锚杆支护法(4)

D. C. 麦克林(D. C. McLean)在加拿大的两三个金属矿山对采用聚酯树脂系的RocLoc粘结剂的粘结型锚杆和以往的胀壳型锚杆进行了拉拔试验,对两者的紧固力进行了比较,其结果如图43所示,试验结果证明了粘结型锚杆的紧固力比胀壳型锚杆大得多,位移量(滑动) 也极小。B. 卡费桑(B. Caverson)等人在怀特皮尼(White-     

煤岩体锚固性能测试装置研制及应用

针对目前煤岩体锚固性能测试装置仅能人工检测锚杆滑动或者杆体破坏时的拉拔力,通过调研、理论分析、现场实测相结合的手段,研发一种实现连续监测拉拔试验中载荷-位移曲线,同时检测锚杆锚固力、锚杆位移和护表构件在煤壁的压入量,提高煤矿井下煤岩体锚固性能测试水平。     

锚杆煤仓设计探讨

锚杆煤仓是一种新型结构的煤仓,和同类型重力煤仓相比,具有造价低,工期短,施工安全等优点,尤其适用于山岳地区.1977年10月我院在云南大理双河煤矿,试验并建成了一座锚杆煤仓(图1),设计贮煤量为1500吨,使用效果良好,比重力煤仓工程量节省60%,工程费用节省40%.     

MLC-1型锚杆测力仪的应用

锚杆支护方式近几年得到了广泛应用 ,为保证煤巷及岩巷使用锚杆支护的安全可靠 ,应对锚杆受力状态进行监测。目前已有的锚杆测力仪有两大类 ,一类是目前广泛应用的锚杆拉拔计 ,测量锚杆能承受的极限拉力。这一类仪器只能测拉拔力 ,而且是损伤性检测 (拉坏锚杆 )。另一类是能测锚杆所受的轴向拉力 ,但不能测拉拔力。这些仪器价格一般都比较高 ,有些使用起来很不方便 ,影响在井下推广。兖矿集团东宇选矿设备公司生产的ＭＬＣ型锚杆测力仪 ,为便携式数字测力仪器。使用操作极其方便 ,显示迅速 ,价格便宜 ,便于井下岩巷、煤巷推广使用。1　主要…     

煤矿用重型设备短距离快速移动装置设计研究

介绍一种适用于煤矿井下可快速短距离移动重型设备的简单易用装置,减轻工人劳动强度,提高工作效率,该装置由锚杆定位装置和改进后回柱器2部分组成,通过SolidWorks软件对锚杆定位装置进行设计,并进行有限元分析确保零部件安全可靠。     

锚杆、锚索拉拔力的测试校验

在煤矿巷道支护中,大多采用锚杆、锚索进行支护,使得巷道围岩与稳定岩层有效地结合在一起而形成悬吊、组合梁结构,起到减小跨度、加固围岩的效果,进而达到支护的目的。但是在实际工作中难免会出现锚杆、锚索失效的时候,这就要求工作人员及时进行拉拔力实验检查,确保支护质量。通过阐述锚杆(索)支护工艺,介绍了使用LDZ-200型锚杆锚索拉拔计对锚杆(索)进行拉拔力测试校验方法、锚杆(索)锚固合格性的神东企业标准及安全注意事项。     

方向钻具及定向钻进

一、方向钻具史密斯工具公司(Smith TooL Company)生产的方向钻具(Dyna-Drill)已经钻孔10D0万呎以上。它主要适用于石油和天然气工业,也适用于建筑业、矿业和公用事业,可作定向钻进和垂直钻进。方向钻具由卸载阀、马达装置、连杆装置和轴承装置等四部份组成(见图1)     

全长锚固锚杆拉拔试验研究

支护设计最基本的指标是支护能力,即支护的最大承载力.锚杆的支护能力是锚杆对围岩的最大锚固力,由于锚杆在岩土介质中受力的复杂性、多变性,因此锚固能力的计算十分困难.工程中常用拉拔试验来确定粘锚能力,但由于拉拔试验时锚杆体上的粘结剪应力分布与锚杆实际工作时不同,拉拔力并不能作为锚杆的粘锚能力.研究认为,可根据拉拔试验和锚杆的实际承载状态下载荷分布规律的不同,得出最大拉拔力和锚固力之间的关系,为正确地利用拉拔试验来检验锚杆安装质量和评估锚杆锚固能力提供理论依据.     

考虑脱锚的全长锚固锚杆典型工况力学特性分析

全长锚固锚杆存在连续变形承载、非连续变形承载和拉拔承载3种典型工况。为系统研究全长锚固锚杆在不同典型工况下的力学特性,利用经过验证的数值模拟方法以及开发的脱锚算法开展数值试验,分析不同连续变形量级、不同裂隙参数与不同围压拉拔条件下全长锚固锚杆的轴力与剪应力分布规律,以及脱锚对不同工况条件下锚杆力学特性的影响。研究结果表明:(1)在连续变形工况下,全长锚固锚杆的轴力沿杆体先增大后减小,中性点以外剪应力指向锚杆头部,逐渐减小;中性点以里剪应力指向锚杆尾部,先增大后减小。锚杆头部脱锚后,中性点向锚杆尾部转移,脱锚范围轴力与剪应力基本为0。(2)在非连续变形工况下,全长锚固锚杆轴力峰值与裂隙对应。脱锚前轴力与裂隙张开位移呈正比,剪应力在裂隙位置达到峰值,向两侧呈指数衰减,但方向相反;在裂隙位置脱锚后,轴力在脱锚段保持最大值,剪应力在脱锚范围两侧达到峰值,脱锚范围两侧剪应力方向相反。(3)在拉拔工况下,全长锚固锚杆的初始拉拔力快速增大,渐进脱锚后拉拔力表现为锯齿形升降,完全脱锚后拉拔力迅速衰减。峰值和残余拉拔力随围压而增大。未脱锚时轴力与剪应力从锚杆头部向尾部呈指数衰减;部分脱锚时轴力在脱锚段达...     

锚杆锚固质量测试仿真实验台研发及应用

针对现场锚杆锚固质量检测的局限性,设计研发了锚杆锚固质量测试仿真实验台。该实验台由固定架、锚固装置、拉拔装置组成。根据相关理论确定实验台各装置的合理参数,完成实验装置的设计。该实验台具有对锚杆锚固过程进行模拟、对锚固质量进行无损检测、对锚固体的力学性能进行测试等功能。应用结果表明,该实验台可以达到设计目标,满足锚固质量无损检测和锚固施工过程模拟要求。     

FLAC3D中Cable数量对锚杆拉拔模拟试验 结果的影响

为研究相同锚杆长度时Cable数量对模拟结果的影响,采用FLAC~(3D)中的Cable结构单元建立锚杆模型,并在相同围岩属性、网格密度、边界条件等条件下,通过拉拔模拟试验研究Cable数量和锚固剂刚度对结果的影响。结果表明:按照FLAC~(3D)帮助手册中根据development length设置Cable数量的建议并不可靠;对相同长度锚杆划分为不同Cable数量时,模拟结果有明显不同;当单一Cable长度与网格长度划分一致或比网格更短时,锚杆能获得较大的拉拔轴力;可以根据现场拉拔试验确定锚杆的极限拉拔力,然后在数值模拟中设定单一Cable长度为网格长度的0.5～1倍之间寻找与现场试验相符合的模拟方案;锚固剂刚度变化对锚杆轴力的峰值影响并不显著,但会改变轴力的峰后变化特征。     

锚杆拉拔试验的意义

本文通过对端锚锚杆、部分锚固锚杆在拉拔试验和实际工作状态下的力学分析，得出了最大拉拔力和锚固力之间的关系，为正确地利用拉拔试验来检验锚杆安装质量和评估锚杆锚固能力提供了理论依据。     

螺纹钢锚杆锚固岩石拉拔试验过程精细化数值模拟研究北大核心

为研究螺纹钢锚杆拉拔界面力学特性及锚固结构拉拔破坏过程,在锚杆拉伸试验及数值模拟的基础上,采用有限元软件ABAQUS建立螺纹钢锚杆拉拔对称平面模型,基于界面黏结损伤模型,对螺纹钢锚杆拉拔失效全过程进行模拟。结果表明:数值模拟可还原真实螺纹钢锚杆的拉伸断裂过程,与圆钢材料拉伸断裂特征不同,螺纹钢锚杆拉伸断裂方位与肋倾角平行;不同肋间距锚杆的载荷-位移曲线说明,肋间距越小,锚固承载性能越好;锚杆横肋的存在可提高黏结接触面积,增大机械咬合力;随着拉拔载荷增加,岩体呈漏斗状由锚固前端向锚固后端逐渐破坏,界面损伤及剪应力峰值逐渐向锚固段深部移动;锚杆、岩体及界面损伤会造成锚杆拉拔载荷-位移曲线波动,损伤越剧烈,波动越明显。     

锚杆拉拔过程中锚固体系传力规律研究

开展锚杆拉拔过程中锚固体系传力规律的实验研究。通过设计锚杆拉拔实验模型,并以应变片和数字散斑相关方法作为实验测试手段,分析锚杆拉拔过程中锚杆传力、锚固体系变形场演化、锚固剂与围岩界面变形演化、锚固剂与围岩位移及锚固剂与围岩相对位移演化特征。研究结果表明:1)锚杆竖向应变随与锚固端部距离增加而减小,相邻两测点轴力差值演化特征与锚杆锚固剂界面的摩擦类型相关;2)锚固体系变形场演化特征为:在锚杆拉拔过程中,锚固体系变形主要集中于锚固剂与围岩界面处,随着拉拔力增加变形集中区域从锚固端部沿锚固方向向深部扩展;3)锚固剂与围岩界面变形演化特征为:初始拉拔阶段,界面变形沿锚固方向呈单调递减趋势,随拉拔力增加,界面变形沿锚固方向呈先增后减趋势,且变形最大值固定于近锚固端部的某一锚固深度;4)锚固剂与围岩位移演化具有一致性特征,总体经历了弹性变形阶段、塑性变形及扩展阶段、变形回弹阶段,锚固剂与围岩的相对位移演化速率与锚固剂和围岩的变形阶段相关。     

树脂锚杆锚固性能及影响因素分析

采用理论分析、实验室试验、数值模拟及井下实测相结合的方法对树脂锚杆锚固性能及影响因素进行研究。理论分析了锚杆在拉拔与全长锚固状态下的应力分布特征;在实验室进行了不同形状锚杆、不同钻孔直径下锚杆拉拔力试验,得出了锚杆形状、孔径差对锚杆拉拔力的影响程度;测试了不同模拟钻孔温度、淋水量下锚杆的拉拔力,得出了温度、淋水量与锚杆拉拔力之间的关系。采用有限差分数值模拟软件FLAC3D,计算了不同杆体形状、孔径差、居中度及不同围岩强度下锚固剂、围岩中的剪应力大小,分析了诸因素对剪应力分布的影响,得出了不同条件下剪应力分布特征。在平庄风水沟煤矿井下进行了软岩可锚性试验,实测了软岩不同含水状态下锚杆、锚索拉拔力。最后,提出改进树脂锚杆锚固性能、提高锚固力的建议。     

不同黏结长度锚杆拉拔承载特性研究

黏结长度是影响锚杆承载性能的关键因素之一,研究不同黏结长度锚杆的拉拔承载特性对锚杆支护设计具有重要意义。为此,基于锚固界面的"三线性"黏结-滑移模型,采用FLAC3D数值软件研究了不同黏结长度锚杆的拉拔承载特性。研究结果表明:黏结长度会显著影响锚杆拉拔载荷-位移曲线的形态和发展过程,增大锚杆黏结长度能够提高其承载能力,提高锚杆抵抗失效的能力。随着黏结长度的增加,锚杆峰值拉拔载荷先快速增大后稳定增大,锚杆软化载荷和摩擦载荷先逐渐增大后保持不变,锚杆存在临界黏结长度。拉拔载荷作用下,锚杆轴力沿锚杆长度方向逐渐降低,峰值剪应力最先出现在锚杆加载端,并逐渐向锚杆自由端移动。随着黏结长度的增加,锚杆轴力作用范围增大,锚杆剪应力的不均匀性增加。研究结果可为锚杆支护设计提供有益参考。     

全长锚固玻璃钢锚杆应力分布规律及 影响因素研究

为揭示全长锚固玻璃钢锚杆界面应力传递规律,进行玻璃钢锚杆全锚模型试验,获得锚杆拉拔试验轴力和剪应力分布规律;采用PFC颗粒流数值模拟软件对锚杆应力分布规律进行细观研究,得到锚杆所受荷载、锚固剂弹性模量和锚杆弹性模量对锚杆应力分布影响规律。结果表明:在弹性黏结阶段,锚杆拉拔端口到锚固末端剪应力大小呈先增后减的趋势,剪应力最大值距离拉拔端较近,锚杆轴力却逐渐减小;拉拔荷载越大,剪应力、轴力均越大;锚固剂弹性模量越大,锚杆剪应力越集中,轴力变化程度越大;锚杆弹性模量越大,剪应力最大值越小,轴力越大,轴力分布相对集中。     

钢丝绳砂浆锚杆拉力试验卡具

我处井三区革新组革新成功一种与ML-20型锚杆拉力计配合使用测定锚杆锚固力的卡具,解决了钢丝绳砂浆锚杆拉力的试验问题。这种卡具由卡紧装置、支撑装置和保险装置三部分组成(如附图)。     

粘结式锚杆抗拔力及拉拔误差分析

目前树脂药卷锚固的锚杆支护技术得到了广泛应用,对锚杆拉拔工况下抗拔力和拉拔误差进行了分析,采用根据锚固剂及围岩的强度、刚度与杆体、孔壁间的相对位移法和弹性力学移解法两种方法研究分析锚杆拉拔力状况,并对比两种结果,为科学计算与设计锚杆支护参数提供参考。     

抗拔荷载作用下锚固体与岩土体界面剪切作用

为了加深对锚固机理的研究,通过建立锚杆在受到拉拔荷载作用下锚固体界面侧阻力产生软化的数学模型,分析了锚固体与周围土体界面分别处于弹性状态、塑性状态、部分进入滑移状态、全部进入滑移状态4个阶段锚杆的轴力、位移和锚固界面剪应力,推导了锚杆产生松动的临界荷载、拉拔荷载与松动长度的关系及锚杆极限抗拔荷载的理论公式。结果表明,当锚杆在受到拉拔作用后滑移破坏首先在端部产生,然后荷载向锚杆里端传递,致使锚固体进一步破坏;根据拉拔荷载与锚杆松动长度之间的关系,当锚固体界面的侧阻力大于临界滑移的侧阻力时,在拉拔荷载作用下锚杆表现为渐进性破坏,当锚固体界面的侧阻力小于临界滑移的侧阻力时,则为突发性破坏。