矿用锚杆回收技术的研究与实践

尽管校直技术已广泛应用于锚杆回收中，但由于校直技术不完善，严重影响了锚杆的回收利用。经过详细周密的调研，对当前使用的各种锚杆校直技术作了深入地研究、比较，吸取了其技术的优点和长处，抛弃了它们的不足，提出了新的锚杆校直技术，为锚杆回收技术的进一步发展提供了参考价值。     

孔庄矿“三软”煤层巷道锚杆支护技术研究与应用

揭示了"三软"煤层巷道支护的发展方向,详细叙述了上海大屯能源股份有限公司孔庄煤矿"三软"煤层巷道锚杆支护设计参数、巷道施工工艺与方法、矿压观测结果与分析。实际应用结果证明,锚杆支护改善了巷道受力状况,减少了巷道围岩的变形量;能够简化回采工作面两个出口的维护工序,加快工作面的推进速度;锚杆支护大大降低了支护成本,经济效益显著。     

预应力锚杆支护应力场叠加效应试验研究

基于相似模拟原理,建立了锚杆支护应力场三维形态分布测试试验台,测试了单根锚杆在不同预紧力条件下的支护应力二维和空间分布情况,以及2根锚杆和4根锚杆共同作用时支护应力叠加分布情况。试验测试结果表明,锚杆支护应力在围岩内部形成了压应力区和拉应力区,随着预紧力的增加,压应力区的分布范围显著增大,拉应力区的分布范围相对固定;应力峰值集中在锚杆轴线附近,沿水平方向迅速衰减,导致应力等值面也由密集变稀疏;2根锚杆共同作用时,应力在2根锚杆中间区域叠加明显,10～200 kPa应力等值面的分布面积均有不同程度的增加,但不同应力等值面的分布面积增量差异显著,20～60 kPa应力等值面的增量占比均超过30%,其中40～50 kPa应力等值面的增量占比更是超过40%;当4根锚杆共同作用时,在适宜预紧力的条件下,部分应力等值面以非闭合面的形式分布在锚杆自由段两端,形成一个具有一定厚度的压缩带。     

单根锚杆不同工作载荷下支护应力场特征相似模拟研究

采用实验室相似模拟测试和分析了单根锚杆在不同工作载荷条件下围岩横向和纵向应力场分布特征。测试结果表明:锚固体轴向应力场由压应力核心区和扩散区构成,核心区位于锚固体近锚杆区域,由3个压应力集中区组成,整体呈"酒精灯"状分布。随着锚杆工作载荷的加大,轴向应力场在垂直轴向方向上无论应力值还是分布范围均明显增大,在锚杆轴线方向虽然应力值明显增大,但应力分布范围基本无明显变化。锚固体横向应力场沿锚杆轴向在锚杆周围形成前后2个比较明显的压应力集中区,浅部应力集中区在锚杆托板下方呈倒扣的碗状,锚固段附近压应力集中区呈对扣碗状。锚固体横向应力场整体应力值较小,约为轴向应力场应力值的1/4左右。随着锚杆工作载荷的加大,锚固体内横向应力集中区范围不断扩大,应力值不断提高,但位置和形态基本保持不变。     

多类型复合顶板锚杆预应力场分布特征及支护优化

针对煤矿巷道顶板岩层结构的多样性与复杂性,通过大范围顶板原位强度测试和围岩结构窥视,对巷道顶板结构类型进行划分,对比分析了不同顶板类型和锚固参数下锚杆预应力场的分布特征,对复合顶板巷道锚固参数进行了优化,结果显示:晋能集团阳泉矿区主采煤层巷道顶板类型可分为软弱型、软硬相间型、下硬上软型和硬软相间型;无论是单一岩层还是复合岩层,锚杆预应力整体上呈“两拉一压”的分布特征;在复合岩层中,层理面是阻碍锚杆支护应力传递的主要因素,层理面越多,形成的有效压应力范围越小;通过施加高预紧力和使用大护表构件,可以有效扩大锚杆压应力区范围;通过调整锚固长度或锚杆长度,使层理面位于压应力较高的区域,可以有效避免巷道顶板垂向离层和水平错动。以软弱型顶板巷道为例,开展复合顶板巷道围岩锚固支护优化现场实践,验证了理论研究的可行性。     

基于围岩变形的预应力锚杆受力特征分析 及锚固机理

在实际围岩变形条件下对预应力锚杆应力分布进行分析,建立了预应力锚杆-围岩相互作用模型,得到预应力锚杆轴力、剪应力分布解析式,进而获得锚杆应力分布曲线。结果表明:影响锚杆轴力、剪应力分布的因素有预紧力、围岩性质、锚杆及锚固剂参数;在未发生滑移的情况下,自由段所受轴力为定值,锚固段所受轴力沿锚杆长度方向减小至0;而锚杆自由段所受剪应力几乎为0,在锚固段始端剪应力急剧增大至最大值再沿锚杆长度方向衰减至0;在发生滑移的情况下,需对锚固段轴力进行修正,得到锚杆应力分布规律。     

组合岩层端锚锚杆预应力场分布规律模拟研究

在不考虑原岩应力的条件下,通过有限差分数值模拟软件FLAC3D,对软硬岩层不同组合条件下锚杆预应力场分布规律进行数值模拟研究。结果表明,在软岩和硬岩中,较高的连续压应力分布范围基本一致,但锚杆产生的压应力由软岩层向硬岩层方向传递的效果要明显优于压应力由硬岩向软岩传递的效果。现场支护中,可通过施加高预紧力来扩大锚杆支护有效压应力区范围;同时可调整锚固段或锚杆长度,使结构面位于压应力较高的有利位置,避免锚杆因水平应力的影响出现剪断或离层现象。     

裂隙几何特征及围压对岩体渗透特性的影响

裂隙岩体中不同产状、迹长、裂隙密度等几何特征以及所处应力坏境,使岩体渗透特性存在客观各向异性。利用裂隙几何特征生成裂隙网络模型,基于RFPA~(2D)-Flow软件模拟计算不同尺寸、不同方向上等效渗透系数,探讨裂隙的密度、倾角、迹长以及围压对岩体的渗透主值、渗透张量的影响。结果表明:①裂隙密度和裂隙迹长对渗透主值有影响,但对渗透主方向无影响,随密度或者迹长的增大,渗透主值增大;②裂隙倾角对渗透主值影响较小,对渗透主方向有直接影响,渗透主方向近似位于2组裂隙夹角的平分线上;③随着围压增大,渗透主值逐渐减小;④等压条件下,围压对渗透主方向无影响,不等压条件下,渗透主方向随着围压的变化而变化。     

深部大变形巷道锚杆支护理论与技术研究进展

深部大变形巷道的锚杆支护问题是目前煤炭开采领域科学研究的热点之一.简要总结了传统的锚杆支护理论和近年来国内外学者专家提出的深部巷道支护新理论和新技术,介绍了本团队在深部巷道锚杆支护研究方面取得的阶段性成果.认为深部巷道围岩存在不可控的"给定变形";锚杆预应力及支护阻力无法控制深部巷道塑性区的发展,预应力对抑制破碎区围岩的离层、剪胀等非连续变形作用较大;锚杆施加高预应力可在围岩中产生较大压应力带,充分发挥锚杆主动支护作用与群锚功能,可有效降低塑性区向深处扩展速率;锚杆从支护到失效,其锚固力随围岩变形一般要经历稳定、减小、残余锚固力3个阶段;深部大变形巷道锚杆支护应满足2个条件,所受载荷不超过极限强度、锚固基础不受塑性区影响;采用基于高阻让压设计理念的可接长锚杆能较好的适应深部巷道锚杆支护要求.     

基于流固耦合的雷蒙机主机参数响应面分析

雷蒙机主机部分能量消耗在配套产品中占比很高,以主机入口风速、 主轴转速和整机出口压力为参数, 利用 CFD 流体仿真中 DPM 模型进行三因素响应面试验,分析主机压损的变 化规律,得出入口风速和主轴转速为压损 的显著影响因素。 对比主机压损的极限工况,流场的涡流影响会导致主机 压损增加。 对入口风速和主轴转速进行单 因素分析,得出入口风速越小或主轴转速越大,风场流动越稳定,湍流动能变 化越小,主机压损越小。 研究成品颗粒与 风场的耦合作用,颗粒在风场的携带作用下首先在磨辊区获得较大的动能, 并随风场流动向分级机输送,最终在分级 机转动形成的局部旋向风场的作用下被选出。 研究结果为确定雷蒙机主机 参数和分析流固耦合提供了参考。     

深部大采高充填开采沿空留巷围岩控制机理及应用

针对深部大采高充填开采沿空留巷支护系统损毁等矿压现象,提出了高水材料充填体性能优化、锚杆索强力联合支护和钢管混凝土组合支架的综合控制技术,并阐明其作用机制。综合多种方法研究分析不同配比方案条件下的充填体力学性能和矿压规律,得出C2组配比材料充填能较快形成稳定平衡大结构;提出降低实体煤帮高度和采用高强锚杆索形成点线面结合的支护结构体系,保障关键支承点实体煤帮稳定,以及高预应力高强锚杆索和桁架锚索系统保障留巷顶板小结构完整;研制的圆钢管混凝土组合支架具有承载能力高、抗弯性能强、塑性与韧性好以及一定让压能力和抗侧压能力等优越性,能适应深部留巷顶板大变形和提升充填体围岩支护性能。现场实践表明,采用综合控制新技术后,无明显周期来压现象,支护系统未发生弯曲损毁现象,充填体侧顶底板移近量达490 mm,实现了深部大采高沿空留巷围岩的有效控制。     

煤矿新型让压锚杆研究及应用

针对高应力软岩巷道围岩的大变形特征,设计了一种煤矿新型让压锚杆,主要运用钢套管内部约束热固性聚氨酯弹性材料来达到大变形让压的目的。试验表明,该锚杆与传统让压锚杆相比,具有让压距离大(为传统让压锚杆的3倍)、让压后承载性能稳定的显著特点。工程应用表明,该锚杆对深部高应力软岩巷道围岩稳定性能起到较好的控制作用。     

注浆堵水确保树脂锚杆支护质量

树脂锚杆支护巷道穿过含水地层时,为保证树脂锚杆支护的有效性,必须对所要经过的含水地层进行预先处理。通过注浆填堵围岩裂隙,将承压水阻止在浆液凝固半径以外,既提高了围岩的刚度和整体性,又保证了锚杆支护质量。本文介绍了庞庄矿-850小湖系主系统轨道下山在通过山西组7煤顶板砂岩含水层时的施工方法。     

梁北选煤厂有压重介旋流器分选系统工艺改造与优化

针对梁北选煤厂有压三产品重介质旋流器系统不稳定的现状,对系统设备及工艺参数进行了优化和改进,并对混料桶结构和出口方向进行了调整,优化了混料泵参数,将混料泵叶轮由90 mm增加到110 mm。改造后解决了矸石物料粒度大、混料桶矸石堆积以及混料泵通过量小的问题,通过实践证明,改造取得了良好的效果,可为有压重介质旋流器的生产控制提供一定借鉴与经验。     

用螺栓紧固的闭合桁架锚杆控制坏顶板

这种桁架锚杆由一些受拉杆件组成,它通过在顶板中产生向上的推力来控制顶板。锚杆的一端位于煤墙的上方,将它的垂直分力传递给煤墙。有些矿井在巷道顶板每排只安装四个不闭合的普通垂直锚杆,把桁架锚杆作为控制顶板的辅助支架。因为这种闭合桁架锚杆的两个斜锚杆安装速度较慢,影响生产,故快速掘进的巷道一般不愿用它。为此,研制了一种带有斜头的锚杆机,这种斜头能在极短的时间里从垂直方向转换成倾斜方向。简矿在不同地段试验了几种锚杆机,并在大范围内试用。经过研究认为英格索尔—兰德 T D——12型双臂锚杆     

性优价廉的滚丝锚杆

通过对滚丝锚杆和普通锚杆的力学性能试验和井下使用证明,滚丝锚杆加工简单、性能优良、成本低廉,属等强度可拉伸型,有利于巷道围岩的加固。     

预紧力锚杆作用下锚固体内应力及锥形体特征分析

在煤矿巷道预应力锚杆支护中,锚固体内锥形体的形成是预应力锚杆能发挥作用的重要原因。为了研究预应力锚杆作用下锚固体内的应力分布和锥形体的形成规律,采用ANSYS有限元分析软件,建立了含有单根锚杆的锚固体模型,并施加锚杆预紧力和围岩压力,研究了含预应力锚杆的锚固体内应力状态和锥形体的形成规律。结果显示:锚固体内的水平应力呈现出两头大中间小的"凹"形;锚固体内锥形体呈中空的"拳头"状;在靠近锚杆端部位置,锚固体内会产生一定的拉应力;锥形体轮廓与锚杆的夹角随着围压的增大而减小,随锚杆预紧力的增大而增大;锥形体端部高度随围压的增大而增大,随锚杆预紧力的增大而减小。     

GD—25C型爆破孔钻机钻杆车削夹具

进风阀是我所生产的砼湿喷机组上的一个主要部件,在使 用中发现,该阀阀芯有时会出现转动慢且卡死的现象,影响了机组的正常使用。为此,我们对它进行了改进。 1 原进风阀的结构及存在问题 原结构形式如图1所示。进风阀通过其上的底板固定于罐体上的一个支架上,它的一个入口与风源管路相连,两个出口分别与左右罐体的进风口相连。在机组正常工作时,当机组的左侧罐体排料,右侧罐体添加料时,进风阀的转子阀芯在程控油缸与传动装置的带动下向左转动到设定角度,使进风阀入口与左侧出口相通,与右侧出口断开,从而保证压风进入左侧罐体,右侧罐体内不进压风;当机组的右侧罐体排料,左侧罐体添加料时,进风阀的阀芯向右转动到设定角度,使进风阀入口与右侧出口相通,与左侧出口断开,从而保证压风进入右侧罐体,左侧罐体内不进压风。     

近距离煤层下层煤巷复合顶板锚杆与桁架支护技术

曹庄煤矿目前主采石炭二叠纪太原组7,8,9,10-2层煤,9,10-2层煤为近距煤层,10-2层煤顶板距9层煤采空区厚2.09m,顶板为煤岩复合顶板极易破碎。多年来,10-2层煤巷道全部采用11#工字钢梯形棚支护,随着矿井开采深度增加,矿压显现越来越突出。为解决10-2层煤顶板支护问题,在10-2层煤巷道采用锚杆与桁架支护试验,试验巷道不但在正常支护状态下变形量小,而且在工作面推采超前压力作用下基本无变形。实践证明在近距离、采空区下、破碎复合顶板煤巷中使用锚杆与桁架支护技术,安全可靠,社会经济效益显著,可供相似条件下的煤矿推广使用。     

园锥型倒楔锚杆

<正> 倒楔锚杆锚固力大,并且具有初锚力。因此,在岩石较差的锚喷巷道中,为了及时控制围岩,确保施工安全,常常采用倒楔锚杆。过去,我矿一直使用斜面型的倒楔锚杆。锚头、楔子见图1、图2。这种倒楔锚杆主要靠斜面的配合位置与锚眼孔楔紧。安装方法一般为:(1)倒楔与锚杆一道捆好,推入眼中,锤紧楔子。(2)先认准锚头平面,将锚杆先塞入眼中。然后将楔子顺锚头平面方向塞入,锤紧楔子。