Analysis on the anchor mechanism of the full length resin bolt

The purpose of this paper is to reveal the stress distribution characteristic along the full length anchor bolt. Based on the mechanic model set up, the author calculated the anchor mechanism of the full length resin rock bolt. The stress distribution characteristic is different according to different type of surrounding rock. The conclusion is important to optimize the roadway bolt support design.

掘锚一体机后置两帮锚杆钻机的设计

针对目前掘锚一体机在中低型矿山支护作业时最下方帮锚杆钻孔困难问题,研发了掘锚一体机后置两帮锚杆钻机。该锚杆钻机能够在掘锚一体机进行截割作业时同步进行最下方锚杆支护作业,有效提升了掘锚一体机的采掘支护效率,降低了工人的劳动强度。

TBM掘进过程快速通过断层破碎带支护施工技术研究

某特定场址区域的地下工程采用敞开式隧道掘进机(TBM)进行斜坡道施工,在掘进过程中,如果遭遇断层破碎带,将严重影响现场安全和掘进效率,为此亟须建立一套适合的支护体系来满足现场施工及后续作业需求。基于工程现状,确定TBM快速通过断层破碎带时的支护材料和小型支护设备,形成适用于现场的支护体系,可为类似工程提供参考。

煤巷锚杆-锚索支护互补原理及其设计方法

针对锚索延伸率小、不能适应巷道大变形、与锚杆支护力学性能不匹配的缺点,采用理论分析、数值计算和工程实践的方法,研究了锚杆-锚索支护作用互补原理及深井软弱破碎围岩煤巷预应力锚索工程特性;提出了两个重要指标:锚索的承载能力和延伸量.分析了锚杆-锚索支护失败的原因,给出了结合计算机数值模拟和巷道稳定性监测的锚杆-锚索支护设计方法.提出了增加锚索延伸量的技术方法,包括:合理确定锚索位置,滞后安装锚索和安装木垫板.研究成果在邢东煤矿应用中取得了良好的技术经济效果.

深部软岩巷道锚网索耦合支护非线性设计方法研究

由于深部软岩巷道工程岩体介质已进入到塑性大变形阶段,其破坏主要是由于支护体与围岩之间的不耦合造成的,因此提出了锚网索耦合支护非线性设计方法。与传统的线性参数设计不同,该方法在变形设计的基础上,针对最佳耦合过程进行强度设计,提出锚网索耦合支护参数,并在施工过程中通过反馈设计进行修正。与新奥法不同,采用该设计方法进行锚网索耦合支护既能充分发挥锚网主动支护浅部围岩的能力,又能通过锚索调动深部围岩强度的支护能力,从而可以实现软岩巷道支护体与围岩在强度上、刚度上和结构上的耦合,保证软岩巷道围岩的稳定性。

深部煤巷锚网索耦合支护应用研究

在高应力环境下,深部巷道围岩呈现出很大的流变性,因此,深部煤巷支护问题变得越来越困难,淮南望峰岗矿5121B10工作面回风巷支护就面临这一难题。为此,文章就5121B10煤层回风巷进行耦合支护参数设计,针对巷道关键部位进行加强支护,以减少巷道局部的有害变形。实践表明:从巷道深部不同基点的位移来看,锚网索带联合支护巷道能够适应软岩的大变形,维护巷道稳定,为无煤柱留巷成功创造条件。

大跨分岔式隧道结构设计关键技术研究

以深圳市东部过境高速公路莲塘隧道为工程背景,对大跨分岔式隧道结构设计中的关键技术进行研究。通过有限元计算,对"2+2车道"和"2+3车道"分岔的断面形式,连拱段结构设置的必要性,钢支撑的选型以及系统锚杆的布设方案进行分析和对比。主要结论:1)在满足交通功能的前提下,应尽量选取"2+2车道"的设计形式;2)小净距段隧道受力状态及施工工法前后转换方面均较连拱段有优势,建议取消连拱段;3)大跨分岔式隧道分岔部一般设置在隧道工程地质较好地段,以方便大跨分岔结构的实施,如莲塘隧道将分岔部设置在Ⅲ级围岩段,而对于开挖跨度接近30m的大跨段,初期支护一般应设置钢格栅,此时应优先选用"钢筋格栅+喷锚"的初期支护形式;4)莲塘隧道分岔部位于Ⅲ级围岩段,系统锚杆设计长度以5 m为宜,应于拱部、侧墙均匀布设。

复杂条件下回采巷道锚网索支护参数优化研究

针对单侯矿动压巷道应力叠加影响的复杂情况,在现场调研的基础上,分析了单侯矿现有支护存在的问题,研究了采动影响下回采巷道围岩变形特点。采用锚网支护加固原理及锚索支护补强原理,对现有支护参数进行了系统优化,提出了该矿锚网索支护设计方案。通过现场实测表明,采用新的支护方案后,巷道围岩变形显著减小,巷道断面的强烈变形得到有效控制。

崔家寨矿动压巷道锚网索支护参数优化研究

在现场调研的基础上,分析了崔家寨矿现有支护存在的问题,全面考察了回采巷道受采动影响的围岩变形特点。运用锚网支护加固原理及锚索支护补强原理,对现有锚网索支护参数进行了系统优化,提出了该矿锚网索支护的设计方案。井下观测结果表明,采用新的支护方案后,巷道围岩移近显著减小,有效地控制了巷道断面的强烈变形,加快了巷道施工速度,降低了成本,同时为其它矿区类似条件下的动压巷道合理支护提供借鉴。

高地应力软岩隧洞挤压型大变形的非线性流变属性及采用让压支护的工程整治研究

针对软岩大变形工程处置目前大多仍沿用传统强支硬顶施工方法所存在的问题,分析挤压型大变形隧洞中采用让压支护的必要性,认为在挤压型大变形隧洞施工中,采用刚性支护进行“硬扛”是不行的;可缩式钢拱架在大变形(如δ≥500 mm)隧洞中是不能用的,需要“另辟蹊径”,创新求变。经5处工程实践证明,在软岩挤压大变形隧洞施工中,施作让压锚杆/预应力长让压锚索是一种更为有效可行的对策措施。阐述让压支护“边支边让、先柔后刚“的设计理念,阐明其工作原理,对让压锚杆及预应力让压锚索进行比选,从施工和受力2方面考虑,建议采用预应力长让压锚索。并对锚杆、锚索参数、锚固头形式、锚腔位置等关键技术指标进行分析推荐。讨论让压支护的经济性,经与传统“硬扛”的方式对比估算,认定采用让压支护是完全划得来的。首先,对软岩挤压型大变形隧洞计算分析中的若干问题作简要说明,包括:1)二、三维分析模式的选择问题;2)几何非线性问题;3)非线性、非定常黏弹塑性围岩流变/蠕变时效的耦合相互作用问题;4)几何非线性与材料非线性耦合专用程序软件研发及应用问题。然后,简述了挤压大变形隧洞中考虑几何非线性和材料非线性的耦合作用的研究进展。最后,对下一步深化研究提出5点建议:1)进一步积累大量流变试验和隧洞现场实测资料,提出数值模拟预测挤压大变形更有理论依据、更加可信、适用的方法;2)非线性黏弹塑性流变本构模型分析的编程工作,需引入和拓展至三维非线性黏弹性流变属性并选用相应的流变本构模型;3)完善目前工作中存在的不足,收集更为详细的研究资料和现场实测与流变试验数据,并将试验手段、数值计算与理论演引三者相结合,对几类不同软弱岩性的挤压型非线性流变力学行为进行更细致完善的系统研究;4)深入分析挤压型大变形问题时,应考虑多场耦合问题;5)本研究仅局限于软岩,基于连续介质理论所建立的大变形理论,不适用于软黏土隧洞的大变形破坏问题,这应作为今后拓展研究的一个方面。

新型机械锚杆在旺采工作面巷道中的应用研究

采用工程类比法以大柳塔矿目前树脂锚杆支护设计为基础,进行旺采工作面试验巷道新型机械锚杆支护设计。通过精心施工,钻孔垂直顶板岩面,孔深及锚杆扭矩满足新型机械锚杆的设计要求。锚杆受力、围岩深部位移、顶板离层及巷道表面位移综合观测表明,受回采动压影响后,试验巷道稳定,支护效果好。同树脂锚杆相比,大大提高了巷道施工速度。

新型机械锚杆在综采面巷道中的应用研究

以大柳塔矿树脂锚杆支护设计为基础,采用工程类比法进行综采工作面巷道新型机械锚杆支护设计.采用最新锚杆施工机具及工艺,保证钻孔垂直于顶板岩面,孔深及锚杆扭矩满足新型机械锚杆的设计要求.锚杆受力、围岩深部位移、顶板离层及巷道表面位移综合观测表明,受回采动压影响后,试验巷道稳定,支护效果好.同树脂锚杆相比,新型机械锚杆节省了安装、搅拌树脂和等待树脂凝固时间,大大提高了综采工作面巷道施工速度.

锚杆回收期的支护设计模式研究

为了研究锚杆回收时支护体系的变形和稳定性,引入非线性土压力理论,探讨坑内回填土和已施工完成的结构对基坑变形和稳定性的作用,建立锚杆回收期的修正弹性杆系有限元模型,并利用实际基坑工程监测数据和数值模拟验证模型的准确性。结果表明:在锚杆回收过程中,肥槽内回填土和内部结构施工到一定程度后才能抵消锚杆拆除对基坑稳定性的削减作用;如果未回填或结构施工不到位,则导致基坑过大的变形,甚至失稳。

锚杆设计参数对拉锚式支护结构水平位移的影响

利用FLAC3D商业软件对基坑工程拉锚式支护结构的锚杆设计参数(锚杆长度、锚杆倾角及锚杆刚度)对支护结构水平位移的影响进行了数值模拟.模拟结果表明:随着锚杆长度增加,最大水平位移减小,锚杆长度控制在1.5～2.0倍开挖深度之间为宜;锚杆倾角在15～30°之间对最大水平位移的影响不大;锚杆刚度在18.75GPa左右比较合适.

马来西亚槟城二桥主桥设计

马来西亚槟城二桥主桥为双塔三跨预应力混凝土斜拉桥,塔梁固结,跨径布置为(117.5+240+117.5)m。主梁采用宽34.6m的肋板式"组合结构"断面;桥塔采用H形塔,斜拉索采用平行钢绞线斜拉索,扇形布置,每根塔柱18对斜拉索,塔上采用转索鞍锚固,梁上采用齿块锚固;基础为2.3(上)~2.0(下)m大直径钻孔桩。该桥设计中,主梁采用组合结构断面设计方案和后支点挂篮+施工时序的优化设计方案,解决了英标重型汽车荷载下桥面板受力验算和主梁预应力验算的双重难题;同时在主梁分析计算中提出了精细的计算方法,获得主梁及桥面板的真实受力状态,对横隔板采用空间梁格分析方法进行计算,确保结构受力安全。

潞安矿区深部高地应力大变形巷道锚杆支护设计方法

针对潞安矿区深部与复杂困难条件下的巷道支护,采用高预应力、强力锚杆支护系统,着重探讨锚杆支护的设计方法,解决深井复杂困难条件下巷道支护难题,在保证巷道支护效果和安全程度的前提下,大幅度降低锚杆支护密度,提高掘进速度。

锚杆支护实践教学实验台的设计与应用

分析了锚杆支护教学的要点和难点,模块化设计了锚杆支护实践教学实验台,并展开了顶板钻孔施工与锚杆锚固实验、锚杆锚固质量检测实验、顶板合理锚固层位判别实验、实际锚固状态下锚杆力学性能测试、锚杆预紧力损失监测等方面的实践教学。该实验台对于学生完善专业知识、提升实际动手能力、增加专业知识学习兴趣、增强团队合作意识等方面具有积极作用。

深部复杂地质条件下巷道支护方案优化

随着矿石开采向纵深发展以及巷道服务年限的变长,巷道围岩应力逐渐增加,巷道支护频率与难度不断加大。以深部复杂地质条件下的贵州某非金属矿巷道为背景,利用深部吸能锚杆巷道支护原理,并结合ANSYS数值模拟方法,对巷道支护方案进行了分析和优化研究。利用SWJ—Ⅳ隧道收敛计监测支护优化前后巷道表面位移,工程实际表明优化后的支护方案大大降低了巷道围岩的变形量,提高了深部复杂地质条件下巷道支护的可靠性与安全性。

我国煤矿巷道锚杆支护理论及技术研究进展

随着我国巷道埋深的不断增加以及矿井环境的复杂化,巷道锚杆支护面临的挑战将更加严峻。基于相关文献的调研,对巷道锚杆支护相关理论进行了系统的总结,重点论述了近些年新提出的锚杆中性点理论、锚杆支护围岩强度强化理论、锚杆等强梁支护理论等;同时从锚固体应力分布规律、锚杆荷载传递规律、锚杆锚固界面力学特性、围岩的流变性及其产生的时效性等4个方面对锚杆作用机理进行了阐述;介绍了锚杆支护形式、锚杆设计方法、锚杆材料及结构等方面的主要研究成果。最后,结合巷道锚杆支护领域的研究现状,探讨了巷道锚杆支护中亟需解决的难题及研究重点。

A.H.威尔逊煤柱留设公式的改进及应用

常用的煤柱留设公式——A.H.威尔逊公式,因其假设条件致使实际工程应用中误差较大,为此,通过数值模拟软件对其进行了改进,并对比了不同锚杆支护条件下巷道围岩位移量,提出了一般条件下煤柱的留设公式。