锚杆耐久性现场试验研究

论述在17 a前埋设于河南焦作市焦东煤矿现场的一批旨在研究应力腐蚀和化学腐蚀耦合效应的缩尺试验锚杆的腐蚀环境和腐蚀状况,对开挖出的缩尺试验锚杆的点蚀、坑蚀、失重、腐蚀速率和强度损失率等进行较全面的测试和分析,指出在中等腐蚀环境下,裸露缩尺锚杆(钢筒体)的强度损失率约为14.0%,直径损失约为10.0%,截面积损失约为19.0%;其失重率极不均匀,最高者约为最低者的24.4倍;一根缩尺锚杆钢筋经过17 a,其抗拉极限荷载,比使用年限为0的相同锚杆的低18.4%～22.2%。

锚杆锚固质量无损检测几个关键问题的研究

对近年来有关锚杆无损检测的研究工作进行总结。通过理论分析和实验研究,对锚杆锚固质量无损检测中的几个关键问题进行较为深入的探讨研究:通过逐渐改变锚杆自由段和锚固段相对长度的方法,研究底端反射的变化规律,得出锚固长度小于3/4首波波长时底端反射不明显的结论;通过对锚固体控制体积的力学分析,用水泥砂浆在不同养护时间内的固化程度和对杆体的握裹强度模拟锚固介质的黏结强度,得出固结波速与锚杆杆体、锚固介质及围岩之间的黏结强度有关的结论;通过对承载条件下锚杆动态响应的分析和实验研究,得出锚固体系的基频和动刚度与荷载呈幂函数增长的规律,以及锚杆的动态响应与锚杆的工作荷载与极限承载能力的相对大小显著相关的结论。研究结果可用于锚杆无损检测的工程实践。

应力腐蚀对锚杆使用寿命影响的试验研究

通过室内模拟试验和现场取样测试的方式,对比研究应力腐蚀条件下影响锚杆使用寿命的因素。室内试验中自行设计应力腐蚀试验装置,通过砝码在外部对置于腐蚀溶液中的试件加压,使其处在应力和腐蚀协同作用的条件下;现场取样是挖掘17 a前埋设的一批施加不同等级预应力的缩尺锚杆,并对其腐蚀环境和状况进行全面测试。试验结果显示:应力对砂浆缺陷处钢筋腐蚀速度有促进作用,在锚杆上涂保护层比不涂保护层其腐蚀速度降低3～6倍;在中等腐蚀环境下,裸露缩尺锚杆(钢筒体)的平均屈服荷载比原来减小了约50%,极限强度比原来减小了约20%;指出坑蚀普遍存在,坑蚀深度直接影响锚杆的承载力变化,这一点应不容忽视。

现场早期砂浆锚杆腐蚀现状的取样研究

本文概述了关于从已建工程中取出的早期使用3—28年不同令期的锚杆和17年期现场缩尺试验锚杆的腐蚀现状，对其锈蚀状况和使用环境因素做了宏观观察和分析，对其点蚀、坑蚀、失重、腐蚀速度和强度等力学性能进行了较全面的测试和分析，取得了不同令期的锚杆锈蚀状况和影响其耐久性及使用寿命的第一手资料，为我们开展锚杆腐蚀的防护对策研究提供了有力支持。

锚杆托板的力学性能与支护效果分析

采用实验室试验、数值模拟及井下监测相结合的方法对托板的受力状态、应力分布、变形状况及支护作用进行研究。在实验室,制作专门的测力托板,测试了不同支撑状态下拱形托板变形、应力与载荷的关系,得出不同支撑状态下托板开始屈服的载荷。采用有限元数值模拟方法,分析了拱形托板在面接触、四边支撑、四点支撑及三点支撑状态下的应力分布特征。建立了单根锚杆锚固于围岩中,计算锚杆预应力引起的应力场的数值模型;分析了托板对锚杆预应力场分布的影响,托板应力分布特征及托板对围岩的支护作用。采用测力托板,在潞安屯留矿的回采巷道中进行了托板受力监测,初步分析了托板在锚杆安装预紧阶段、掘进影响与稳定阶段的受力特征与变化规律。

薄基岩大断面切眼超长锚杆锚索联合支护技术研究

针对赵固二矿1105大采高工作面切眼矿压显现剧烈、围岩变形大、难以维护等问题,以理论分析、数值模拟和现场试验为主要研究方法,对切眼支护参数进行优化设计。结果表明,常规锚杆锚索联合支护无法锚固到稳定岩层内;而采用新型的5m超长锚杆和锚索联合支护,切眼围岩变形得到了较为明显的控制,顶板下沉量由212mm降低到170mm,变形速率大大降低,两帮片帮程度明显较小。

预应力锚索加固技术的力学行为与群锚效应分析

预应力锚吲技术是现代岩土工程加固技术的重要手段。通过对锚索、灌注锚固体和锚孔周围岩土体进行三维弹塑性有限元分析，研究了锚索、锚固体、岩体的轴向应力分布规律，以及锚固体与岩体中的剪应力、锚固体的位移和塑性区的变化趋势：并对群锚效应下锚固体的位移、正应力、剪应力的影响范围进行了分析，探讨了考虑群锚效应下锚索间距的布置原则，为在锚固工程中合理施锚和优化布锚提供了依据。

建筑物下压煤条带煤柱支护设计

以某矿建筑物群下压煤条带开采区为工程背景,对原条带开采设计进行了优化,提出了缩小留设条带煤柱,并对留设煤柱进行锚杆和巷柱的联合加固技术方法——巷柱式联合加固留设煤柱条带开采技术,并给出了锚杆和巷柱的有关设计参数。

三软煤层大断面综采开切眼一次成巷支护技术研究

针对三软岩层中综采工作面切眼支架安装采用"边扩边安"安装方式存在的缺点,研究了三软岩层综采开切眼大断面一次成巷技术,并根据矿井地质条件和支护理论,采用了锚索和锚杆支护方式,确定合理的切眼断面设计和支护方案,增加了巷道的整体稳定性。实现了综采工作面支架的顺利安装,达到了预期的效果。

摩擦锚杆在采场顶板支护中的应用

文中就新城金矿机械化作业采场的破碎顶板及与断层面接触的上盘 ,采用管缝式摩擦锚杆支护的有关技术问题作一探讨。

二柱掩护式支架水平力的研究

美国Cumberland矿17号工作面进行的现场试验发现,二柱掩护式支架在初撑阶段顶梁有向工作面方向的水平运动,从而证明了二柱掩护式支架能产生一个水平力作用于顶板,有利于对直接顶破坏的控制。本文介绍了该试验方法与结果,以及由此建立的研究液压支架水平力的力学模型。模型分析指出,二柱掩护式支架即使在增阻、恒阻阶段也都能给于顶板水平力作用。对此,在支架选型、使用和设计时应予足够的重视。最后,本文提出了增加和改善液压支架水平力的有效途径。

留小煤柱沿空掘巷技术的研究与应用

在工作面巷道布置中,推广留小煤柱沿空掘巷技术对提高煤炭资源回收率有重要意义。文章介绍了新集二矿实施沿空掘巷技术时采取的技术和管理措施。实践证明只要措施得力,沿空掘巷完全能保证工作面掘进和回采安全。

大采高综采面贯通回撤护顶柔性纤维网铺设技术

为了保证大采高综采工作面安全顺利的贯通,在贯通时用柔性纤维网替代原来的金属网片维护顶板,并以22304大采高(7m)工作面贯通回撤为例,从纤维网的运输方式、挂网、撩网、正常割煤等方面分析、研究柔性纤维网铺设的关键技术,不仅保证了安全,而且提高了贯通效率,保证了贯通质量,为以后综采工作面贯通使用柔性纤维网提供了借鉴。

极松散煤层巷道U型钢支架的数值模拟与分析

采用数值模拟方法,以极松散煤层巷道U型钢支架支护作为模型,简化出相关的力学模型,并利用基于有限元方法软件ABAQUS的强大非线性分析功能,分析了在不同围岩压力作用形式下U型钢支架的承载机理,结果显示U型钢支架在加入补偿结构下承载力显著提高。以淮北某矿处于极松散煤层的8203机巷U型棚支护为工程背景进行了研究成果井下试验,由此得到相关结论,建立了针对该问题的基本分析流程和方法。

气垛支架在急倾斜薄煤层中的应用研究

简要介绍了急倾斜薄煤层气垛支架支护工艺及矿压显现情况。

锚杆锚索载荷数据采集及分析系统设计

针对目前锚杆、锚索载荷数据采集与分析方法存在的准确性低、读数困难、效率低等问题,研发了一种新的锚杆、锚索载荷数据采集及分析系统。该系统利用无线传输技术采集载荷数据,并借助计算机软件对采集的数据进行数字化分析研究,提高了数据分析的准确性,为判断巷道支护的安全性提供了更为科学的依据。

摩擦式锚杆作用原理及其工程应用

本文根据模型试验和现场试验,进一步探讨了摩擦式锚杆的作用原理,并揭示了磨擦式锚杆明显的支护效果和先柔后刚的特点,列举了摩擦式锚杆在矿山巷道和采场工程中应用的实例.

断层应力影响区巷道支护技术与实践

针对任楼煤矿中四采区7344工作面机巷布置在断层附近,受断层应力影响巷道变形较大,采用锚网梁支护不现实,采用工字钢对棚支护又危及安全、影响生产的具体情况,经现场调研分析,总结巷道围岩变移参数及对应关系,采用了U型钢可缩性平顶棚支护技术,取得了较好的效果。

U型钢可缩性支架的稳定性分析

U型钢可缩性支架的承载能力主要取决于支架本身整体稳定性。讨论了考虑U型钢可缩性支架稳定性的承载能力问题,尤其对支架搭接部分对稳定性的影响进行了充分的研究,并得到一些重要的结论。

干河矿煤巷锚杆支护力学模型及数值分析

旺采法中采场巷道服务时间各不相同,为了使支护设计具有针对性,利用力学和数值模型分析了煤巷变形特点。根据"岩梁"理论,建立煤巷顶板力学模型,获得了顶板岩层厚度与煤巷跨度、直接顶容许拉应力之间的双曲关系。结合FLAC3D,分析了支护部位不同时围岩及锚杆力学响应,明确了煤巷支护的重点是角部和两帮,单独进行两帮支护对围岩的控制效果优于单独顶板支护,支巷两帮可以采用玻璃钢锚杆。分析了锚杆参数对围岩的影响规律,证明加强两帮支护可以实现"强帮护顶",帮锚杆长度存在最优值。