管缝锚杆支护的破坏形式及改进措施

煎茶镍矿针对管缝式锚杆与喷射砼、金属网结合形成锚喷网支护中存在的不足,通过分析,发现现有支护技术不能有效发挥出喷锚网的作用。通过现场试验,对管缝式锚杆提出了改进措施,使管缝式锚杆安装方便,锚固力大,有效提高管缝式锚杆的锚固效果,降低巷道维护成本。     

管缝式锚杆在我矿破碎岩层巷道中的试用

管缝式锚杆是地下巷道和采场顶板的一种新型支护装置。这种锚杆突出的优点是安装简便,安装后就能产生抵抗岩石移动的阻力;安全可靠,成本低廉。锚固力沿锚杆与孔壁接触面上分布。当岩体移动时,管缝式锚杆也随着岩体一起移动,锚固力不会受到损失,即使在较松软的岩体内也能锚固得牢靠,适应支护的岩石较广。     

三山岛金矿上向进路充填采矿法锚杆支护参数的计算

三山岛金矿采用机械化上向进路充填采矿法开采,岩体质量等级为Ⅲ级时,采场自身具有一定的稳定性,对采场支护强度要求相对较低,根据矿山现有支护装备技术水平,采场选用管缝式锚杆支护.管缝式锚杆支护参数确定为:φ16 mm钢筋管缝式端部锚固锚杆,锚杆长取1.8m,锚杆间距为1.0～1.2m,锚固力要求大于60 kN.     

金山店铁矿三种锚杆支护数值模拟对比研究

金山店铁矿主要采用管缝锚杆和螺纹钢锚杆进行巷道支护,但是这两种锚杆具有易腐蚀的局限性,该局限性通常会造成锚杆失效,容易造成安全隐患。为克服该局限性,金山店铁矿计划采用玻璃钢锚杆代替管缝锚杆和螺纹钢锚杆,该锚杆具有高强、轻质和耐腐蚀的优点。通过采用Phase2软件对金山店铁矿管缝锚杆、螺纹钢锚杆和玻璃钢锚杆巷道支护效果进行数值模拟研究,对比分析了这三种锚杆支护下的岩体强度系数和巷道变形位移。研究结果表明玻璃钢锚杆略优于管缝锚杆和螺纹钢锚杆,证明玻璃钢锚杆在金山店铁矿的应用具有可行性。     

适用于围岩大变形的螺纹钢锚杆设计及工程实践

矿用锚杆自20世纪90年代已开始大规模应用,但目前其螺纹几何参数仍与土木行业钢筋相同。钢筋螺纹是针对地面无地应力、且支护体变形控制在弹性阶段的钢混结构而设计,随着深部资源开采进展,地下巷道出现围岩大变形,原基于地面建筑的钢筋螺纹几何参数需针对高地应力、软岩大变形等地质条件进行优化。基于锚固力学载荷传递机理,明确螺纹钢螺纹是锚杆支护承载者,锚杆锚固性能与螺纹几何参数密切相关;通过分析锚固段的破坏方式,将锚固段破坏分为平行剪切破坏和剪涨滑移破坏;进一步通过分析2种破坏过程,阐明了螺纹几何参数(包括杆体直径、螺纹上升角、肋宽、肋坡角、肋高、肋间距)对锚固性能的影响和作用。针对深部资源开采,综合考虑巷道围岩的变形控制及离层控制,研发了一种适用于围岩大变形的新型螺纹钢锚杆,该设计通过螺纹几何优化提高了锚固段的峰后残余强度,通过增加锚固段吸能能力有效提高大变形围岩体的岩层控制能力。对新螺纹钢锚杆进行了实验室锚固力测试和现场拉拔试验,结果显示,围岩大变形锚杆平均拉拔力峰值比矿用左旋锚杆分别提高了13%和16%;从能量吸收的角度,新锚杆在实验室和现场的平均吸能较左旋锚杆提高了15%和55%,表明围岩大...     

深部高硫破碎矿岩巷联合锚杆支护技术研究

研究采用玻璃钢锚杆与管缝锚杆联合支护技术,应用于深部高硫破碎巷道支护,克服金属管缝锚杆易腐蚀、锚固力不足和支护时效短等问题。通过高峰矿深部高硫破碎巷道现场联合锚杆支护试验表明,联合锚杆支护有效保持巷道长久稳定,即先采用管缝锚杆挂网、后采用玻璃钢锚杆支护,能充分发挥两种锚杆的优势,有效控制巷道矿压。     

基于智能拉拔测试系统的锚杆锚固力现场高效评测方法

锚杆锚固力现场评测是锚杆支护效果评价、支护参数设计与优化的基础。为解决当前锚杆锚固力现场测试方法与设备存在的效率低、携行困难、数据采集不连续和测试过程连接复杂等问题,基于自主研发的锚杆智能拉拔测试系统,提出了锚杆现场检测快速连接技术,开发了荷载—位移实时采集软件对拉拔全过程的荷载与位移数据进行智能分析与可视化。将研发的拉拔系统应用于新城金矿对锚杆现场锚固力进行评测,结果表明：长2.4 m、壁厚2.5 mm、管径差2 mm的管缝锚杆平均锚固力为61.5 kN,位移可达150 mm以上;长2.2 m、直径22 mm的端锚树脂锚杆锚固力可达230 kN,位移约120 mm;长2.2 m、直径22 mm的涨壳式锚杆锚固力可达94.5 kN,位移为25 mm。现场应用验证了锚杆智能拉拔测试系统具有便捷高效、智能分析的特点,有助于降低矿山锚杆测试成本,可为锚杆锚固力现场定量评测提供数据支撑,可为智能矿山建设、科学管理与决策提供技术支持。     

锚杆扩孔技术及锚固力试验研究

在锚固长度与条件相同的情况下,在实验室中制作圆柱形混凝土试体,对一般锚杆钻孔的锚固力与锚杆钻孔扩孔后锚杆的锚固力进行了对比试验,并进行了相应的理论计算,认为锚杆钻孔扩孔应用于采矿工程岩体巷道中是可行的,能使锚固体和岩体共同作用的效果更好,充分发挥锚杆支护的性能,大大提高其锚固力.增加扩孔段个数效果会更显著,尤其在锚杆的锚固长度受限、受振动时易松脱的情况下,锚杆钻孔扩孔后能发挥更大的作用.     

补连塔煤矿锚杆支护的拉拔力测试及分析

为指导补连塔煤矿的煤巷锚杆支护方案设计,在该煤矿现场开展了一系列锚杆拉拔力测试试验。试验表明:煤巷锚杆的支护失效形式多发生在锚固剂与岩体接触的界面上;对于现场中直径为23 mm的钻孔,应优先采用直径为18 mm的锚杆进行支护,实测表明此类钻孔条件下22 mm的锚杆起不到较好的支护效果;此外,一味提高锚杆杆体的长度并不能得到较好的支护效果,锚杆杆体的长度在3 m左右时拉拔效果较好。     

深部复杂区域巷道支护技术研究与应用

矿井开采进入深部以后,原有的锚杆支护方式及支护强度已很难适应深井煤巷的变形特征,巷道围岩变形根本无法满足矿井安全生产的需要,矿井生产受到严重影响。通过对夹河煤矿-950 m水平2442材料道复合顶板-、1 150 m水平突出区域7446运输机道采用可控预应力超高强锚杆支护、防底鼓管缝锚杆及施工工艺进行了分析,探讨了深部锚杆支护存在的问题。同时对深部如何充分发挥锚杆锚固作用,解决深部支护问题采取了切实可行的措施,取得了很好的支护效果。     

周源山矿深井煤巷锚梁网索支护的试验研究

周源山矿采深大、压力大,原有的梁式支护已越来越不适应现有的生产地质条件,为此,在现场锚杆锚固力拉拔试验的基础上,应用现代锚杆支护理论进行了24回风上山锚杆支护参数设计,并对24回风上山采用预应力锚杆+锚索支护的围岩松动圈厚度进行了数值模拟,试验和模拟结果表明:锚梁网索支护在深井煤巷支护中是一种极其有效的支护形式,值得在全矿推广应用.     

全预应力锚杆机械锚固装置的设计与应用

针对目前地下工程中广泛使用的螺纹钢锚杆支护存在的预紧力差、预应力长度短的问题，设计制造了全预应力螺纹钢锚杆机械锚固装置，有效加大了锚杆预应力段的长度，提高了锚杆的预紧力，解决了施工锚杆后因爆破震动或矿压显现造成的托盘反复松动问题。现场应用和矿压观测表明，全预应力锚杆支护能适应恶劣条件，有效控制围岩的变形。     

深井巷道锚注补强力学效应及支护参数研究

针对赵楼煤矿5302工作面轨道巷在回采期间围岩控制难题,提出锚注补强措施,并对主要支护参数进行研究。考虑锚固体界面剪胀效应,建立简化的锚固体-围岩界面力学分析模型,推导注浆前后锚固体界面剪应力计算公式,分析注浆后岩体弹性模量、黏聚力、内摩擦角和剪胀角对锚固体界面抗剪能力的影响规律。定义有效加固范围,开展不同长度注浆锚杆浆液扩散性能拉拔试验。研究表明:与注浆锚杆相同距离条件下,普通锚杆锚固性能提高程度整体呈现"下方左侧上方"的趋势,距离注浆锚杆1.6 m处;拉拔力提高程度最大为85%,距离注浆锚杆0.8 m处拉拔力提高程度最大为170%;2.5 m注浆锚杆浆液扩散性能优于2 m注浆锚杆,接近3 m注浆锚杆。比选出较为合适的注浆锚杆长度为2.5 m、间排距为1200 mm×1600 mm。在此基础上,开展现场应用对比试验,结果显示试验段围岩平均收敛量比原支护方案下降低54.9%,锚注补强控制效果显著。     

高应力煤巷全螺纹等强锚杆支护

全螺纹等强锚杆与普通螺纹钢锚杆相比，具有安装方便、锚固力强等特点。应用表明，采用普通螺纹钢锚杆支护的煤巷在不能有效地控制围岩稳定时，采用全螺纹等强锚杆支护则可以有效保证高应力条件下煤巷的稳定。     

深井巷道两帮锚固体作用机理及稳定性分析

通过对深井巷道两帮锚固体破坏特征及作用机理分析,锚固体最大破坏部位在两帮偏中上部,两帮锚杆支护的作用就是使锚杆与锚固范围内岩体相互作用形成锚固承载结构体.把深井巷道两帮锚固体失稳分为压裂失稳和剪切失稳,两帮锚固体首先失稳形态为压裂失稳,建立了巷道两帮锚固体2种失稳条件下的稳定性力学模型,提出了锚杆、锚索耦合支护方案,并对试验巷道两帮稳定性进行了力学计算、数值分析及现场观测,回采巷道两帮采用支护设计方案后,两帮收敛量减小,最大移近量124 mm,控制在合理范围内,两帮围岩稳定,支护效果显著.     

不同杆体外形树脂锚杆锚固与安设性能对比试验研究

采用实验室试验的方法研究了目前煤矿巷道支护常用的5种不同杆体外形树脂锚杆的锚固性能、树脂锚固剂搅拌均匀性、搅拌扭矩和搅拌推力。研究结果表明：5种锚杆在125 mm锚固长度下抗拔力均在170 kN以上;精轧右旋全螺纹锚杆搅拌效果差,锚固段中多处出现空洞或杆体与锚固剂分离现象;搅拌扭矩阻力最小的为细肋左旋无纵肋螺纹钢锚杆,精轧右旋全螺纹粗牙锚杆、新型低宽肋左旋锚杆、精轧右旋全螺纹细牙锚杆、普通左旋无纵肋螺纹钢锚杆分别是它的1.16倍、1.18倍、1.24倍和1.65倍;锚杆安装推力最小的为精轧右旋全螺纹粗牙锚杆,新型低宽肋左旋锚杆、精轧右旋全螺纹细牙锚杆、细肋左旋无纵肋螺纹钢锚杆、普通左旋无纵肋螺纹钢锚杆分别是它的1.75倍、1.85倍、2.7倍和2.5倍;在全长锚固情况下,精轧右旋全螺纹粗牙锚杆和精轧右旋全螺纹细牙锚杆在安装时需要1～2个工人才能完成安装,新型低宽肋左旋锚杆需要2～3个工人才能完成安装,细肋左旋无纵肋螺纹钢锚杆和普通左旋无纵肋螺纹钢锚杆需要3～4个工人才能完成安装。虽然新型低宽肋左旋锚杆在锚固性能和安装性能上明显优于目前常用的左旋无纵肋螺纹钢锚杆,但还存在一定的优化空间,特别是在横肋宽度和高度方面。     

螺纹钢锚杆在古书院矿9#煤巷道中的应用

介绍古书院矿9#煤采取加大单根锚杆锚固力、加大锚杆间排距的方式,在93205巷、93206巷试验加长型螺纹钢锚杆支护。根据对试验巷道监测的顶板离层情况、顶底板及两帮位移变形和锚杆锚固力的拉拔结果分析,此支护方式可保证9#煤巷道支护安全,提高了生产效率。     

螺纹钢锚杆在古书院矿9#煤巷道中的应用

介绍古书院矿9#煤采取加大单根锚杆锚固力、加大锚杆间排距的方式，在93205巷、93206巷试验加长型螺纹钢锚杆支护。根据对试验巷道监测的顶板离层情况、顶底板及两帮位移变形和锚杆锚固力的拉拔结果分析，此支护方式可保证9#煤巷道支护安全，提高了生产效率。     

爆炸动载与预紧力静载下全长锚固玻璃钢锚杆受力特征研究

针对爆破动载下全长锚固玻璃钢锚杆力学响应特征及破坏问题,建立动-静载联合作用下全长锚固玻璃钢锚杆受力分析模型,分析爆破动载下玻璃钢锚杆轴向应力和剪切应力分布特征,研究最大单段起爆炸药量、爆心距、岩体弹性模量对玻璃钢锚杆力学响应特征的影响。结果表明:在爆破动载作用下,全长锚固玻璃钢锚杆轴向应力和剪切应力均集中出现在锚杆尾部锚固段与自由段交界面附近较小范围内,且最大单段起爆药量对锚杆受力影响显著;锚杆轴向应力和剪切应力随着爆心距的增加快速降低,在爆心距10～15 m范围内锚杆受爆破动载影响最大,易发生尾部杆体断裂破坏;随着岩体弹性模量增大,锚杆轴向应力逐渐降低,但剪切应力先逐渐升高后再缓慢降低。研究结果与现有实验室相似试验结论及现场试验现象相吻合,可以为爆破动载下全长锚固玻璃钢锚杆的支护设计及爆破控制提供依据。     

焦家金矿巷道围岩松动圈测试与破碎岩体支护技术

为了准确测定破碎蚀变岩体条件下巷道围岩松动圈范围,选择合理的支护方案与参数,本项目以山东黄金集团焦家金矿为依托矿山开展研究。联合采用岩体超声探测与数字全景钻孔摄像手段,获得了焦家金矿破碎岩体条件下的巷道围岩松动圈范围为1.0～1.3 m。开展焦家金矿现场岩体质量分级,基于分级结果计算破碎蚀变岩体所需支护载荷大小。计算结果表明,在破碎岩体条件下围岩所需支护载荷为51.08～76.17 kPa。依据围岩松动圈测试结果以及围岩支护载荷计算结果,初步确定焦家金矿破碎蚀变岩体应采用管缝锚杆+金属网+喷射混凝土联合支护方案,管缝锚杆长1.8 m,设计锚杆间距为1.0 m,排距为1.2 m,喷射混凝土厚度为50 mm。在此基础上,开展支护方案的现场工业试验,由巷道围岩连续收敛监测结果表明,当应用管缝锚杆+金属网+喷射混凝土联合方案支护后,巷道围岩收敛变形在6个月内不再增长,可有效保证焦家金矿巷道围岩在服务周期内的稳定性。