掘进巷道锚杆预紧力的确定及应用研究

通过改善巷道锚杆的预紧力的方式可控制掘进巷道局部位置出现冒顶、片帮等现象,文章通过理论分析、数值模拟以及现场实测的方法,计算了巷道顶板锚杆预紧力并分析了其影响因素,探究了不同顶板锚杆预紧力条件下巷道围岩的垂直变形量,最终确定巷道的顶板锚杆的合理预紧力。主要得到如下结论：在锚杆预紧扭矩一定的前提下,随着锚杆直径不断增加,锚杆预应力会逐渐减小;在锚杆直径一定的前提下,随着锚杆预紧扭矩的不断增加,锚杆预紧力不断增大。随着巷道顶板锚杆预紧力的逐渐增加,巷道顶板下沉量逐渐减小,当锚杆预紧力由100kN增加至150kN时,巷道顶板的最大下沉量则由72.28mm减小至64.12mm。巷道顶板锚杆的预紧力应不小于130kN,并最终确定为150kN,经现场实测巷道顶板下沉得到良好控制。     

常村煤矿软岩巷道张拉型锚杆支护效果研究

目前我国煤矿巷道采用锚杆支护较为普遍,锚杆支护的主要原理是通过对锚杆尾部螺母施加预紧扭矩进行锚杆支护,这样往往造成预紧扭矩和预紧力之间的转化效率较低,锚杆受力复杂且容易破断。文章针对锚杆支护中容易出现的问题,采用张拉型锚杆进行了现场支护试验,结果表明,顶板最大下沉量为32 mm,两帮最大移近量为282 mm,顶板离层仪顶板深部及浅部均处蓝色区域,大部分锚杆预紧力大于120 kN,巷道变形量较小,巷道支护效果较好。     

不同支护形式下深部巷道支护对比试验研究

针对协庄矿1202E运输巷支护现状,通过现场工业性试验,对相同条件下深部软岩巷道采用原全螺纹钢锚杆支护、淮北高强锚杆支护和高预紧力强力锚杆支护3种支护形式进行对比试验研究,分析了试验结果。试验结果表明,全螺纹钢锚杆支护由于强度低、预紧力小,支护效果差,断面收缩率为45.5%;淮北高强锚杆支护在锚杆受力和控制巷道变形方面有所改善,但还不能满足支护要求;高预紧力强力锚杆强度与刚度大,实现了高预紧力,杜绝了锚杆拉伸破坏,有效控制了顶板离层和两帮位移,顶板离层量小于10 mm,底臌量在300mm以内,两帮移近量小于200mm,断面收缩率仅为13.6%。因此,相比前两种支护,高预紧力强力锚杆支护能更有效地控制巷道围岩变形发展,提高围岩的稳定性。     

新集二矿1608运输巷顶板离层特征分析

为了解决新集二矿1608运输巷复合顶板原锚杆支护存在问题,选用合理锚杆支护参数保持巷道复合顶板离层稳定,基于对塑性离层和层间离层随时间变化的不同特点分析,将工程实测的新集二矿1608运输巷复合顶板总离层分离为层间离层和塑性离层。结果表明该巷道复合顶板离层不稳定主要是由层间离层引起的,原锚杆(索)支护主要为总预紧力不够,在增加锚(索)预紧力基础上调整锚杆(索)间距和排距,经工程实际应用,取得了很好支护效果。     

特厚煤层巷道锚杆锚索预紧力对支护结构稳定性的影响

以金地煤业特厚煤层为背景,通过FLAC~(3D)数值模拟与工程实测分析研究了预紧力对特厚煤层巷道支护结构稳定性的影响。研究表明:锚杆预紧力增加可有效减少顶板浅部围岩离层,锚索预紧力的增加可使顶板浅部孤立的组合梁与深部承载拱有效耦合,合理施加锚索预紧力可使锚杆组合梁的承载能力提高113.74%;对于特厚煤层巷道,锚杆预紧力合理取值为60 kN,锚索为150 kN;预紧力过小时无法在顶板上方形成稳定的拱-梁承载结构,过大时则容易造成锚杆、锚索失效或破坏,造成结构失稳。工程实测表明,合理的预紧力可使巷道支护结构稳定,支护效果良好。     

预应力锚杆在辛置煤矿复合顶板巷道中的应用

为保障10-430B工作面回采巷道复合顶板围岩的稳定,根据复合顶板的具体特征,通过分析预紧力在复合顶板中的分布规律及预紧力与预紧扭矩之间的关系,确定锚杆预紧扭矩为400 N·m,并结合复合顶板特征进行高预应力锚杆支护参数设计,在复合顶板巷道采用高预应力锚杆支护后进行巷道表面位移的观测,以验证支护效果。结果表明:10-430B1巷道采用高预应力锚杆支护后,巷道掘进期间顶底板及两帮的最大变形量分别为143 mm和203 mm,保障了复合顶板巷道围岩的稳定。     

锚杆、锚索支护过断层技术的应用

在煤矿巷道的掘进中,对断层破碎带的支护一直是一个重大的技术难题。因在断层附近,岩层破碎、巷道的顶板压力大,甚至会发生冒顶事故,给巷道的掘进带来很大的安全隐患。根据2210巷断层的现场情况,调整了锚杆、锚索的支护参数,充分发挥了锚杆、锚索的主动支护作用,并根据对顶底板位移量、离层量及锚固力的观测,证明该支护方案是可行的。     

桁架锚杆在大跨度巷道顶板加固中的应用

介绍了利用桁架锚杆支护技术对受多次采动影响的大跨度巷道顶板支护加固，使破碎离层围岩相互挤压，改善了顶板岩梁的应力状态，提高了顶板围岩自身承载能力，从而实现控制巷道变形和防止冒顶的目的。     

平朔矿区近距离煤层采空区下巷道支护技术研究

为解决平朔矿区近距离煤层采空区下巷道支护难度大的问题,采用煤层地质力学测试、围岩结构观测、锚杆支护作用理论分析、数值模拟分析的方法,根据煤层巷道至上部采空区距离的不同,分别提出了"锚杆+短锚索"、"全长预应力锚杆"等以锚杆支护为主的巷道支护方案。结果表明:该锚杆支护方案能够满足近距离煤层采空区下巷道支护的要求,巷道断面整体收缩率较小,顶底板移近量为巷道掘进高度的0.69%,两帮移近量为巷道宽度的0.60%,浅部离层量为0.4 mm,深部无离层,锚杆预紧力为20~30 kN,锚索预紧力为76~84 kN,锚杆、锚索受力稳定,保证了近距离煤层采空区下巷道的稳定性。     

复合顶板巷道变形破坏特征与锚杆支护技术

为解决辛置煤矿复合顶板巷道支护困难,通过理论分析、数值模拟并结合工程实践,对复合顶板巷道变形破坏机理及相应的锚杆支护技术进行了研究。结果表明：复合顶板的变形破坏主要因锚杆的主动支护作用较差,加之复合顶板各岩层的节理裂隙发育,使复合顶板的初期离层量和变形量较大,顶板的稳定性持续恶化,最终导致复合顶板的大变形以至破坏。因此应提高锚杆（索）的预紧力,增强支护系统护表功能并加强锚索支护强度,以充分发挥锚杆（索）的主动支护作用。