煤巷錨桿支護(hù)理論及技術(shù)簡(jiǎn)介-展示頁(yè)
2024-08-30 22:44本頁(yè)面
【正文】 巷道，由于圍巖松軟、埋藏深、受采動(dòng)和構(gòu)造應(yīng)力影響，地應(yīng)力大，巷道圍巖破壞嚴(yán)重，其周圍存在破碎區(qū)、塑性區(qū)和彈性區(qū)，錨桿錨固區(qū)域的巖體則處于破碎區(qū)或處于上述兩個(gè)或三個(gè)區(qū)域中，相應(yīng)地錨固區(qū)域的巖石強(qiáng)度處于 峰后 強(qiáng)度或殘余強(qiáng)度。 17 2 錨桿支護(hù)基本理論 ?由我國(guó)著名礦壓專家侯朝炯教授提出 ?煤巷錨桿支護(hù)的作用就是對(duì)錨固體提供圍壓，使巷道圍巖特別是處于 峰后 區(qū)圍巖強(qiáng)度得到強(qiáng)化，提高峰值強(qiáng)度和殘余強(qiáng)度，改善峰后 巖體力學(xué)性能。 ? 在使用中強(qiáng)調(diào)監(jiān)測(cè)的重要性，并根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果修改完善初始設(shè)計(jì)。 最大水平應(yīng)力理論 15 2 錨桿支護(hù)基本理論 最佳方向）（c）最劣方向應(yīng)力集中（b）應(yīng)力集中平面斷面最大水平應(yīng)力理論 巷道受最大水平應(yīng)力作用圖 16 2 錨桿支護(hù)基本理論 最大水平應(yīng)力理論 最大水平應(yīng)力理論的特點(diǎn)： ? 論述了巷道圍巖水平應(yīng)力對(duì)巷道的穩(wěn)定性的影響及錨桿支護(hù)所起的作用。巷道頂?shù)椎姆€(wěn)定性主要受水平應(yīng)力的影響，且有三個(gè)特點(diǎn)： ? 與最大水平應(yīng)力平行的巷道受水平應(yīng)力影響最小，頂、底板穩(wěn)定性最好 。 缺點(diǎn) ?在分析過程中沒有深入考慮圍巖支護(hù)的相互作用，只是將各支護(hù)結(jié)構(gòu)的最大支護(hù)力簡(jiǎn)單相加，從而得到符合結(jié)構(gòu)總的最大支護(hù)力，缺乏對(duì)被加固巖體本身力學(xué)行為的進(jìn)一步分析探討，計(jì)算與實(shí)際情況存在一定差距。 壓縮拱示意圖 13 2 錨桿支護(hù)基本理論 優(yōu)點(diǎn) ?組合拱理論在一定程度上揭示了錨桿支護(hù)的作用機(jī)理。 ? 只適合與層狀頂板錨桿支護(hù)的設(shè)計(jì) ， 對(duì)于巷道幫 、 底不適用 。 無錨桿支護(hù) 有錨桿支護(hù) 11 2 錨桿支護(hù)基本理論 適用條件 ? 巷道頂板有若干層層狀較軟巖層； ? 巷道頂板的結(jié)構(gòu)弱面、沉積滑面不發(fā)育； ? 采深較淺，地應(yīng)力較小，沒有明顯的構(gòu)造應(yīng)力作用。 ? 沒有考慮巖體應(yīng)力對(duì)錨桿的作用 ， 沒有考慮錨桿對(duì)巖體性質(zhì)改變的作用 。 ? 只適用于巷道頂板 ， 不適用于巷道幫 、 底 。 ? 懸吊理論直觀地揭示出了錨桿的懸吊作用 9 2 錨桿支護(hù)基本理論 適用條件 ? 頂板直接頂一般為較軟巖層； ? 頂板上部有較穩(wěn)定巖層； ? 圍巖整體穩(wěn)定 ， 存在不規(guī)則巖體弱面 (節(jié)理 、 裂隙 、 滑面 ） ， 但規(guī)模不大 。 7 錨桿支護(hù)基本理論 二 8 2 錨桿支護(hù)基本理論 軟弱巖層 堅(jiān)硬巖層 錨桿支護(hù)的作用就是將巷道頂板較軟弱巖層懸吊在上部穩(wěn)定巖層上，以增強(qiáng)較軟弱巖層的穩(wěn)定性。1 煤巷錨桿支護(hù)理論及技術(shù)簡(jiǎn)介 闞甲廣 博士 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2022年 2月 24日 2 一、引言 二、錨桿支護(hù)基本理論 三、高性能預(yù)拉力錨桿支護(hù)技術(shù)體系 四、錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)方法 五、錨桿支護(hù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 提 綱 引 言 一 4 1 引言 ? 1956年開始在巖巷使用錨桿支護(hù)，機(jī)械錨固錨桿和鋼絲繩砂漿錨桿 ? 1974年，管縫式錨桿、漲殼式錨桿等 ? 早期錨桿支護(hù)強(qiáng)度、剛度低，支護(hù)原理上仍屬于被動(dòng)支護(hù)，錨桿支護(hù)理論、設(shè)計(jì)方法、支護(hù)材料、施工機(jī)具不成熟，錨桿支護(hù)技術(shù)發(fā)展緩慢 ? 1996年，從澳大利亞引進(jìn)樹脂錨固錨桿 ? 1999年以來，針對(duì)我國(guó)煤礦條件進(jìn)行了大量二次開發(fā)和完善提高 錨桿支護(hù)發(fā)展歷程 020406080100澳 美 英 德 俄 波 中比重國(guó)內(nèi)外煤巷錨桿支護(hù)比重（ 1998） 5 1 引言 厚層復(fù)合頂 、 動(dòng)壓 、 小煤柱煤巷支護(hù)屬于國(guó)際性難題 ?美 、 澳煤層條件相對(duì)簡(jiǎn)單 ， 不必研究； ?英國(guó)等該類煤層條件比重較小 ， 認(rèn)為不能采用錨桿支護(hù)的煤層不具備開采價(jià)值 ， 實(shí)質(zhì)上回避該類難題； ?我國(guó) 60%以上的煤層巷道維護(hù)困難 ， 無法回避； ?我國(guó)能源產(chǎn)業(yè)政策與國(guó)外也不同 ， 不能回避； ?完全依 賴于 U型鋼可縮支架支護(hù) ， 成本高 ， 效果很差 。 6 1 引言 錨桿支護(hù)：保障高產(chǎn)高效 ?主動(dòng)加固 ， 充分利用圍巖自身的穩(wěn)定性和強(qiáng)度； ?根本消除棚式支護(hù)空頂產(chǎn)生的瓦斯積聚 、 煤層自燃等隱患； ?端頭處理簡(jiǎn)單 ， 不用替換 U型棚 ， 能保障大功率設(shè)備正常工作 ， 工作面快速推進(jìn) ， 單產(chǎn)顯著提高； ?巷道變形量?jī)H為同類條件棚式支護(hù)的 1/2左右； ?與綜機(jī)配套組成掘 、 支 、 運(yùn)機(jī)械化作業(yè)線 ， 單進(jìn)大幅提高； ?輔助運(yùn)輸量小 ， 施工搬運(yùn)攜帶方便 、 安全 。 懸吊理論 錨桿支護(hù)示意圖 ? 根據(jù)懸吊巖層的質(zhì)量就可以進(jìn)行錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)。 懸吊理論 存在問題 ? 沒有考慮圍巖的自承載能力 ， 而是將錨固體與原巖體分開 ， 與實(shí)際情況有一定差距 。 ? 如果頂板沒有堅(jiān)硬穩(wěn)定巖層或頂板軟弱巖層較厚 ， 圍巖破碎區(qū)范圍較大 ， 懸吊理論不適用 。 10 2 錨桿支護(hù)基本理論 組合梁理論 組合梁理論認(rèn)為： 在層狀巖體中開挖巷道，頂板錨桿的作用，一方面是依靠錨桿的錨固力增加各巖層間的摩擦力，防止巖石沿層面滑動(dòng)，避免各巖層出現(xiàn)離層現(xiàn)象；另一方面，錨桿桿體可增加巖層間的抗剪剛度，防止巖層間的水平錯(cuò)動(dòng)，從而將巷道頂板錨固范圍內(nèi)的幾個(gè)薄巖層鎖緊成一個(gè)較厚的巖層（組合梁），梁越厚，梁內(nèi)的最大應(yīng)力、應(yīng)變和梁的饒度也就越小。 組合梁理論 存在問題 ? 將錨桿作用與圍巖的自穩(wěn)作用分開 ， 與實(shí)際情況有一定差距 ， 并且隨著圍巖條件的變化 ， 在頂板較破碎 、 連續(xù)性受到破壞時(shí) ， 組合梁就不存在了 。 12 2 錨桿支護(hù)基本理論 組合拱（壓縮）理論 組合拱理論認(rèn)為 ： 在拱形巷道圍巖的破裂區(qū)中安裝錨桿時(shí)，在桿體兩端將形成圓錐形分布的壓應(yīng)力，如果沿巷道周邊布置錨桿群，只要錨桿間距足夠小，各個(gè)錨桿形成
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