深井破碎围岩条件下煤巷锚杆构件合理配套

基于徐州矿区张小楼井24302工作面运输平巷的地质条件，在深井破碎围岩条件下进行了煤巷锚杆支护试验，介绍了锚网带索支护技术参数和不同构件配合支护的巷道矿压显现．根据顶板锚杆螺母撕裂和穿过托板与钢带导致的锚杆支护失效问题，在实验室完成了锚杆、托板、钢带和螺母等支护构件配合的力学性能试验．试验表明：直径20mm的螺纹钢锚杆杆体性能稳定，破断载荷均在186kN，杆体和螺母的螺纹配合完好，顶圆底四方螺母能与托板和钢带很好地配合，外接圆直径为38mm的六方螺母与托板和钢带不能很好地配合．深井高应力破碎围岩条件对锚杆支护系统中的锚杆、锚固剂、托板、钢带和螺母等构件的力学性能配合要求高，它们的力学性能应基于锚杆的破断力合理配套．     

锚杆构件力学性能及匹配性

在分析煤矿巷道锚杆支护构件破坏形式与原因的基础上,研究了锚杆各构件,包括杆体、螺纹段、托板、球形垫圈及减摩垫圈的力学性能。采用理论计算与数值模拟分析了杆体与螺纹段在不同受力状态下的应力分布特征。在实验室进行了锚杆形状、参数对其锚固力及安装阻力影响的试验,托板压缩性能及锚杆尾部构件匹配性试验。研究了树脂锚固剂的力学性能及影响因素。研究结果表明：锚杆受拉伸、弯曲、扭转、剪切及其组合作用,煤矿巷道锚杆处于屈服是一种常态,杆体有4个位置易发生破断。螺纹显著改变了螺纹段表面及附近部位的应力分布,在螺纹牙底处出现明显的应力集中。拱形托板压缩变形可分为5个阶段,拱高必须达到一定值才能保证足够的承载能力。锚杆尾部构件几何形状、参数及力学性能应相互匹配,才能使锚杆处于较好的受力状态。树脂锚固剂应与杆体、钻孔匹配,保证锚杆-锚固剂、锚固剂-围岩之间界面有良好的黏结性能。研究成果已应用于多类困难巷道,大幅减少了锚杆支护构件的破坏,显著提高了巷道支护效果。      

锚杆附件力学性能匹配性研究

锚杆附件力学性能匹配性是实现锚杆支护能力充分发挥的关键影响因素,锚杆附件不匹配易导致锚杆产生不协调变形,使其因非正常承载而破断,严重影响巷道支护效果。在分析锚杆支护巷道各附件变形破坏状况及原因的基础上,研究了锚杆螺母、托板、调心球垫及减摩垫片的力学性能及匹配性。研究结果表明:锚杆连接处的承载力与螺母强度等级、内螺纹齿高及厚度呈正相关关系,500号锚杆杆体选用的螺母强度不宜低于6级,齿高不小于0.7H,螺母厚度不小于20 mm;托板承载力与托板厚度、拱高相关,托板拱高必须达到一定高度才能具有足够承载力;球垫与托板孔口接触越合理、刚度越高越有利于锚杆角度调节,1010尼龙垫片预紧力转化系数高,且有一定延性,可有效发挥减摩效果。最后,确定了锚杆附件的技术要求,提出了不同强度等级锚杆各附件选择的原则和力学参数,并开发了相应的锚杆附件,在井下进行了试验,试验效果良好。     

锚杆支护之主要组合构件性能浅析

组合构件是将锚杆、锚索组合在一起,共同支护围岩的部件,是锚杆支护系统的重要组成部分之一.不同的地质条件、不同的巷道围岩结构要求有不同力学性能的组合构件与之相匹配.对平钢带、W形钢带、M形钢带和钢筋托梁4种常用组合构件的结构尺寸和力学性能进行了详细的分析研究,总结归纳出各构件的力学性能和优缺点,以期为锚杆支护设计提供理论依据,使科研人员、工程技术人员能根据不同的地质条件合理选择不同的组合构件,以达到最大限度发挥锚杆整体支护效果的目的.     

锚杆支护技术在盘江应用成功

１９９７年盘江煤电集团公司与煤科总院开采所合作，在盘江矿区推广使用树脂锚杆支护技术，引进金属杆体加工、专用托板加工、Ｗ钢带及树脂锚固剂生产技术，通过试验、监测，锚杆支护技术在盘江获得成功。具体做法是：⒈围岩非常稳定的Ⅰ类巷道，采用单体锚杆支护；⒉围岩稳定的Ⅱ类巷道，对顶板较完整的，采用单体锚杆支护；对顶板较破碎的，采用锚杆＋网的组合支护；⒊围岩中等稳定的Ⅲ类巷道，对顶板较完整的，采用锚杆＋Ｗ钢带支护；顶板较破碎的，采用锚杆＋Ｗ钢带＋网支护。盘江引进的锚杆支护技术，采用螺纹钢为锚杆金属杆体，它是承…     

锚杆支护组合构件的力学性能与支护效果分析

对目前常用的锚杆、锚索组合构件形式与力学性能进行了介绍,对比了不同组合构件的抗拉强度与抗弯刚度,分析了组合构件在锚杆支护系统中的作用。采用有限元数值模拟方法,计算了W形钢带在受拉、受弯及受剪状态下的应力分布与变形特征。介绍了组合构件在千米深井巷道、深部沿空留巷、松软破碎围岩巷道等复杂困难条件下的成功应用实例,包括巷道地质与生产条件,锚杆支护设计与支护效果。同时,分析了组合构件选择不合理时容易出现的压穿、撕裂、过大弯曲变形与折断、扭曲及各种组合破坏形式。针对不同形式的组合构件,提出了防止其破坏的建议。设计制作了测力钢带,在安徽淮南谢一矿的回采巷道中进行了钢带受力监测,初步研究了钢带在锚杆安装预紧阶段、掘进影响与稳定阶段的受力特征与变化规律。     

深井高应力回采巷道让压锚杆支护技术

针对常村煤矿开采煤层埋藏深、地应力高、围岩压力大、巷道维护困难的情况,提出了利用让压管进行让压的锚杆支护技术.应用该技术,回采巷道整体变形减小,两帮位移得到有效控制.而且,让压管可有效保护锚杆杆体,防止锚杆破断或发生钢带撕裂的现象,保证了巷道的支护效果.     

高强玻璃钢锚杆承载特性及应用研究

杆体强度低、承载力不匹配和托板失效是制约玻璃钢锚杆应用主要因素。新型高强度玻璃钢锚杆及构件承载特性测试结果表明,杆体承载力和延伸率高,整体强度低,螺纹段承载力为杆体的57%,配套托板为杆体的22.3%,为此,优化配套构件,提出支护方案并井下试验。     

锚杆预紧力对支护围岩的重要作用

论述了邢东矿井在深井大地压锚杆支护施工中，加大锚杆预紧力，对加固围岩起到的重要作用，试验得出了螺母扭矩与锚杆拉力的关系及影响因素，提出锚杆预紧力不应小于杆体强度的１／２。     

锚丁预紧力对支护围岩的重要作用

论述了邢东矿井在深井大地压锚杆支护施工中,加大锚杆预紧力,对加固围岩起到了重要作用,试验得出了螺母扭矩与锚杆拉力的关系及影响因素,提出锚杆预紧力有应小于杆体强度的１／２。