一种新型中空注浆锚杆止浆塞的优化设计与试验研究

锚杆在隧道施工中应用广泛,对于提高围岩自承能力,减小结构受力效果显著,中空注浆锚杆经过注浆后可以大幅提高其支护效应,注浆质量直接影响中空锚杆的承载能力。基于一种新型中空注浆锚杆止浆塞,通过数值模拟对其构造形式和结构尺寸进行优化设计研究,并通过室内模型试验和现场试验对研发的新型止浆塞的排气稳压效果进行检验。结论如下:止浆塞最优尺寸为内塞排气槽上端宽8.0 mm,深1.5 mm,下端宽11.3 mm,深1.0 mm;闭气坎高度为3 mm;外塞孔口端直径为51 mm,远离孔口端直径为50 mm。止浆塞对不同锚杆孔孔径具有普适性,当止浆塞与锚杆孔相差0~4 mm时,均能满足其稳压止浆性能要求。试验结果表明,新型止浆塞稳压压力在0.7~1.2 MPa之间,锚杆孔内浆液充盈,浆液密实,止浆效果明显。

新城金矿破碎岩体巷道涨壳端锚中空注浆锚索支护试验

针对现有水泥注浆锚索施工工艺复杂、养护前期承载力差,无法在支护初期提供预紧力问题,选用涨壳端锚中空注浆锚索对新城金矿深部破碎围岩巷道进行加固支护。为验证该支护方法的支护能力和效果,分别在新城金矿9-3中段下盘运输巷和9-8中段斜坡道上坡段进行井下工业试验。试验结果表明,涨壳端锚中空注浆锚索锚固力在310 kN左右,并可在安装张拉后立即承载预定预紧力,支护效果优于传统注浆锚索。

Study on mechanism of fiber grouted material in pre-stressed anchor rope

The fiber grouted material can reinforce the tension strength, shear strength as well as the index of fracture ductile, and remarkably improve the endurance of pre-stressed anchor rope under long-time loading. As a result, it has the better application foreground. Based on the shear log model and Hashin-Shtrikman upper and lower limited theorem, we have studied the mechanism of fiber grouted material applied in pre-stressed anchor rope and material property, and analyzed the effect of resistance strength of bond, resistance distribution of anchor section and the loading-deformation relationship of anchor body.

近距离下煤层中空注浆锚索注浆前后周边剪应力作用机理

为解决近距离下煤层破碎巷道围岩难以控制的问题,基于理论分析和数值模拟研究中空注浆锚索注浆前后对破碎围岩的控制效果,即注浆前后中空注浆锚索与围岩的周边剪应力作用机理。结果表明:注浆前锚固段符合粘弹性本构模型,剪应力曲线呈现线性增加到非线性下降再到稳定的单峰值,注浆后巷道周围预应力场沿锚索形成一个渐变式的整体,使巷道围岩应力场重新分布,剪应力强度随之降低,应力曲线转变二次线性快速增加到非线性快速下降再到稳定的双峰值曲线,有效提高破碎围岩和软岩巷道的抗剪强度。

新型矿用中空注浆锚索的设计与研究

为了解决松软煤层回采巷道的支护问题、控制松散岩层的稳定性,设计了一种新型矿用中空注浆锚索。从注浆锚固的功能出发,详细设计了注浆锚索的各部分结构和尺寸,通过拉力试验得出注浆锚索的各项力学参数,并阐述了注浆锚索在施工过程中的注意要点。通过现场使用效果对比得出:该注浆锚索的支护形式不仅减小围岩变形量,保证顶板的稳定性,减少了工人支护作业的劳动强度,而且实现了锚注一体,提高了作业效率,节约了松软岩层的支护成本。

中空注浆矿用锚索用6.20 mm 2200 MPa钢丝生产

中空注浆矿用锚索用6.20 mm 2200 MPa超高强度钢丝因强度要求高,生产难度大,在生产时容易出现断丝,表面处理时采用盐酸两道次浸泡酸洗,酸洗后水冲洗采用先高压水冲洗再浸泡洗然后再高压水冲洗的方式,水冲洗后选用锌系高温快速磷化液,磷化时间3~5 min,选用8道次拉拔。采用该工艺生产的钢丝能够满足产品的要求。

宏阳煤矿软岩大巷返修加固技术设计及应用研究

为解决宏阳煤矿东翼轨道大巷开挖支护后失稳破坏严重的问题,采用现场调研、数值模拟、钻孔窥视、矿压监测等手段,根据巷道围岩破坏特征及地质条件总结分析其失稳破坏原因,提出围岩控制理念,设计了新型高强预应力组合式锚杆、高强中空注浆锚索,实现锚杆-注浆-围岩一体化加固,并借助FLAC3D软件模拟研究支护措施的可行性、有效性,新型组合式锚杆支护条件下巷道表面变形量及围岩塑性区发育深度显著低于常规预应力锚杆,确定锚杆的合理长度为2.5~3.0m。应用阶段进行钻孔取芯、综合矿压监测,研究表明:原架棚被动支护条件下松动圈发育深度达到2.5~3.0m,采用组合式锚杆、中空注浆锚索加固后,高强度无机注浆能够有效填充软弱破碎岩体中的裂隙,注浆后典型岩样单轴抗压强度均超过30MPa,表明岩体的完整性和强度得到了有效提高,返修70d后,巷道顶板下沉量约为57 mm,左帮、右帮内移量分别为22、29 mm,底板底鼓量为38 mm,巷道表面变形量微小,组合锚杆工作性能良好,取得较好应用效果。验证了新型全长预应力锚注支护的支护效果与支护优势。

新型中空注浆锚索及其在动压巷道中的应用

为了解决芦岭煤矿II82采区上山受剧烈动压影响、架棚支护效果差的问题,基于现场调研和锚杆轴力监测等手段,分析了锚索、锚杆的支护状况。结果表明:动压巷道中锚杆锚固力很容易衰减和丧失,52.6%的锚杆轴力都在40 k N以内;近70%的锚索出现锚具滑移的现象,使得锚杆锚索对U型钢支架的结构补偿效果差,架棚支护难以控制动压巷道的剧烈变形。为此,提出新型中空注浆锚索高压注浆加固破碎岩体,配合双层锚网喷支护控制巷道剧烈变形的方法,监测发现巷道在掘进30天后顶板基本趋于稳定,顶板下沉量为26 mm,两帮变形量72 mm,底鼓量不足100 mm,满足了现场使用要求。

全长锚固技术在深井软岩巷道中的应用

以顾北矿南翼6煤底板轨道大巷为全锚固试验巷道,在查阅大量相关文献的基础上,采用理论分析、数值模拟和现场试验相结合的综合研究方法,结合南翼6煤底板轨道大巷的实际情况,提出并成功实施了中空注浆锚杆、中空注浆锚索、矿用充填加固注射砂浆实现全长锚固注浆快速加固技术,替代了传统的采用重U型棚加固围岩工序,降低了工人的劳动强度,加快了巷道施工进度,并且安全高效、成本低廉、操作方便,取得了工业性试验成功。

大断面巷道中空预应力注浆锚杆的支护效果研究

针对金川矿区大断面巷道在强构造应力作用下围岩变形严重的情况,提出了中空预应力注浆锚杆的支护工艺。通过数值计算得出以下结论:相比传统的普通砂浆锚杆支护工艺,采用中空预应力注浆锚杆支护工艺能够主动加固围岩,提高支护刚度;巷道两帮的变形减小了约14.56%,最大、最小主应力分别降低了4.4%和7.2%,粘结层破坏范围也随之减小。通过对支护后巷道变形监测发现:两帮最终变形量减小了约36.6%;通过抗拔实验,中空预应力注浆锚杆的抗拔力达到140k N,远大于普通砂浆锚杆的40k N抗拔力,中空预应力注浆锚杆有更好的支护效果。

“三软”煤层回采巷道的中空注浆锚索支护

为解决"三软"煤层回采巷道围岩大变形灾变关键问题,以大雁矿区雁南煤矿典型"三软"煤层回采巷道为研究背景,采用FLAC3D数值模拟方法,分析中空注浆锚索支护与锚网索带支护条件下回采巷道围岩位移与应力分布规律。中空注浆锚索相比锚网索带支护,巷道顶底板最大位移量减少53.5 mm,降低了26.6%,巷道两帮最大位移量减少80 mm,降低了33.3%;最大水平应力降低0.7 MPa,最大垂直应力降低0.7 MPa。针对现场工程实际确定最佳支护方式,给出最优支护技术参数。工业试验表明:中空注浆锚索支护控制巷道变形量由原来1 129 mm减小到265 mm,经济技术效果显著。该研究可以为类似条件下"三软"巷道支护提供一种新的围岩控制方式。

基于FLAC^(3D)的深部软岩巷道中空注浆锚索加固分析

清水营深部软岩巷道顶板下沉量大,两帮位移大,底鼓严重,需采取新的加固方案。利用FLAC3D数值模拟软件对锚喷支护和中空注浆锚索加固支护2种条件下的围岩变形状态进行对比分析。结果表明,围岩两帮以及顶、底板的位移降低,围岩的大变形失稳现象得到有效控制,采用中空注浆锚索支护方案可行。

孤岛工作面强烈动压巷道变形控制

为有效解决孤岛工作面巷道支护难题,以常村S6-5轨顺为工程背景,研究该巷道围岩变形破坏的机理,并对锚杆支护进行分析/然后综合注浆加固机理、壁后充填加固技术以及裂隙充填与压密技术等围岩控制手段,提出全长预应力强力锚杆、中空注浆锚杆及强力锚索组合支护方案.研究结果表明,锚杆锚索受力稳定,顶板下沉量控制在52 mm以内,两帮移近量控制在76 mm以内,围岩变形可控,支护方案可完全保证巷道安全使用.

高速公路红砂岩高路堑边坡加固处治技术研究

针对湘西高速公路建设中出现的大量红砂岩高路堑边坡失稳破坏现象,探讨了软硬互层红砂岩高路堑边坡的破坏机理、稳定性分析方法,提出了防水、防风化、坡体预应力中空锚杆注浆、平式排水管引排坡体裂隙水的边坡防护加固措施,实际应用表明,该处治措施行之有效,尤其对湘西红砂岩地区的高速公路高路堑边坡防护加固具有指导意义。

中空注浆锚杆在金河电站施工中的应用

金河电站调压室交通洞、压力管道以及地面发电厂房等部位由于岩石破碎等原因,为满足施工、设计要求,在隧洞超前支护,径向支护及边坡处理等整治工程中中空注浆锚杆应用较多,均能很好地改良围岩,达到理想的支护效果.

松软破碎围岩巷道矿压治理实践分析

针对司马矿二采区猴车巷里段部分区段巷道破坏严重的问题,设计新的中空注浆锚索支护方案进行改进补强支护,将原支护设计和改进支护方案设计进行比对,分析改进支护方案在各个时间节点的变化及原因。

自进式中空注浆锚杆在隧道围岩支护中的应用

自进式中空注浆锚杆是一种集钻进、注浆、锚固功能于一体的新型锚杆,能够保证在复杂地层中施工效率高,安全可靠,锚固质量好。本文结合工程实例详细介绍了其在隧道围岩支护中的应用。

深部高应力软岩巷道“三锚”耦合支护技术

为解决煤矿深部高应力软岩巷道变形破坏的问题,采用理论分析及现场观测的手段,提出了"三锚"耦合支护技术,通过对巷道围岩浅深孔注浆及巷道支护参数优化,使围岩成为承载的主体,在锚固区内形成刚度较大的预应力承载结构,阻止锚固区外岩层产生离层。结果表明:采用"三锚"耦合支护技术后巷道移近量减小了80%左右,底鼓量减小了65%左右,顶板几乎未发生离层,有效地控制了深部软岩巷道变形。

顶板中空注浆锚索及底板注浆巷道修复技术

针对潘三矿西二石门顶、帮、底破坏严重等问题,分析了巷道变形和破坏的原因,在充分利用了原有支护基础上采用了顶板中空注浆锚索和底板无止浆层分层注浆技术进行巷道维修。结果表明,该巷修技术不仅减少了巷道的变形,增强了巷道的稳定性,而且大大提高了巷道围岩的整体性,取得了很好的支护效果。

深部地层巷道支护优化研究

针对平煤股份十一矿在采矿过程中深部巷道围岩裂隙发育比较突出的问题,一般的支护如锚网、架棚支护加固形式难以有效控制矿山围岩变形,采用现场试验研究方法,研究了以"锚网索喷+中空注浆锚杆+注浆组合锚索"支护为主,以中空注浆锚索补强为辅的支护方式下深部巷道围岩裂隙发育情况,研究得出:巷道锚喷强支护配合注浆加固技术能够很好控制了巷道的持续流变形态,确保了矿井安全生产,对于隧道、地铁、金属矿山等相关地下工程有很好的借鉴意义。