红山铜矿泥质板岩顺岩层掘进段联合支护技术探讨

香格里拉市红山铜矿项目V3矿体下掘斜坡道工程施工过程中遇到大量泥质板岩且顺岩层节理掘进的巷道,同时顶板及边帮涌水量较大,导致在施工过程中发生围岩垮塌,进而严重影响掘进施工的安全及进度,施工中采取管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测的原则施工。从保证掌子面稳定;再从支护(钢工架、超前小导管、钢筋网、加密超前小导管、锁脚锚管、早强混凝土、中空式锚杆)、注浆等工艺上进行改进,综合几种方法强有力的改善了施工环境,保证了施工安全的同时,又提升了施工进度。

基于应力波的岩土工程预应力锚杆锚固支护方法

研究围绕基于应力波的岩土工程预应力锚杆锚固支护方法展开,旨在提高锚杆支护的稳定性。通过理论分析和实验研究,研究提出了这一新的支护方法,并通过应力和应变分析比较了三种锚固方式的优劣,从而得出了锚杆支护的原理,并选择了加长锚固或全长锚固方式。研究以山西某煤岩工程为实践背景,提出了具体的节理围岩巷道支护方式和参数设定。实验数据分析发现,相对于原支护方案,新的支护方法使得顶、底板的相对位移和实煤体的变形量分别降低了56.5%和55.43%。结果表明,基于应力波的预应力锚杆锚固支护方法在提高岩土工程的稳定性和承载力、控制岩土体的变形和破坏方面具有显著优势,为岩土工程的安全提供了更为可靠的保障。

煤矿巷道扩孔锚固体抗剪特性研究

煤矿巷道锚杆支护过程中,锚杆剪切破坏现象时有发生,严重影响着巷道支护的稳定性,特别是巷道周边岩层节理发育区域,其锚杆剪切破断最为频繁。针对煤矿巷道锚杆剪切破断的问题,通过现场调研锚杆破坏情况、查阅相关资料的方式,确定了造成煤矿锚杆剪切破断的主要原因。根据理论分析,提出了在剪切节理面处进行扩孔锚固的方式来增大剪切节理面处锚固体截面直径,降低剪切节理面处锚固体所承受的最大剪应力,提高锚固系统的整体刚度,进而增大锚固系统的整体抗剪切性能。采用数值模拟的方法,对普通锚固、正楔形扩孔锚固和圆柱形扩孔锚固3种锚固类型进行受力分析,以锚杆剪切位移、锚杆剪切变形影响范围及锚杆受力为指标,确定了剪切节理面的最佳锚固方式为正楔形扩孔锚固;在正楔形扩孔锚固的基础上,通过改变不同的扩孔位置,分析锚杆的剪切位移和剪切载荷,确定了扩孔位置在50 mm处最佳。设计加工相应的锚杆剪切试验装置,并从剪切载荷和剪切塑性铰的轴向间距两个方面进一步验证了正楔形扩孔锚固可有效改善剪切节理面处锚固体的受力状态,降低锚杆所承受的剪切载荷,增大剪切塑性铰的轴向间距,减小锚杆的剪切变形,增强锚杆对围岩错动剪切的适应性,进而提升锚固系统的整体抗剪性能。

预应力锚固体控制节理围岩变形的机理分析

采用理论分析、数值模拟与现场试验的方法,对节理受力张开、剪切滑移过程中不同锚固方式下锚杆应力分布规律及杆体承载特性、锚杆-锚固剂-围岩相互作用机理进行了研究.结果表明:节理张开时,加长锚固感知节理张开的灵敏度最高,既能通过预应力从岩体外部施加压应力,又能通过黏锚力-锚杆轴力实现初始高阻与快速增阻控制离层,提高支护刚度;全长锚固虽有黏锚力直接作用于节理围岩,但预应力无法有效扩散,无法对深部节理提供有效压应力;而端锚自由段过长导致轴向位移较大,且节理位置无黏锚力作用,感知节理张开变形较为滞后.节理滑移时,加长锚和全锚锚杆由于锚固剂的存在可缓解节理岩体的应力增加,对节理剪切变形感知最为敏感,能及时增阻抑制节理岩体的剪切滑移;而端头锚固下,锚杆自由段与围岩间的无黏锚力作用且存在一定空隙,围岩易错动失稳.基于上述结论提出了节理围岩巷道加长锚固锚杆支护技术,经现场试验后,巷道变形得到有效控制,掘进期间顶底板相对移近量减小了56.6%,两帮移近量减小了55.3%.