预应力树脂锚杆在软岩大变形隧道中的应用研究

软岩大变形问题一直是隧道工程界的头号难题,为了研究预应力树脂锚杆对于隧道软岩大变形控制效果,文章依托某大型软岩隧道工程开展现场对比试验。试验段分为水泥砂浆锚杆段和预应力树脂锚杆段。对试验段掌子面的拱顶沉降、水平收敛、围岩压力等数据进行监测。数据结果表明,预应力树脂锚杆对于拱顶沉降变形、水平收敛变形的控制效果比传统水泥砂浆锚杆的控制效果明显。研究以期为预应力树脂锚杆在隧道工程中的应用提供一定的经验。

不同直径树脂锚杆锚固性能的试验分析

树脂锚杆是煤矿开采巷道支护中使用的重要形式,锚杆直径对锚杆锚固性能具有重要影响作用。采用试验分析的形式对三种不同直径树脂锚杆的锚固性能进行研究。结果表明,锚杆直径的增加,自身的承载性能具有明显的提升,同时锚固性能也具有较大的提升,有利于煤矿巷道的支护。在进行巷道支护设计的过程中,应适当地增加锚杆的直径,从而提高巷道的锚固效果,保证煤矿的安全开采。

基于电炉冶炼树脂锚杆的热轧钢筋MG400 制备技术研究

为了确保热轧钢筋过程中钢筋形态和钢筋力学性能的稳定性,使钢筋符合预设标准,对基于电炉冶炼树脂锚杆的热轧钢筋MG400制备技术进行深入研究,通过设置中控单元,获取轧制后钢筋首尾温度差,对冷却装置的冷却效率进行调节,确保当前钢筋断后伸长率符合预设标准。

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 k N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。

水和温度对树脂锚杆锚固力的影响

为了弄清煤矿巷道围岩渗水严重或局部巷道温度升高地段,通用树脂锚杆锚固力往往低于理论计算值的原因,结合现场观测,在实验室通过自行设计的装置研究了一定温度范围内以及室温时钻孔流水和钻孔内积水两种情况下,水对树脂锚杆锚固力的影响程度.实验结果表明:当孔壁渗流水不大时,树脂锚固剂在搅拌过程中,通过摩擦挤压作用,能够堵住某些裂隙出水点,但是一些分散到树脂胶泥中的水滴,会影响锚杆的锚固力;而当钻孔内水量较大,甚至有压力的喷水,树脂锚杆锚固力会大大下降;另外,孔壁温度的升高也会降低树脂锚杆的锚固力.孔壁内水的存在以及孔壁温度的升高是降低通用树脂锚杆锚固能力两个不可忽视的因素.

温度对树脂锚杆锚固剂凝胶时间的影响

采用国家标准和煤炭行业标准的检验方法，系统研究了-10～30℃的树脂及锚固剂的凝胶时间的变化．结果发现：选择2种型号的树脂，树脂和锚固剂的凝胶时间与温度存在一致的对应关系，即随着温度的升高，凝胶时间显著下降；并且温度每升高10℃，树脂的凝胶时间缩短1／2左右，甚至2／3以上；锚固剂的凝胶时间也缩短1／2左右．

钻孔淋水对树脂锚杆锚固力的影响分析

结合城郊煤矿11201工作面运输巷顶板淋水情况下锚杆锚固力现场测试结果,自行设计了实验装置,研究了钻孔淋水对树脂锚杆锚固力的影响.在现场测试中,当钻孔的淋水量小于128mL/min时,树脂锚杆的锚固力保持不变;当淋水量大于583mL/min时,树脂锚杆的锚固力比无淋水时的锚固力下降35%以上.沿巷道轴向布置卸水孔,采用集中排放,同时加大锚杆支护的密度可以改善顶板淋水时锚杆支护的效果.

水对树脂锚杆锚固性能影响研究

为了分析在围岩含水量比较大的巷道进行锚杆支护时,树脂锚杆锚固力降低的现象,采用实验室试验与理论分析相结合的方法研究了水对树脂锚杆锚固性能的影响。试验结果表明:顶板钻孔淋水和巷帮钻孔积水对树脂锚杆锚固性能影响较大。树脂锚杆锚固力随着模拟顶板钻孔淋水量的增加、巷帮钻孔积水率的增大呈现明显递减规律;当模拟钻孔淋水量超过600mL/min时,锚杆锚固力为无淋水时最大锚固力的10%;当模拟钻孔积水率大于49%时,锚杆锚固力为无积水时最大锚固力的30%,锚固力下降非常明显。在上述研究基础上,分析了水对煤岩体力学特性和树脂锚固剂固化反应过程的影响,提出通过提高树脂锚固剂防水性能、加大锚固长度等方法来保证围岩含水量比较大的巷道中锚杆支护效果。

BHRB600热轧高强韧树脂锚杆钢筋的开发

为满足对高强韧矿用树脂锚杆钢筋的需求,山东石横特钢集团有限公司通过合理的化学成分及生产工艺设计,成功地开发出σs>600MPa、δ5>18%、AK>25J的优质树脂锚杆钢筋。该钢筋在煤矿巷道中支护效果明显,可比普通强度锚杆钢筋用量减少5%以上。

树脂锚杆钢筋的生产工艺优化

介绍了树脂锚杆钢筋的产品特点和生产难点,分析了生产过程中出现的尺寸不合格、性能不合格的原因,及对此采取的措施,从而使钢筋尺寸不合格率降至0.05%以下,成材率提高至97.8%。

树脂锚杆波动机理与锚固承载力无损检测初探

煤巷锚杆支护技术在我国煤矿巷道支护中应用越来越广泛,但是目前对树脂锚杆极限锚固承载力的无损检测仍没有找到一种非常准确、有效地方法,因此进行锚杆极限锚固承载力的无损动力检测研究具有非常重要的现实意义。首先根据树脂锚杆的结构特点建立了锚杆的纵向振动力学模型,解析分析了锚杆非锚固端、锚固端的波动特征,得到锚固段锚固界面粘结刚度与锚固结束端的反射波能量的线性相关性,粘结刚度越高,锚固结束端的反射波子波数也越多,反射波能量越强;然后综合分析了锚杆锚固段的剪应力分布特征,得到了锚固段极限锚固承载力的计算公式;研究结果表明:采用瞬态激振弹性波法进行锚固段极限锚固承载力无损检测是可行的。

螺纹钢树脂锚杆的研究现状与趋势

针对近年来我国煤矿树脂锚杆发展现状,指出了目前高强度螺纹钢锚杆钢材质量、外形、横肋及肋间距、尾部螺纹及配套构件在生产及使用过程中存在的问题,并提出今后锚杆支护重点的研究方向和应解决的问题。

树脂锚杆锚固长度声波探测技术及数值试验

针对煤岩巷道锚杆支护锚固失效引起的冒顶问题,建立了煤岩巷道顶板锚杆树脂锚固模型,采用数值模拟的方法对不同锚固方式下树脂锚杆的波导特性进行研究,得到了不同锚固长度与树脂锚杆激振响应特性曲线。通过对比分析,研究得出无论何种锚固方式,检测结果与实际锚固长度的误差大约在1%-6%,同时可采用修正补偿的方法降低检测误差。研究结果得出:采用应力反射波法检测树脂锚杆的锚固长度是一种行之有效的无损检测方法,可实现树脂锚杆锚固长度的便携、准确检测提供技术支持。

全长锚固预应力树脂锚杆受力特性分析及应用

传统的锚杆作用机理大多从锚杆自身的受力状态入手,对于锚杆整体结构与围岩之间相互作用的规律研究较少。通过理论分析、现场实测等手段,从全长锚固预应力树脂锚杆加固围岩的轴向锚固作用、托锚力作用和横向锚固作用来着重分析锚杆、托盘、锚固剂与围岩之间相互作用的规律,以及与围岩长期相互作用过程中锚杆的受力分布特征,并通过现场支护试验校验了全长锚固预应力树脂锚杆的锚固效果。研究所得结论可为全长锚固预应力树脂锚杆的支护设计和现场支护应用提供理论参考。

树脂锚杆锚固特性数值模拟研究

树脂锚杆锚固段锚固特性和传力机理是锚杆支护设计的关键。文章采用有限差分程序FLAC3D对树脂锚杆锚固段杆体、树脂药卷及围岩之间的作用关系及应力、位移分布规律进行模拟研究,分析了锚固段锚固特性在不同载荷作用下从弹性状态到弹塑性状态的发展变化过程。研究表明,锚固段杆体轴力、树脂药卷剪切力、围岩剪切力沿杆体轴向呈负指数曲线分布。最后将研究结果用于井下实践,监测锚杆受力状况,验证结论的正确性。

“湿喷+树脂锚杆”联合支护技术应用研究

以中色非洲矿业有限公司下属谦比西铜矿为研究对象,针对其岩体松散破碎的特点及当前支护方式存在的问题,提出采用"机械化湿喷混凝土+树脂锚杆"联合支护技术,基于支护机理及普氏压力拱理论,进行了支护参数的优化设计。采用凿岩台车进行树脂锚杆的机械化安装,优化了支护作业流程,实现了巷道的快速掘支。应用表明:"湿喷+树脂锚杆"联合支护技术有效保证了巷道的稳定性,巷道返修率从20%降低至3%,对减少采矿综合成本具有重要意义。

矿用树脂锚杆锚固质量无损检测的试验研究

利用MJ-1锚检仪对树脂锚杆的锚固状态和锚固力进行测试试验,表明利用高频应力波无损检测技术可以判定锚杆锚固长度,评价锚杆锚固质量;通过适时监测杆体的受力与位移变化曲线,可以实现无损检测锚杆极限锚固力。

高强树脂锚杆支护技术在沿空送巷中的应用

分析沿空送巷采用架木棚等支护方式,矿压显现明显,造成后果比较严重,根据张新矿西二采区岩层的性质和矿压显现特点,阐述推广使用高强预应力树脂锚杆,锚索有效的控制顶板,提高单进,降低成本,效果显著。

树脂锚杆支护技术在深部软岩巷道中的应用

针对鹤壁十矿开拓巷道埋深大 ,地质条件比较复杂、服务年限长的特点 ,提出了采用树脂锚杆支护软岩巷道的技术 ;并通过现场实测围岩松动圈 ,合理选择了巷道支护方式和支护参数 ,实施后支护效果显著 ,有效地控制了围岩变形 ,保证了巷道稳定 。

丽香铁路中义隧道预应力树脂锚杆设计施工关键技术

以丽香铁路中义隧道预应力树脂锚杆试验段为工程依托,对初支钢架大变形问题的系统锚杆效果进行研究。中义隧道地质为高地应力碎裂化玄武岩,开挖后初支钢架变形极为严重,关键线路工期滞后较多,且剩余地段围岩以Ⅴ级大变形为主,施工难度高、进度慢,需进一步研究变形控制及加快施工进度措施。根据煤矿行业相关工程经验,在以预应力树脂锚杆为主的主动支护体系方案基础上,及时开展施工工艺及工法现场试验工作。试验结果表明,预应力树脂锚杆可有效提供抗拔力并明显减小单日变形速率,避免初支侵限换拱,试验段累计变形得到有效控制,施工进度大幅提高,可为川藏、滇藏铁路等类似工程提供参考。