锚杆支护工程质量检测报告2015-1-24

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关于M6、M16煤巷道支护锚杆(锚索)支护设计技术参数分析

关于M6、M16煤巷道支护锚杆(锚索)支护设计技术参数分析

关于苍海煤矿M6、M16煤巷道支护锚杆(锚索)支护设计技术参数分析 一、锚索设计承载力钢绞线直径为φ15.24mm时230kN ,钢绞线直径为φ17.8mm时320kN ,钢绞线直径为φ21.6mm 时454kN 。

二、锚索设计破断力钢绞线直径为φ15.24mm时260kN ,钢绞线直径为φ17.8mm时355kN ,钢绞线直径为φ21.6mm 时504kN 。

三、锚杆(锚索)支护参数校核已知:M6、M16煤顶板为粉砂岩:以深灰色,薄层状粉砂岩为主,粉砂状结构,夹粉砂质泥岩,菱铁质细砂岩,细砂岩等,沙纹层理发育,局部显水平层理及斜层理。

顺槽巷道毛宽4.7米,高帮3.3米,采用锚网+锚索支护。

1、顶锚杆通过悬吊作用,帮锚杆通过加固帮体作用,达到支护效果的条件,应满足:L ≥L 1+L 2+L 3式中L ——锚杆总长度,m ;L 1——锚杆外露长度(包括钢带、托板、螺母厚度),0.1m ; L 2——有效长度(顶锚杆取围岩松动圈冒落高度b ,帮锚杆取帮破碎深度c ),m;L 3——锚入岩(煤)层内深度,按树脂锚固剂长度1.2m 计算。

其中围岩松动圈冒落高度顶f H B b ⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=︒245tan 2ω式中B 、H ——巷道掘进荒宽、荒高;巷宽4.7米,巷高3.3米。

顶f ——顶板岩石普氏系数;粉砂岩取5ω——两帮围岩的似内摩擦角,ω=()︒=3.57arctan 顶f 。

967.0)34.16tan(245tan =︒=⎪⎭⎫ ⎝⎛-︒=H H c ω米66.05967.035.2245tan 2=+=⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=︒顶f H B b ω米L ≥L1+L2+L3=0.1+0.66+1.2=1.96米,顶锚杆长度2.2米满足要求2.锚杆的直径计算锚杆的直径按杆体的承载力与锚固力等强度原则确定,即d 14.35mm === 式中:d ——锚杆杆体直径,mm;Q ——锚固力,按选取直径大于16mm 的树脂锚杆和施工初期职工的锚固工艺掌握程度,按80kN 计算;t σ——杆体抗拉强度,按选取锚杆的技术参数取为490MPa 。

锚喷支护工程质量检测规程MTT5015-1995

锚喷支护工程质量检测规程MTT5015-1995

锚喷支护工程质量检测规程(一)MTT5015-961 总则1.0.1为使煤矿井巷锚杆、喷射混凝土(以下简称锚喷)支护工程质量检测技术规范化、标准化、科学化,保证井巷锚喷支护工程质量,特制定本规程。

1.0.2本规程适用于煤矿井巷锚喷支护工程质量检测,不适用于预应力锚索、钢纤维喷射混凝土、钢架支护和钢筋网质量检测。

其他矿山井巷、交通隧道、水工隧洞和各类硐室等地下工程锚喷支护的质量检测亦可参照使用。

1.0.3本规程主要是根据国家标准《矿山井巷工程施工及验收规范》、《混凝土强度检验评定标准》、《锚杆喷射混凝土支护技术规范》等有关规范、标准和《煤矿井巷工程质量检验评定标准》等有关行业标准、规范编制的。

1.0.4煤矿井巷锚喷支护工程的材质检验和工程质量的综合评定应按现行的《煤矿井巷工程质量检验评定标准》的有关规定执行。

1.0.5检测部位的混凝土被破坏后,应及时用砂浆充填抹平。

1.0.6煤矿井巷锚喷支护工程质量检测,除执行本规程的规定外,还应符合国家现行标准和行业现行标准的有关规定。

2 喷射混凝土强度检测2.1一般规定2.1.1本章适用于煤矿井巷工程中采用喷射混凝土支护的混凝土强度检测。

2.1.2喷射混凝土强度检测宜采用点荷载试验法或拔出试验法,也可采用喷大板切割法或凿方切割法。

不得采用试块法。

2.1.3采用点荷载试验法或拔出试验法检测喷射混凝土强度时,测点的布置应符合以下要求:a)测点周围的混凝土表面应平整,应避开蜂窝、孔洞;b)测点周围60mm范围的混凝土内,不应有钢筋或预埋铁件;c)相邻两测点的间距不应小250mm,离混凝土边缘的距离不应小于150mm;d)检测部位的混凝土厚度不应小于50mm。

2.2点荷载试验法2.2.1点荷载试验法是用混凝土钻取机从混凝土喷体中钻取圆柱体芯样、用点荷载仪测试其点荷载强度,再根据点荷载强度确定混凝土强度的检测方法。

2.2.2点荷载试验法由取样、点荷载试验两部分组成。

取样部分包括取样钻机和金刚砂薄壁钻头,并带有水冷却系统。

QC成果-提高边坡支护锚杆施工质量

QC成果-提高边坡支护锚杆施工质量

提高边坡支护锚杆施工质量单位:核工业井巷建设公司小组名称:核工业井巷建设公司文成项目部QC小组注册编号: ZL-2015016一、工程概况文成县职业中等专业学校迁建工程边坡治理工程(以下简称文成中专工程)位于文成县下田村的一处山坡,该项目主要为边坡加固工程,涉及7类挡土墙类型,其中在山体南东面及东面经过开挖形成标高为1 24.5m~160.8m的边坡,边坡支护采用格构式锚杆挡土墙护坡,本工程中锚杆设计总长约9774m,杆的施工质量是边坡支护质量的关键。

图1 锚杆施工流程图锚杆采用全长粘结锚杆,孔径为110mm,杆体采用HPB400钢筋,直径为32mm,孔内注浆为水泥砂浆,锚杆极限抗拔力不小于150KN。

本工程中的全长粘结型锚杆是安设于地层中的非预应力锚杆,当地层变形后依靠杆体自身强度发挥抗拉和抗剪作用,是一种被动型锚杆。

图2 锚杆结构示意图二、QC 小组简介表1 QC 小组介绍小组名称核工业井巷建设公司文成项目部QC 小组课题名称提高边坡支护锚杆施工质量单位名称核工业井巷建设公司活动频次8次小组注册号ZL-2015016课题注册号ZL-2015016小组类型现场攻关型成员数6人活动时间2015年6月1日~2015年6月30日姓名性别文化程度职务组内分工尹海安男本科项目经理全面负责人熊道德男本科项目总工技术负责人吴利军男大专安全员安全负责人王雪林男本科技术员技术实施、资料处理别远海男大专施工班组长现场施工、协调QC 小组成员孙名伟男初中施工人员现场施工制表:吴利军 制表日期:2015-6-1三、选题理由1、本项目是省重点工程项目,对工艺、施工质量等有较高的要求,是我公司展示实力扩展影响力的重要工程。

2、边坡支护难度较大,支护面积约20000㎡,边坡高差40m,其中各类锚杆9774m ,是边坡加固的关键工序。

3、边坡支护的可靠性是保证学校安全使用的关键环节,只有做好边坡加固工程,后期学校主体建设的安全才能得到有效防范。

关于M6、M16煤巷道支护锚杆(锚索)支护设计技术参数分析

关于M6、M16煤巷道支护锚杆(锚索)支护设计技术参数分析

关于苍海煤矿M6、M16煤巷道支护锚杆(锚索)支护设计技术参数分析 一、锚索设计承载力钢绞线直径为φ15.24mm时230kN ,钢绞线直径为φ17.8mm时320kN ,钢绞线直径为φ21.6mm 时454kN 。

二、锚索设计破断力钢绞线直径为φ15.24mm时260kN ,钢绞线直径为φ17.8mm时355kN ,钢绞线直径为φ21.6mm 时504kN 。

三、锚杆(锚索)支护参数校核已知:M6、M16煤顶板为粉砂岩:以深灰色,薄层状粉砂岩为主,粉砂状结构,夹粉砂质泥岩,菱铁质细砂岩,细砂岩等,沙纹层理发育,局部显水平层理及斜层理。

顺槽巷道毛宽4.7米,高帮3.3米,采用锚网+锚索支护。

1、顶锚杆通过悬吊作用,帮锚杆通过加固帮体作用,达到支护效果的条件,应满足:L ≥L 1+L 2+L 3式中L ——锚杆总长度,m ;L 1——锚杆外露长度(包括钢带、托板、螺母厚度),0.1m ; L 2——有效长度(顶锚杆取围岩松动圈冒落高度b ,帮锚杆取帮破碎深度c ),m;L 3——锚入岩(煤)层内深度,按树脂锚固剂长度1.2m 计算。

其中围岩松动圈冒落高度顶f H B b ⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=︒245tan 2ω式中B 、H ——巷道掘进荒宽、荒高;巷宽4.7米,巷高3.3米。

顶f ——顶板岩石普氏系数;粉砂岩取5ω——两帮围岩的似内摩擦角,ω=()︒=3.57arctan 顶f 。

967.0)34.16tan(245tan =︒=⎪⎭⎫ ⎝⎛-︒=H H c ω米66.05967.035.2245tan 2=+=⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=︒顶f H B b ω米L ≥L1+L2+L3=0.1+0.66+1.2=1.96米,顶锚杆长度2.2米满足要求2.锚杆的直径计算锚杆的直径按杆体的承载力与锚固力等强度原则确定,即d 14.35mm === 式中:d ——锚杆杆体直径,mm;Q ——锚固力,按选取直径大于16mm 的树脂锚杆和施工初期职工的锚固工艺掌握程度,按80kN 计算;t σ——杆体抗拉强度,按选取锚杆的技术参数取为490MPa 。

锚杆破断原因分析

锚杆破断原因分析

成庄矿高强度螺纹钢锚杆破断原因分析天地科技股份有限公司开采设计事业部二零一零年十二月目录1 前言 (1)2 实验室检测 (1)2.1 实验室检测结果 (1)2.2检测结果分析 (12)3 不同受力状态下锚杆变形与破坏的实验室试验 (13)3.1 试验条件 (13)3.2 试验结果 (13)4 锚杆破断原因的理论分析 (18)4.1 球面自锁 (19)4.2 球面回转中心位置对锚杆断裂的影响 (20)4.3 托盘与球垫之间的球面接触面积过小 (21)5 锚杆破断的主要原因总结 (22)6 解决的途径 (23)成庄矿高强度螺纹钢锚杆破断原因分析1 前言支护材料在锚杆支护技术中起着至关重要的作用。

性能优越的支护材料是充分发挥锚杆支护作用与保证巷道安全的必要前提。

随着我国煤矿开采深度、强度与广度的不断增加,出现了大批复杂困难巷道,包括深部高地应力巷道、强烈动压影响巷道、破碎蠕变围岩巷道及特大断面巷道,对巷道支护技术与支护材料提出更高、更苛刻的要求。

成庄矿5306工作面采用大U套小U巷道布置方式,工作面在回采过程中,大U巷道出现了部分锚杆破断,锚索破断的现象。

为了弄清锚杆锚索破断的原因,特从5306工作面大U巷道拾取了部分破断锚杆的样品,进行系统的分析。

2 实验室检测2.1 实验室检测结果为了清楚的分析成庄5306工作面破断锚杆的破坏原因,特对所有拾取的样品进行系统的分类,并对锚杆的一些基本特征进行描述。

样品中较长的锚杆为5216副巷帮底锚杆,锚杆断头绝大部分为顶锚杆断头,经清点、检验结果如表1,力学性能和冲击功检测如表2和表3所示:表1 锚杆其中印记为SJ5的锚杆大多为脆断,断口无径缩。

印记为M622、5C522的锚杆大多为超载拉断,断口直径缩明显。

表2 成庄锚杆力学性能检测仅作参考。

表3 成庄锚杆材料冲击功检测注:机械工业通用零部件产品质量监督检测中心检测断裂锚杆分析:来样12根断裂锚杆的样品按断裂特征可分成脆断和过载拉断两类。

2023年锚杆支护安全规范

2023年锚杆支护安全规范

2023年锚杆支护安全规范引言:锚杆支护是目前土木工程、岩土工程中一种常用且重要的支护措施,它广泛应用于隧道、地下工程、矿山和土地开发等领域。

然而,由于工程环境的复杂性和工程应力的变化,锚杆支护所面临的安全风险也在不断提高。

为了保障工程的安全和有效实施锚杆支护,有必要制定一份全面的规范,以指导工程师和从业人员开展相关工作。

本文将阐述2023年锚杆支护安全规范,共____字。

一、设计与选择1. 根据工程实际情况进行设计,包括锚杆类型、直径、长度、孔距等参数。

2. 选择符合国家标准的锚杆材料,并进行材料的抗拉和抗剪强度测试。

3. 选择适当的安装位置和角度,确保锚杆与岩体之间的结合牢固。

二、安装1. 安全培训:安装人员必须接受相应的培训,了解相关安全知识和操作规程。

2. 预处理:在锚杆孔道中清除杂物,清洗孔道内表面,并应对孔壁进行检查,确保其无裂缝或其他损伤。

3. 安装操作:锚杆必须按照设计要求逐个安装,并使用合适的设备和工具进行操作。

4. 监测记录:及时记录安装过程中的关键参数,如孔道深度、颗粒大小、注浆时间等。

三、质量控制1. 锚杆质量检验:对每根锚杆进行抗拉、抗剪强度和锚固力测试,确保其符合设计要求。

2. 注浆质量检验:对注浆材料进行抗压、延展性等性能检验,确保其质量合格。

3. 锚杆固定力监测:对已安装的锚杆进行定期力检测,以确保其固定力处于设计范围内。

4. 质量记录:对每个工程进行完整的质量记录,包括材料检测报告、安装检测记录等,以备查档。

四、监测与维护1. 定期监测:对已安装的锚杆进行定期力监测和变形监测,以及岩体应力监测,确保锚杆支护系统的稳定性。

2. 异常处理:当发现锚杆存在断裂、变形、锚固力不足等问题时,应及时采取相应的修复措施。

3. 维护保养:对锚杆支护系统进行定期的维护保养,例如清除掉落物、维修松动部位等。

五、应急响应1. 应急预案:开展锚杆支护工程前,应制定完善的应急预案,并对相关人员进行培训,提高应急处置能力。

6.6.2-1 锚杆、锚索质量检验报告单

6.6.2-1 锚杆、锚索质量检验报告单

单位 MPa mm mm % mm mm mm KN KN %
规定值或允许偏差 在合格标准内 ≥设计值 满足设计要求 2
±50 ±100 符合规范及设计要
求 满足设计要求 符合规范及设计要 符合规范求及设计要

设计值
检测值

建工程(6.6.2-1) 施工单位 合同段
检测值
编号:____________________ 平均值
检表6.6.2-1
分项工程名称
工程部位
所属建设项目
项次
检查项目
1
注浆强度
2
锚孔深度
3
锚孔孔径
4
锚孔轴线倾斜
5
锚孔位置
5.1 设置框格梁
5.2 其他
6
锚杆、锚索抗拔力
7
张拉力
8
张拉伸长率
9
断丝、滑丝数




锚杆、锚索质量检验报告单
JTG F80/1-2017 公路工程质量检验评定标准 第一册 土建工程(6.6.2-1) 所属分部工程名称 所属单位工序号

谭邵高速公路高边坡锚杆无损检测报告

谭邵高速公路高边坡锚杆无损检测报告

潭邵高速公路路基上边坡锚杆弹性波无损检测报告(k75+520~k75+720段)项目负责:报告编写:审核:检测人员:目录一概况二无损检测方法原理三检测工作布置四检测成果分析及解释五结论一、 概况潭邵高速公路路堑边坡整治和边坡稳定工程中采用了锚杆支护技术,为了更好地了解施工锚杆的锚固质量及进行评价;我公司受湖南省潭邵高速公路建设开发有限公司的委托,于2002年6月10日至6月13日对k75+520~k75+720段的路堑边坡锚杆进行弹性波无损检测。

二、 无损检测方法原理当工程的结构构件的尺寸为圆柱体且其直径d 远远小于其长度L 时,即L>>d ,则此构件完全可以作为弹性波中的一维杆件理论分析处理。

锚杆是钢筋与混凝土胶结在一起,与周围围岩(土)存在较大的弹性波波阻抗差异,因此,应用弹性波理论对锚杆进行无损检测,可以视锚杆为一维弹性杆件,用一维弹性杆件来检测分析锚杆的质量,即钢筋与混凝土的胶结质量、混凝土与围岩(土)的胶结质量(也就是锚杆的密实度)及锚杆的长度。

锚杆检测的一维弹性波波动方程为:0122222=-∂∂⋅-∂∂⋅-∂∂EA Kut u EA c tu V x u 式中:u —锚杆体的弹性波振动质点位移(m );V—锚杆体的弹性波振动质点传播速度(m/s);E—锚杆体的弹性模量(KN/m2);A—锚杆体的横截面积(m2);c—锚杆体的弹性阻尼系数(KN·s/m);K—锚杆体的刚度系数(KN/m)。

当锚杆锚固体系存在波阻抗(VA=)差异的界面时(如Zρ空浆、欠密实、欠长度等),弹性波在该界面将发生反射。

根据检测到的反射信号的频率、幅值及反射波的时间等特征,可以确定锚杆的锚固状态及施工缺陷。

三、检测工作布置根据国家工程建设标准协标准《土层锚杆设计与施工规范》和《潭邵高速公路路基上边坡治理锚杆施工生产性试验和检测要求》。

本着随机抽样的原则,按工程施工锚杆总数量的10%抽检。

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呼图壁县煤炭多种经营有限责任公司小甘沟煤矿小甘沟煤巷锚杆支护工程质量检测报告编制:技术科审核:王长龄编制日期:2015年1月小甘沟煤矿审批表部门领导审批意见签字日期生产科技术科机电科通风科调度室安全科通风副总地测副总采掘副总机电副矿长安全副矿长生产副矿长总工程师矿长目录1 煤巷锚杆支护理论发展现状及工程质量检测概述 (2)1.1国内锚杆支护理论发展现状概述 (2)1.1.1 全长锚固中性点理论 (2)1.1.2 松动圈理论 (3)1.1.3围岩强度强化理论 (3)1.1.4锚固力与围岩变形量关系理论 (4)1.1.5锚固平衡拱理论 (5)1.1.6 国内煤巷锚杆支护设计方法概述 (5)1.2煤巷锚杆支护工程质量检测概述 (7)2 锚杆拉拔力检测 (9)2.1锚杆拉拔力检测仪器 (9)2.1.1锚杆拉拔计操作方法及步骤 (10)2.1.2 选用锚杆拉拔计注意事项及技术特征 (11)2.2锚杆拉拔力试验方案 (13)2.2.1 试验目的及准备工作 (13)2.2.2 试验方案及要求 (13)2.2.3 锚杆支护设计强度要求 (13)2.3锚杆拉拔力检测结果 (14)2.4锚杆拉拔试验安全技术措施 (14)3 锚杆预紧力检测 (14)3.1锚杆预紧力检测要求 (15)3.1.1锚杆预紧力确定方法 (15)3.1.2 锚杆预紧力检测要求 (15)4 锚杆支护几何参数及安装质量检测 (16)4.1锚杆支护几何参数检测 (16)4.2锚杆托盘安装质量检测 (16)5 小甘沟煤矿煤巷锚杆支护现状 (17)5.1小甘沟煤矿煤层顶底板特征及生产概况 (17)5.1.1 小甘沟煤矿煤层顶底板特征 (17)5.1.2 小甘沟煤矿生产概况 (18)5.2B3三区段煤巷锚杆支护概述 (19)5.2.1 B3煤层联络下山断面及锚杆支护初始设计 (19)小甘沟煤矿煤巷锚杆支护工程质量检测报告1 煤巷锚杆支护理论发展现状及工程质量检测概述1.1 国内锚杆支护理论发展现状概述近十几年来,基于公认的三大传统的锚杆支护理论(悬吊理论、组合梁理论、组合拱理论)的基础上,国内很多学者对锚杆作用机理进行了大量的深入研究与探讨,进一步揭示了锚杆支护的实质,推动了锚杆支护理论研究的发展,扩大了锚杆支护技术应用的范围。

主要有如下观点:1.1.1 全长锚固中性点理论全长锚固中性点理论是由东北大学王明恕教授等提出。

该理论认为在靠近岩石壁面部分(锚杆尾部),锚杆阻止围岩向壁面变形,剪力指向壁面。

在围岩深处(锚杆头部),围岩阻止锚杆向壁面方向移动。

锚杆上的剪力指向相背的分界点,称为中性点,该点处剪应力为零,轴向拉应力为最大。

由中性点向锚杆两端剪应力逐渐增大,轴向拉应力逐渐减少(如图1-1)。

该理论近年在国内理论分析中其“中性点”观点被普遍接受,但其理论形式还存在着一定的争议,它难以解释锚杆尾部的断裂机理,有人认为该理论为假设未设托盘之故。

图1-1 锚杆受力曲线拉应力剪应力锚杆长度 应力值中性点1.1.2 松动圈理论围岩松动圈巷道支护理论是由中国矿业大学董方庭教授提出,该理论是在对巷道围岩状态进行深入研究后提出的。

研究发现围岩松动圈的存在是巷道固有的特性,它的范围大小(厚度值L)目前可以用声波仪或者多点位移计等手段进行测定。

巷道支护的主要对象是围岩松动圈产生、发展过程中产生的碎胀变形力,锚杆承受拉力的来源在于松动圈的发生、发展;并根据围岩松动圈厚度值的大小,将其分为小、中、大三类。

松动圈的类别不同,则锚杆支护机理不同。

I类小松动圈L = 0~400mm,围岩的碎胀变形量很小,此类围岩巷道一般无需锚杆,可以裸体或者喷射混凝土单独支护;II、III类围岩L = 400~1500mm,用悬吊理论设计锚喷支护参数;IV 、V类围岩L = 1.5~2.0m、L = 2.0~3.0m,采用组合拱理论确定锚喷支护参数;VI类围岩L>3.0m,在没有获得进一步研究资料之前,应采用以锚喷网为基础的复合支护。

该理论的优点是简单直观,对中小松动圈有很重要的价值,但对大松动圈尤其是高应力软岩的采准巷道,实践表明,该理论有一定的局限性。

1.1.3围岩强度强化理论锚杆与围岩相互作用,形成锚杆—围岩的共同承载结构,改善锚固体力学性能,提高锚固体峰值强度和残余强度,特别是残余强度的提高,能有效提高围岩的自承能力,控制围岩塑性区、破碎区发展,促使巷道围岩由不稳定状态向稳定状态转变,如图1-2所示。

该理论的要点是:(1)岩体经锚杆锚固后,其峰值强度和残余强度均得到提高,随着锚杆布置密度的增加,强度强化系数逐渐增大,锚杆布置密度一定时,锚杆对岩体残余强度的强化程度大于对岩体的峰值强度的强化程度。

(2)锚杆可有效改善原岩体的力学参数,随着锚杆布置密度的增加,锚固体峰值前的E(弹性模量),C(粘聚力),ϕ(内摩擦角)与峰值后的E,C,ϕ均有不同程度的提高。

(3)利用锚杆支护,可以提高锚固区域岩体的强度,可以有效的减小巷道围岩塑性区,破碎区半径及巷道表面位移,保持巷道围岩稳定。

图1-2 锚杆—围岩共同承载结构示意图该理论的分析方法是将锚杆的作用简化为对锚固围岩从锚杆的两端施加径向约束力,由实验室锚固块体试验确定围岩塑性应变软化本构关系,再利用弹塑性理论定量分析锚杆的支护效果。

1.1.4锚固力与围岩变形量关系理论该理论对锚杆锚固力的内涵及作用进行了深入研究,认为锚杆对围岩的锚固作用是通过锚固力来实现的,而锚固力是依赖围岩变形而产生和发展的。

锚杆支护一般在巷道开挖完成后实施,此时围岩的弹塑性变形已经完成,使锚杆产生锚固力的是围岩峰后的剪胀变形,随着剪胀变形的渐进发展,锚杆从径向和切向两个方向上产生限制剪胀变形的径向应力、切向应力。

剪胀变形越大,锚杆的径向和切向的锚固力越高。

锚杆的锚固作用使得围岩在较高的应力状态(能量状态)下获得稳定平衡。

1.1.5锚固平衡拱理论该理论认为,锚杆加固对于提高围岩自身的最大承载能力没有明显的效果,但在围岩产生塑性破坏后,对提高围岩的残余强度及承载能力有显著作用。

在巷道周围,锚杆与其锚固范围内的岩石构成一种锚固支护体,当这个锚固体中的岩石在围岩集中应力作用下发生破坏时,其承载能力降低并产生变形,同时围岩的集中应力向深部转移,使锚固体卸载。

在此过程中,锚固体通过锚杆的约束作用和抗剪作用,使塑性破坏后易于松动的岩石构成具有一定承载能力和适应自身变形卸载的锚固平衡拱。

1.1.6 国内煤巷锚杆支护设计方法概述目前,国内锚杆支护设计及参数选择方法很多。

1.1.6.1 基于巷道围岩松动范围的锚杆支护设计方法中国矿业大学董方庭教授等提出了松动圈支护理论。

该理论认为:围岩松动圈是开掘巷道后地应力超过围岩强度的结果,在现有支护条件下,试图采用支护手段阻止围岩松动是不可能的,松动圈范围越大,收敛变形越大,支护就愈加困难。

这种设计方法核心内容是锚杆长度需要大于巷道围岩的松动圈范围。

1.1.6.2 以地应力为基础的锚杆支护设计方法1997年,中国矿业大学(北京校区),煤科总院北京开采所与邢台矿务局联合研究,借鉴国外澳大利亚、英国先进的锚杆设计方法,在国内首次提出了“地应力为基础的煤巷锚杆支护设计方法”,该锚杆支护系统设计方法包括6个部分,即6步骤:①地质力学评估;②初始设计;③对初始设计选定的方案进行围岩稳定性分析;④按选定方案施工;⑤现场监测;⑥信息反馈与修改、完善设计。

当需修改时,则重复②~⑥步骤,如此反复,直到设计合理为止。

因此整个锚杆支护的设计过程是一个动态的设计过程,是在多次实践中逐渐完善起来的动态设计方法,以此方法编制了集地质力学参数处理,利用现场监测反馈的信息对初始设计进行修改以及设计结果输出于一体的计算机辅助设计软件,这种设计方法在邢台、新汶、开滦局等多个矿井中应用,效果较好。

1.1.6.3煤巷锚杆支护全线跟踪设计方法中国矿业大学(北京)马念杰教授及其学生提出了此方法,设计方法流程如图1-2所示。

该设计方法实现对将要掘进巷道支护参数的全线跟踪动态设计。

采用定量指标,在支护前与支护后期两个阶段进行锚杆支护设计。

(1)支护前期:通过锚杆钻机的钻孔进行顶板岩层结构的探测,得到锚杆钻机的钻速、风压、推力等参数,进行顶板岩层结构的识别;(2)支护后期:为了提高顶板的安全性,找出仍有可能存在冒顶危险的区域。

采用顶板离层仪,监测锚固区内外顶板岩层的变形和离层情况,及时预测巷道顶板的危险区域。

1.2 煤巷锚杆支护工程质量检测概述煤巷锚杆支护施工质量检测是检验锚杆支护效果的重要组成部分,是调整锚杆支护参数所必不可少的参考依据;锚杆支护属于隐蔽性工程,支护设计不合理或施工质量不好都有可能导致顶板垮落或片帮现象的产生,造成煤矿安全事故。

因此在煤巷锚杆施工过程中,必须严格按照设计施工及掘进作业规程的要求认真完成各个作业工序;煤巷锚杆支护施工后,必须进行工程 地应力测量 顶底板岩石力学性质理论分析确定支护参数数值模拟分析 初始方案确定 顶板钻孔施工松动圈测试 顶板岩层结构探测 结构探测仪支护前期顶板支护效果监测 图1-2 煤巷锚杆支护真动态设计方法流程 顶板危险区域预测 锚索补强 支护后巷道 待支护断面 顶板支护参数确定与施工参数调整顶板离层仪支护后期质量检测,确保施工质量满足设计要求。

同时,还应对巷道围岩变形和破坏状况、锚杆受力分布和大小进行全面、系统的检测,以获得支护体与巷道围岩的位移和应力信息,从而验证煤巷锚杆支护初始设计的合理性和可靠性,判断巷道围岩的稳定程度和安全性;反之,通过以上检测所反馈的信息如若判断煤巷锚杆支护初始设计不能满足煤巷围岩稳定性要求,也能以此作为参考依据对锚杆支护初始设计参数及时调整。

锚杆施工质量检测主要包括锚杆的锚固性能和安装质量检测。

影响锚杆锚固性能的因素很多,主要有锚杆杆体强度、锚固剂型号及强度、锚固段长度、三经匹配度、锚杆长度和锚固剂密实度等;锚固性能一般采用拉拔试验检测,锚杆安装质量包括预紧螺母预紧力、几何参数(间、排距)、托盘、钢带及金属网的安装质量、等采用相应的仪器和方法进行检测。

2 锚杆拉拔力检测锚杆拉拔力,即锚杆在拉拔试验中所能承受的最大拉力。

是评价煤岩体可锚性、锚固剂粘结强度、杆体力学性能的重要参数。

井下巷道进行锚杆支护之前必须做拉拔试验,拉拔试验不仅要检测锚杆的拉拔力,还应记录拉拔过程中锚杆尾部的位移量,进而绘制“拉力—位移”曲线,综合分析锚杆的锚固效果。

2.1 锚杆拉拔力检测仪器锚杆拉拔计是最常用的锚杆拉拔力检测仪器。

国内外开发研制了多种形式、规格、和量程的锚杆拉拔计,以满足不同巷道支护强度的需求。

本次试验所选用的锚杆拉拔计型号为LDZ300型,由手压泵、液压缸、压力表、高压胶管等部分组成组成(如图2-1所示),具有体积小、重量轻、携带方便、操作简单、安全等特点。

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