矿用锚索预应力损失试验研究及分析

预应力在锚索支护中起着非常重要的作用,但是现场工程实践中存在锚索预应力损失现象,在潞安漳村矿进行了锚索预应力损失试验,得出锚索长度、直径、张拉程度、张拉机具、锚具以及煤岩体等因素均对锚索预应力损失产生影响,并提出相应解决方法,超张拉25%,以保证锚索预应力能够满足设计需求。     

煤矿巷道预应力锚索支护技术及应用

小孔径树脂锚固预应力锚索作为煤矿巷道的一种有效支护方式,已得到大面积推广应用。本文在分析传统锚索支护原理的基础上,介绍了对锚索支护机理的新认识,指出锚索的本质作用是在围岩中产生支护应力场,对围岩施加压应力,与锚杆共同形成预应力承载结构,并调动深部围岩的承载能力;阐述了预应力锚索支护形式及支护参数的选取方法,确定了锚索预应力、直径、强度与长度的合理取值范围;介绍了锚索支护材料与构件的力学性能,注浆锚索的结构与特点,及锚索张拉设备的技术性能;论述了锚索预应力损失的主要影响因素和控制措施;介绍了预应力锚索在特大断面开切眼、强烈采动影响巷道及千米深井岩巷中的应用实例,井下应用有效控制了巷道围岩变形,取得良好支护效果。最后,分析了预应力锚索存在的问题,并提出改进建议。     

全断面高预应力强力锚索支护技术及其在动压巷道中的应用

分析了目前煤矿锚索支护存在的问题,在高预应力强力支护理论的基础上,提出高预应力、长度较短的强力锚索,并全断面垂直岩面布置,是高地压、大变形巷道的有效支护方式.介绍了强力锚索及配套护表构件的力学性能,将强力锚索、拱形大托板及钢筋网组成全断面强力锚索支护系统,在锚索施加预应力的同时,给钢筋网也施加了较高的预应力,使钢筋网成为预应力支护系统的重要组成部分.在潞安矿业集团有限责任公司漳村煤矿一条与回采工作面对掘的、受2次强烈动压影响的巷道中,进行了全断面高预应力强力锚索支护技术试验,巷道支护状况发生本质变化.巷道两帮移近量比原支护方式降低90%,顶板离层几乎为0,围岩变形得到有效的控制.不仅解决了巷道支护难题,而且验证了支护理论的正确性.     

特厚煤层全煤巷道高预应力锚杆支护技术与实例分析

针对同煤集团特厚煤层开采矿井的特厚顶煤巷道中,锚杆锚索无法全部锚固到稳定岩层、巷道断面大、综放开采采动影响强烈等一系列难题,在分析锚杆锚索在煤层中的锚固性能、高预应力对全煤巷道围岩控制机理基础上,研究了高预应力锚杆支护技术,进行了火成岩侵入影响破碎围岩大巷、强烈动压影响大断面煤巷、深部多次动压影响巷道等复杂困难巷道的支护设计与井下支护效果分析。在塔山、麻家梁煤矿的应用结果表明,高预应力锚杆支护技术能够有效控制特厚煤层全煤巷道的强烈变形,满足煤矿安全高效生产的要求。     

煤矿锚索预紧应力损失原因分析及解决途径

针对煤矿井下小孔径树脂锚固锚索预应力损失的问题,详细分析了影响预应力损失的各种因素及影响程度,在此基础上提出了改进措施,并提出了对锚索进行超张拉的施工措施,以提高锚索的支护效果。     

小孔径锚索预应力损失影响因素的试验研究

针对煤矿小孔径树脂锚固预应力锚索的特点,及锚索预应力损失的研究现状和存在的问题,采用理论分析、实验室与井下试验相结合的方法,研究了小孔径树脂锚固锚索预应力损失机理与规律。重点分析了锚索张拉和锁定过程中的预应力损失,及围岩变形引起的预应力损失。锚固系统导致的预应力损失包括锚口摩擦损失和锁定损失;对于特定锚固体系,存在最优限位距离,22 mm锚索的最优限位距离为11～13 mm;锚索长度、张拉油压、张拉机具、锚具及与机具的匹配性对预应力损失率都有不同程度的影响：一般锚索长度越小,预应力损失越大;限位距离偏小时张拉油压在20～30 MPa范围内,预应力锁定损失率最大,限位距离较适当时预应力锁定损失率随张拉油压的增大而减小。最后,提出保证锚索预应力的技术措施,包括施工前进行试验,得出最优限位距离,并对千斤顶进行改造;在锚索预应力设计时,应考虑一定比例的超张拉;当围岩松软破碎时,应增加托板、组合构件及护网的面积、强度与刚度。     

近距离煤层下层动压巷道支护技术研究

针对近距离煤层群下层动压巷道的地质特点,以山西某矿回采巷为例,在原支护分析和效果评价基础上,采用FLAC^3D有限差分程序,对巷道围岩应力分布规律、塑性破坏范围及支护改进措施进行研究。通过井下地质力学测试、围岩变形破坏特征分析,提出高预应力全断面锚索支护技术,并开发了高强度、大面积护表构件。井下实践表明,高预应力全断面锚索支护技术,能够解决近距离煤层群下层动压巷道支护难题,保证巷道安全。     

应力异常区软弱顶板巷道全锚索支护技术

分析了煤矿锚索在使用中存在的问题,基于高预应力强力支护理论,在应力异常区、顶板软弱、矿压显现剧烈的巷道全断面采用高预应力短锚索支护技术。通过数值模拟对比,得出全锚索支护的预应力大小及作用效果均远优于普通锚杆、锚索支护,并能改善掘进面超前围岩受力状态。在潞新二矿W4203运输巷进行了全锚索支护试验,巷道顶板下沉量与原支护相比减小90%以上,变形得到控制,有效解决了巷道掘进过程中炸帮及大变形等技术问题,锚索间排距增大到1 200mm伊1 400 mm,大幅提高了巷道掘进效率。     

松软厚煤层留顶煤动压巷道围岩综合控制技术

针对松软厚煤层留顶煤动压巷道的地质特点,以阳泉某矿81206回风巷为例,在原支护参数分析与支护效果评价的基础上,对支护参数选取原则和巷道围岩控制方法进行研究。通过井下地质力学测试、围岩变形破坏特征分析,提出高预应力全断面锚索支护的综合支护技术,并开发了高强度、大面积护表构件。井下实践表明,"高预应力全断面锚索支护"综合围岩控制技术,能够解决松软厚煤层留顶煤动压巷道的支护难题,保证巷道安全。     

高预应力强力支护系统在王坡煤矿的应用

简述了高预应力强力支护理论,分析了王坡煤矿3号煤层的地质条件,根据地质生产条件,采用高预应力、强力锚杆锚索支护系统,成功支护了王坡煤矿大断面及复杂困难条件巷道,根据矿压观测分析,该支护系统有效控制了巷道围岩的变形,保持了巷道围岩的稳定性。     

煤矿预应力锚杆支护技术的发展与应用

介绍我国煤矿巷道锚杆支护技术的发展过程,分析预应力锚杆支护作用机理与影响因素,确定锚杆预应力设计的原则是控制围岩不出现明显离层与拉应力区,得出不同锚杆的预应力取值范围,分析影响锚杆预应力的主要因素。论述预应力锚杆与锚索对支护材料的要求,介绍高强度、高延伸率锚杆与锚索材料力学性能,高预应力施加方法与机具。最后,介绍预应力锚杆与锚索支护在复杂困难巷道中的应用,包括支护形式与支护效果。指出预应力锚杆与锚索支护,必要时进行注浆加固,是一种复杂困难巷道有效的支护形式。     

预应力全长锚固锚杆抗剪作用分析

通过有限差分软件FLAC3D模拟计算了预应力全长锚固锚杆抗剪作用,着重探讨了围岩强度、锚杆以及预紧力对节理面抗剪性能的影响。模拟结果得出:节理的抗剪性能受到围岩强度的显著影响;加锚节理的抗剪性能由于锚杆与围岩组成的系统抗剪刚度提高,使得节理的抗剪强度提高;预紧力的施加一方面提高了支护系统的刚度,另一方面使得锚杆轴向力相对于节理面法向分量增加,提高了节理的抗剪性能。     

高强度预应力注浆锚索研制与应用

高强度预应力注浆锚索由预应力锚头、多根预应力钢丝、中空注浆管等组成,具有承载强度高、预应力大、注浆方便、端锚与全长锚固相结合等优点,适用于复杂条件矿井、水电站、公路、铁路、以及其他灾害边坡等工程的加固治理中。在深部煤矿井大断面巷道及硐室支护中应用效果较好。     

全长预应力结构防止钻孔瓦斯积聚技术研究

高瓦斯矿井锚杆锚索孔内高浓度瓦斯积聚,工作面回采过程中由于锚杆锚索各构件在高速旋转过程中相互碰撞或端头支架与锚杆锚索头碰撞产生火花而引燃锚杆锚索孔中高浓度瓦斯造成安全事故。分析了锚杆孔中瓦斯罐的形成及瓦斯燃烧因素,井下实测了锚杆支护巷道中瓦斯含量,并对结果进行了分析。论述了实现全长预应力结构的技术措施,并在井下进行了工业性试验。由于采用了全长预应力结构的锚杆锚索组合支护系统,锚杆与孔壁之间的间隙被锚固剂完全充填,不仅支护效果良好,而且消除了高瓦斯矿井锚杆支护巷道中瓦斯罐的隐患。     

近距离采空区下松软破碎煤层巷道锚杆锚索支护技术研究

在地质力学现场测试和岩石成分分析的基础上,分析了近距离采空区下松软破碎煤层巷道破坏的主要原因和影响因素,指出原有锚杆支护系统预应力偏低、护表构件不合理是造成巷道破坏的主要原因,提出了采用高预应力全长锚固锚杆和锚索支护并加大护表构件的面积和强度的方法进行此类巷道的支护。以红庙煤矿五区5-2S一片工作面回风巷为工程实例,详细介绍了高预应力锚杆锚索支护方案并进行了现场工业性试验。研究结果表明,高预应力锚杆锚索支护系统能够控制此类巷道的强烈变形,支护效果比较理想,为类似条件下巷道支护提供了有效手段。     

深井厚复合顶采空区上方煤巷支护技术及应用

分析了深井厚复合顶板采空区上方煤层巷道的支护难点和特点,提出了围岩强化控制技术和此类巷道的锚杆支护方案,介绍了应用于淮南某矿深井厚复合顶板采空区上方煤巷锚杆支护的成功经验。实践证明,高预应力高强锚杆组合的围岩强化控制技术是控制深井厚复合顶板采空区上方煤巷围岩变形的有效方法。     

煤巷高预紧力支护的围岩改善原理及控制技术研究

 基于高预紧力支护围岩内部的应力分析,文章于应力改善、增韧止裂、限制离层、增大残余强度等四个方面分析其对围岩的改善原理。并针对利民煤矿迎采动工作面沿空掘巷的老顶回转变形、动压影响,提出采用 “强”、“紧”、“扩”、“固”相结合的“四位一体”支护策略,即采用HRB335高强锚杆、严格保证预紧力、发挥应力扩散作用、保证锚杆锚固力,并在现场进行了工业性对比试验。试验结果表明：预紧力300N?m支护巷道顶底、两帮最大变形速度是100N?m的50.8％和60％;提高预紧力可以显著抑制围岩破碎,提高支护体完整性和残余支护强度,提升巷道对动压的承受能力。     

煤巷掘锚一体化机组快速支护技术研究

为了解决国内煤矿掘锚一体化煤巷掘进效率低问题,结合围岩工程环境及原支护方案,提出煤巷采用小承载结构控制围岩变形,分析小承载结构作用机制,主要包括初期支护强度、短锚索宽承载效应、大护表预应力扩散效应及让压结构损失效应。在此基础上,结合掘锚机组工作特征,对支护技术工艺进行优化,并在井下进行了工业性试验。试验表明,新支护方案及支护工艺实现了煤巷掘进的快速支护,提高成巷速度75%,大幅降低了支护成本。     

华亭煤矿软岩大巷底鼓成因及防治技术

甘肃华亭煤矿二水平开拓大巷穿越含有大量的黏土类矿物的泥岩层,由于泥岩遇水膨胀和存在较大的构造应力作用,致使巷道底鼓严重。分析了底鼓成因,采用内层全断面锚网喷外层全断面浇筑钢筋混凝土碹的复合支护形式,取得了良好的支护效果。     

高预紧力锚杆支护理论与技术发展现状

总结了高预紧力锚杆支护作用机理,介绍了我国高预紧力锚杆支护技术发展现状。认为:我国锚杆预紧力水平较低,应当在锚尾螺纹精细加工、锚杆与附件结构性能匹配、防锈蚀锚杆材质研制等方面加强研究,真正实现高预紧力锚杆支护,为我国复杂困难条件下的巷道支护提供重要保障。