深部岩巷掘进水泥锚固剂全长锚固网喷支护技术应用

钱营孜煤矿在-650 m水平东翼轨道大巷掘进中,应用了水泥锚固剂卷全长锚固网喷支护技术。水泥锚固剂卷全长锚杆锚固技术较端头锚杆锚固技术具有良好的锚固性能,能够有效地控制围岩变形,防止煤、岩体片帮脱落,巷道整体稳定性好。与树脂锚固剂端头锚固相比,可减少巷道成本,经济效益好。     

深井复合顶板回采巷道支护技术研究

为解决深井复合顶板回采巷道难以支护的问题,以谢一矿4671B4工作面-600 m水平回风巷为研究背景,分析了深井大断面复合顶板回采巷道围岩变形破坏特点,认为受高地应力和回采动压影响,各层顶板极易发生离层,且高帮变形影响顶板的稳定,由此提出了高强全长树脂锚固预应力锚杆支护系统控制对策,同时配用自行设计的低稠度树脂锚固剂,实现了树脂全长锚固,结合自制的光纤光栅测力锚杆,分析了巷道掘进过程中树脂全长锚固锚杆受力特征。工程实践表明,全长锚固锚杆沿锚杆全长均产生较强的黏聚力,能有效控制复合层状顶板的离层变形,保持巷道围岩稳定。     

树脂锚固剂及在潞安五阳煤矿的应用

介绍国内树脂锚固剂的应用概况 ,阐述树脂锚固剂类型、特点、适用范围和参数的基本要求及生产技术。分析树脂锚固剂在潞安五阳煤矿回采巷道锚杆支护技术中的应用效果 ,并展望了树脂锚固剂的发展前景     

磷石膏快凝锚固剂

在适当的矿山地质条件下广泛采用锚杆支架是降低巷道支护费用的方向之一,同其它各种支架相比,也更容易实现支护机械化。 苏联煤矿大量采用机械锚固式锚杆支架,它受岩石强度的限制,只能用于极限抗压强度大于30～40MPa的岩体。 巷道支护中,为了扩大锚杆支架的使用范围和数量,采用具有较高承载能力的全长(或长段)锚固的锚杆支架,这时主要用合成树脂或水泥为基础的锚固剂。 苏联生产的各种各样的合成树脂和树脂锚固剂中,在煤矿条件下,可用的只有几种。因锚杆支架锚固剂应符合下述要求:注入孔中时要填满孔(密封)并同锚杆一块迅速呈现出固体性能,该固体的     

全长预应力锚固强力支护系统的应用研究

为解决复杂困难巷道条件下传统锚杆支护体系存在的问题,从理论上分析了不同锚固方式对巷道支护的影响,得出了全长预应力锚固具有端部锚固和全长锚固的优点,能够在较长的锚杆杆体上施加预应力,增加了对围岩离层及错动的敏感度。采用数值模拟计算方法分析了不同锚固方式对锚杆支护附加应力场的影响,得出提高全长预应力锚固锚杆扩散效果的有效途径是先施加预应力而锚固剂后固化。在潞安矿区进行井下工业性试验,对全长预应力锚固状态下锚杆受力分布及变化进行了监测,锚杆锚索受力基本稳定,锚杆最大受力122 kN,锚索最大受力387 kN。矿压监测数据表明：全长预应力锚固强力支护系统优于传统支护,能有效控制围岩变形,支护效果良好。     

坚硬顶板2S202-1回风巷全长预应力锚杆支护技术应用

以台头煤矿2S202-1回风巷顶板赋存坚硬岩层为工程背景,介绍了全长预应力锚杆支护技术。该技术采用不同凝胶时间的锚固剂,利用锚固剂的凝胶时间差,将预紧力充分传递至整个锚杆杆体,从而形成全长预应力锚杆支护结构。基于此,开发了坚硬顶板下全长预应力锚杆支护技术,现场工业性试验证明了坚硬顶板下全长预应力锚杆支护技术和参数的可行性。     

锚杆锚索预应力全长锚固技术的实践

针对官地矿巷道压力大、变形严重的实况,提出了锚杆锚索预应力全长锚固技术,确定了锚固注浆浆液合理配比。应用效果表明,该支护技术下巷道两帮、顶底板的变形量远小于普通锚杆支护巷道,锚杆锚索预应力全长锚固效果明显。     

深井软岩巷道锚杆支护原理的研究

阐述了深井软岩巷道围岩的破坏机理,预应力全长树脂锚固锚杆、高强度全长粘结锚杆在支护深井软岩巷道中的机理及可拉伸锚杆的应用。     

四侯矿采区回风巷道锚杆支护参数模拟优化研究

锚杆预应力、长度、密度、角度、锚固方式等参数的合理确定是煤矿井下巷道支护安全的保障,为保证井下巷道安全、高效、经济支护,以四侯矿二采区回风巷为例,在系统测试各项地质参数的基础上,采用数值模拟方法分析各项参数的锚杆支护效果,揭示了锚杆支护时各项参数的最优组合,建立了巷道锚杆支护成套技术体系。研究结果表明：预应力有效扩散是支护设计的关键,提高预应力,可适当减小锚杆长度;过度增加支护密度时锚杆预应力的扩散作用不明显;角锚杆最大角度不应超过10°;全长锚固与加长锚固的效果均比端部锚固差。     

基于锚杆拉拔试验优化锚固承载特性研究

为提高深部软岩巷道锚杆支护承载能力,有效控制巷道围岩变形,采用锚杆拉拔正交试验对锚固承载特性影响因素进行研究,分析不同影响因素作用效果,并以试验结果为依据针对性提出高预应力全长锚固支护技术,研发了预应力全长锚固锚杆,通过理论计算对预应力全长锚固围岩承载能力加以分析,并以潘三煤矿17102(3)工作面回风巷道为工程背景,采用数值模拟和现场试验方式与传统加长锚固支护、全长锚固支护进行对比验证。研究表明：锚杆拉拔失效首先发生在锚固体与试块黏结界面,锚杆拉拔锚固失效经历了弹性—塑性—破坏的动态阶段,不同锚固因素产生锚固效果不同,在拉拔失效发展过程中的体现也有所区别。其中试块强度和锚杆预应力对锚杆极限拉拔力影响程度显著,并且极限拉拔力的大小与试件强度和预应力值呈正相关。根据试验结果提出高预应力全长锚固锚杆支护技术,研发的预应力全长锚固锚杆采用全长锚固提高岩体强度的同时分段施加预应力,与传统加长锚固支护、全长锚固支护相对比,高预应力全长锚固支护技术实现了锚杆在全长锚固的基础上使得预应力向围岩内传递,从而增大围岩压应力区范围,形成更有效的锚固围岩承载结构。工程实践表明,预应力全长锚固支护技术可有效控...     

全长可回收树脂金属锚杆在花园煤矿的研究与应用

全长可回收树脂金属锚杆是一种新型煤矿回采巷道帮用锚杆,具有锚固效果好、可回收复用的优点.济宁矿业集团花园煤矿受地质条件限制,采煤工作面长度短,回采巷道服务周期短,试验应用表明,全长可回收树脂金属锚杆适应该矿的煤层条件.该锚杆可以明显提高回采巷道支护效果,降低该矿煤巷支护成本,对于实现煤矿开采的节能减排目标具有重要意义.     

温度对树脂锚杆锚固性能影响研究

为了分析在靠近自燃发火区的巷道进行锚杆支护时,树脂锚杆锚固力降低的现象,采用实验室试验和数值模拟相结合的方法进行了温度对树脂锚杆锚固性能的影响研究。不同温度下树脂锚杆拉拔试验结果表明:温度对树脂锚杆锚固性能影响比较大,温度为25℃时树脂锚杆锚固力最大,随着模拟钻孔温度的升高,树脂锚杆锚固力呈现明显递减规律;运用FLAC3D有限差分程序对单根锚杆支护小范围锚固系统的数值模拟结果表明:岩体应力场与温度场之间存在一定程度上的耦合作用,在相同外载荷作用下,热源温度不同,岩体应力分布状态也不同。在上述研究基础上,指出温度变化对岩体物理力学性质以及树脂锚固剂固化反应过程都会产生一定的影响,并提出了不同温度环境下保证锚杆支护效果的技术途径。     

锚杆锚固段极限抗剪强度参数试验

锚杆支护是地下工程稳定围岩的有效支护手段之一,围岩与锚固体界面之间的极限抗剪强度参数确定对锚杆支护设计有重要的工程应用价值.为了在锚杆设计中能方便准确的确定锚固层的抗剪强度,基于弹塑性理论,建立了锚杆在拉拔力作用下的理论模型,推导了锚杆作用过程的荷载传递函数,得出了锚固层界面的极限抗剪强度参数与锚杆拉拔试验曲线之间的理论关系式,确定了煤矿巷道锚杆支护树脂锚固剂与煤岩体之间的剪切强度参数.结果表明:利用锚杆拉拔试验曲线,可以很方便求得锚固层黏结强度以及锚固层界面剪切刚度系数,为锚杆支护设计提供参考依据.     

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。      

松软复合顶板巷道锚杆支护技术参数选择

针对古交矿区2＃煤层松软复合顶板的特殊地质条件，研究并确定了在屯兰矿2＃煤层这种松软复合型顶板下进行锚杆支护的锚杆长度、锚杆间排距、单根锚杆承载力及顶板锚杆锚固力、锚固剂参数、钢托架网参数、锚索支护参数和锚杆锚索布置等各种技术参数，认为所选择的技术参数提高了巷道支护安全，有效控制了松软复合顶板巷道的变形，是解决复合型顶板巷道支护难题的新途径。     

高预应力锚杆在软岩地层斜井巷道的应用

在分析软岩巷道围岩变形与破坏特征的基础上,采用有限差分数值计算软件FLAC3D模拟分析了北京木城涧煤矿穿越软岩地层斜井巷道在高预应力强力锚杆端部锚固与全长锚固支护下预应力在巷道围岩中的分布特征.结果表明:不同类型岩层对巷道围岩受力与变形影响明显;相对于端部锚固,全长锚固能使锚杆的锥形压应力区相互叠加,锚杆预紧力扩散到大部分锚固区域,更能充分发挥锚杆整体支护的效果.现场试验表明,高预应力锚杆全长锚固支护方式能够有效控制软岩巷道顶部和两帮煤岩体的大变形.     

玻璃钢锚杆锚固质量声波检测技术

针对大冶铁矿玻璃钢锚杆锚固质量检测手段单一、检测参数有限的现状,应用声波检测技术,对大冶铁矿井下巷道玻璃钢锚杆锚固质量进行抽样检测。在随机抽取的35根锚杆中,玻璃钢锚杆锚固质量合格率为85.7%,与支护巷道的实际情况相符,说明应用声波检测技术对玻璃钢锚杆锚固质量进行检测是可行的。检测结果分析表明,影响大冶铁矿玻璃钢锚杆锚固质量的主要因素是玻璃钢锚杆的锚固长度以及玻璃钢锚杆与围岩之间的锚固剂密实度。为此从钻孔深度、锚固剂填塞数量、锚杆杆体插入深度、锚固剂浸泡时间等方面,提出了相应的锚固质量控制对策。玻璃钢锚杆锚固质量声波检测技术可为大冶铁矿玻璃钢锚杆锚固质量的控制提供指导,对实现矿山安全高效开采具有较大的应用价值。     

高阻力全长锚固锚杆围岩控制的机理和效果

论述了具有强初撑、急增阻、高阻力效应的预应力全长树脂锚固锚杆对巷道围岩大变形的控制机理,以及高阻力全锚锚杆和低阻力端锚锚杆的锚固力和支护效果。     

基于实际围岩变形的全长锚固锚杆杆体应力分布特征分析

在全长锚固锚杆支护过程中,锚杆与围岩之间会相互作用,进而引起锚杆应力分布变化。为探究全长锚固锚杆正常支护过程及临界失效时锚杆应力分布规律,以围岩变形为基础,建立了锚杆-围岩相互作用模型,推导出锚杆在正常支护过程中及临界失效时轴力及剪应力沿杆长分布解析表达式,进而获得了轴力及剪应力沿杆长分布曲线。并在考虑锚杆及锚固剂弹性模量、锚杆及锚固剂横截面面积等锚固参数的条件下分别分析了围岩条件、锚杆长度、托锚力对全长锚固锚杆杆体应力分布的影响。结果表明:在全长锚固锚杆正常支护过程中,杆体应力分布符合中性点理论;影响锚杆轴力、剪应力分布的因素有围岩条件、锚固参数、托锚力;在锚杆正常支护过程中,全长锚固锚杆杆体应力分布符合中性点理论,随着围岩变软,锚杆为了限制变形,中性点向孔口方向移动且所受轴力、剪应力增大;托锚力影响杆体应力分布,托锚力越大,轴力分布越不均匀,且孔口到中性点处剪应力越小,中性点到杆端剪应力越大。所以在工程实际中可实时监测锚杆托锚力,依靠本文理论依据可深入揭示锚杆支护过程中受力特征;在锚杆支护临界失效时,围岩越坚硬,剪应力及轴力越大,且分布更加集中;锚杆长度影响全长锚固锚杆的支护性能,但在锚杆长度超过一定范围后再增大锚杆长度并不能显著提升锚杆的锚固效果。     

岩体破碎条件下支护方式的比较与选择

毛萍铅锌矿深部岩体比较破碎,严重影响井下矿床开采及支护工作顺利进行,因此选择适宜的支护方式、布置参数至关重要。在分析比较锚杆、锚索支护作用机理、应用范围及加固效果的基础上,选取长锚索预锚固技术加固采场顶板,开采时用管缝式锚杆或木柱临时支护;并采用高强度树脂锚杆加固巷道工程,保证了不稳固岩体巷道断面的基本稳定,实现了矿体破碎条件下的安全开采。