

在巷道锚杆支护中,应选择质量较高的锚杆,以确保锚杆支护能够达到预期的支撑作用,同时还可以控制使用过程和施工环节中存在的质量风险。

3.加强施工技术的培训和管理对巷道锚杆支护的施工技术要进行深入研究,培训管理人员应掌握其各项技能,了解施工环节的重点和难点,以最大程度地保障施工质量和施工安全。

浅析锚杆支护技术存在的问题及改进措施

浅析锚杆支护技术存在的问题及改进措施

民营科技2018年第7期工程技术(转下页)引言煤矿地下开采是一个复杂的生产过程,巷道掘进后一般要进行支护,而安全可靠有效的巷道支护技术是煤矿开采的关键。

目前,就锚杆支护技术的发展水平以及支护效率等方面还需要进一步的提高,因此,锚杆支护技术还需要不断改进。

1锚杆支护技术施工时存在的问题1.1锚杆自身及施工环境问题。

在巷道支护打锚杆的过程中,会经常出现一些问题。

这些问题有的是因为锚杆本身的缺陷,有的受地质条件的影响。

比如目前生产锚杆支护材料的厂家比较多,加工的工艺不够精细及产品的质量各有不同,在锚杆支护的过程中很有可能出现支护强度不够,影响对围岩的控制效果;在软岩巷道等复杂的环境条件下以及受到锚杆支护理论的局限性,在锚杆支护时会出现支护强度高或支护强度不够的情况,支护强度高,成本太大还影响掘进效率,支护强度不够影响正常的生产,甚至出现巷道的坍塌。

1.2锚杆施工与管理方式不当。

在巷道支护中使用锚杆支护技术已经有几十年的历史,在此基础上一些新技术、新材料、新方法逐渐开始被使用。

但是由于煤矿工作者专业知识和支护经验的不足,很容易影响支护效果和经济效益。

比如在机具施工锚杆支护时,由于钻机的扭矩小,钻头和钻杆的质量不够高或使用寿命短的原因,影响锚杆施工的质量和施工的速度。

在大面积锚杆支护时,不仅造成锚杆材料的浪费,还会造成围岩巷道不同程度的破裂,使巷道失稳破坏。

除此之外,失效的锚杆材料还会增加井下的运输工作量,浪费人力和财力。

1.3支护技术不够先进。

随着科学技术的不断创新和发展,科技正在不断深入到各个领域。

而锚杆支护技术想要进一步的发展,就必须运用技术的力量,比如可以去世界先进国家引进更加成熟的锚杆支护技术和设备。

新技术的引进是实现安全、高产、高效必不可少的环节之一。

除此之外,我们还必须引进一些锚杆支护施工组织与管理机制,完善锚杆支护技术,为解决支护时的复杂问题打下基础,从而提升管理人员的素质,发现施工时的问题,并总结原因,然后通过技术的手段提高锚杆支护的技术含量,加固巷道围岩的稳定性。

煤矿巷道锚杆支护有效性的施工影响因素及控制措施

煤矿巷道锚杆支护有效性的施工影响因素及控制措施

煤矿巷道锚杆支护有效性的施工影响因素及控制措施煤矿巷道锚杆支护是一种常用的巷道支护方式,能有效增加巷道的稳定性和承载能力。

在实际施工过程中,难免会遇到各种问题,影响锚杆支护的有效性。

本文将从施工影响因素和相应的控制措施两个方面进行探讨。

影响锚杆支护有效性的施工影响因素有:1. 巷道岩体条件:巷道围岩的稳定性和变形特征对锚杆支护的有效性有着重要影响。

当巷道围岩存在强烈的节理、骨架破碎和软弱带等情况时,锚杆支护难以发挥作用。

控制措施:在设计和规划巷道时,应充分考虑巷道围岩的条件,并采取相应的支护措施,如预拓等。

2. 锚杆质量:锚杆的质量直接影响着其支护的有效性。

如果锚杆的材质不合格,强度不够,或者存在缺陷或损伤,会导致锚杆支护的效果不佳。

控制措施:在采购和使用锚杆时,应确保其符合相关标准,并对锚杆进行必要的检测和验收。

3. 施工技术:施工技术水平直接决定着锚杆支护的效果。

如果操作不规范,或者没有进行必要的质量控制措施,会导致锚杆支护质量不可靠。

控制措施:在施工过程中,应严格遵守操作规程和施工工艺,并配备专业技术人员进行指导和监督。

为了有效控制上述施工影响因素,可以采取以下控制措施:1. 定期检测和评估巷道围岩的稳定性和变形特征,及时掌握巷道围岩的情况,对需要进行支护的巷道进行预处理。

2. 选用符合要求的锚杆,确保锚杆的质量和强度满足要求,并对锚杆进行必要的检测和验收。

3. 加强施工人员的培训和技术指导,提高施工技术水平,确保施工操作规范。

4. 系统控制施工过程,制定施工计划和施工工艺,加强质量控制和监督,保证锚杆支护质量可靠。

5. 强化沟通和协作,加强与相关部门和人员的沟通,及时解决问题,确保施工进度和质量。

煤矿巷道锚杆支护有效性的施工影响因素有巷道岩体条件、锚杆质量和施工技术等。

为了控制这些影响因素,可以采取对巷道围岩进行检测和预处理、选用合格锚杆、加强施工技术培训、制定施工计划和工艺、加强质量控制和监督等措施。

煤矿巷道锚杆支护技术工艺

煤矿巷道锚杆支护技术工艺

煤矿巷道锚杆支护技术工艺摘要:随着社会不断的发展,煤矿安全越来越受重视。

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:煤矿巷道;锚杆支护;工艺引言当前,在国内的煤矿开采过程中,大部分都是采用人工下井的方式,尽管开掘的巷道能够为人工采矿工作创造良好的工作条件,但是如果对巷道中的地质、岩石状况不够精确,就有可能发生坍塌、下陷等灾害,从而威胁到工人的生命。

而巷道锚杆支护技术在煤矿开采中的运用,能够使矿井的稳定性、岩石的承受力得到改善,具有较高的安全指数,为煤矿开采提供了很好的保证。

1巷道锚杆支护技术简述在煤矿生产中,工人通常用锚杆来支撑矿井巷道围岩,使其体系结构得到加固,其中对保护矿井巷道岩体最重要的因素是锚杆的锚固区内长度。

由于锚固区内长度的不同,锚杆支柱技术可以被分为三种,分别为端部锚固式、全长锚固式和加长锚固式。

其中,长度最短的是端部锚固式锚杆,其锚固区内长度可达到采矿打孔长度的30%以上,长度最长的是全长锚固式锚杆,长度接近打孔长的90%,而加长锚固式锚杆的长度是介于上述两种类型的中间。

端部锚固式锚杆支护技术是通过杆体预紧力的方式提高巷道稳定性,即锚杆需要施加给杆体预紧力,而后产生拉伸力作用在巷道上,通过挤压巷道上的岩体,进而降低巷道岩体的变形量,最终达到提高围岩稳定性的目的。

端部锚固式锚杆支护技术形较适合在巷道完整的小型煤矿中使用,且对锚固点要求较高。

全长锚固式锚杆支护的使用场合是在采矿岩体不产生变形时,并且在锚杆安装的初期使用,此时矿体岩体未与锚杆的锚固体产生摩擦,随着采矿工作的进行,采矿矿体会产生变形作用,导致矿体岩体与锚杆的锚固体之间产生摩擦,此时两者之间产生的剪切力会起作用,阻止岩体继续变形,起到锚杆支护的作用。

我国煤矿巷道锚杆支护技术现状与展望

我国煤矿巷道锚杆支护技术现状与展望

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、锚索支护存在的问题

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。

煤矿巷道支护技术改进

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。

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30 45.3 60.4
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
杆体拉剪组合等效应力
杆体拉弯剪组合等效应力
二、锚杆支护存在的问题
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


10°
拉力=80kN、扭矩=160N.m
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
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%。
所有制 事故起数 死亡人数 比例/%
乡镇煤矿
259
313 70.8/68.2
巷道支护效果差会导致:
对于围岩
原巷道断面
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
顶板下沉
1.5m
煤帮挤出
现巷道断面
巷道大变形
支护体受力很小,随围岩一起位移; 支护体破坏、失效。
二、锚杆支护存在的问题
巷道支护效果差的原因 对围岩地质条件及变化认识不清; 支护设计不合理; 支护材料质量不合格; 施工质量不满足设计要求; 矿压监测不及时,不能及早发现问题。
408
7
20
510
7
22
607
7
28.6
900
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%; 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
国有地方煤矿 54
75
14.7/16.3
国有重点煤矿 53
71
14.5/15.5
掘进工作面与巷道是顶板事故多发地点。
二、锚杆支护存在的问题
2、顶板冒落原因与分类
地质原因 煤岩体岩性 煤岩体结构 应力主导型 支护原因 支护设计不合理 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
大部分从球形垫圈与托 板之间弯曲破断。
二、锚杆支护存在的问题 杆体破断
大部分从锚固与未锚段的分界面破断
二、锚杆支护存在的问题
锚杆杆体破断的原因
井下锚杆与巷道表面不垂直, 不是理想拉伸。杆体受拉、弯 、剪与扭复合应力。杆体承受 过高弯矩及弯曲应力易破断。
受拉、弯、扭、剪切
i 4dPt232dM 3 2768M dt32
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

B
o
o2 o1
x1
Δx
x2
α x
tan bW W
yFKb S' y
锚杆尾部屈服与破断载荷
α/°
5
10
15
20
Fs/kN Fb/kN
160.9 214.5
109.9 146.6
82.9 110.5
65.9 87.9
25 54.1 72.1
B500
500
B600 18-25 600
B700
700
670 780 18-25 60-160 850
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 延伸率提高1倍
1×19结构锚索及断面
公称直径/mm 拉断载荷/kN 伸长率()/%
18
低强度
高强度 高预应力 高强度
14-20 18-22 20-25
50-120 120-200 200-400
预应力 /kN
0-10 10-20
60-120
锚固方式
端部锚固 端锚、加长锚固 加长、全长预应力锚固
一、煤矿锚杆支护技术现状
对锚杆支护作用的新认识
锚杆支护的本质作用与关键参数
围岩变形形式:不连续、 不协调变形;连续、整 体变形。锚杆主要对前 者起作用
锚杆预应力及扩散起关键作用: 大幅提高预应力,并实现有效 扩散,可抑制围岩不连续、不 协调变形
不连续、不协调变形
连续变形
一、煤矿锚杆支护技术现状
形成基于地质力学测试、以锚固与注浆加固为核心的煤
矿巷道支护成套技术。
巷道围岩地质力学 测试方法与仪器 1
基于地质力学测试 的动态信息设计法
2
高预力强力锚 杆支护系列材
料与构件
高预应力强力锚杆 高预应3 力支施护工系列材料与构件
机具与工
巷道矿压与 安全监测仪器 6
4
破碎煤岩体 系列注浆材料
5
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。
强力锚杆杆体
牌号
直径 屈服强度 抗拉强度 伸长率 冲击
/mm /MPa
/MPa
/% 吸收功/J
煤矿巷道锚杆支护现状和存在若干问题
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
煤矿巷道锚杆支护发展过程
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 杆支护效果
高预应力强力锚杆
解决复杂巷道支 护难题
锚杆类型 直径/mm 拉断载荷/kN
二、锚杆支护存在的问题
3、锚杆支护构件 锚杆杆体
杆体破断。原材料力学性能不满足设计要求,屈服、拉 断强度低,冲击吸收功小,延伸率低。
杆尾螺纹破断。螺纹精度、强度、尺寸不满足要求,受 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。
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。
1
4
树 脂 锚 固 剂
2
3
金 属 网
钢 带
托 板
减 摩 垫 片
螺 纹 钢 锚 杆
扭 矩 螺 母
锚杆支护构件
二、锚杆支护存在的问题 杆尾螺纹破断
心作用。球垫卡住螺纹,施加很
f
' 1
f
' 2
f2
N '2
大侧向力,引起螺纹受极大弯曲
N1'
θ N1 N2
f1
应力是尾部断裂主要原因。
Ft
F
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。
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