巷道围岩螺纹钢与玻璃钢锚杆组合支护效果分析

为探究玻璃钢锚杆与螺纹钢锚杆组合支护在巷道中的支护效果,以纳林河二号矿为工程背景,调研分析了该矿的工程地质条件与采掘巷道布置,提出了巷道围岩螺纹钢与玻璃钢锚杆组合支护方案。基于不同方案,应用FLAC3D,模拟分析了全螺纹钢锚杆支护、螺纹钢-玻璃钢锚杆组合支护和全玻璃钢锚杆支护3种条件下的围岩屈服破坏和围岩位移分布情况。结果表明:巷道围岩开采帮部采用玻璃钢锚杆替代螺纹钢锚杆,若玻璃钢锚杆不发生损坏,采用玻璃钢与螺纹钢锚杆组合支护,可以维护巷道围岩稳定。

动静载下全长砂浆锚固玻璃钢锚杆受力及失效特征分析

针对爆破动载作用下玻璃钢锚杆的损伤失效问题,利用FLAC3D软件建立全长砂浆锚固玻璃钢锚杆数值计算模型,研究了预紧力静载和爆破动载下锚杆杆体、杆体与砂浆界面、砂浆与围岩界面的受力及失效特征,同时分析了动载强度、围岩及砂浆强度对锚杆受力的影响规律,并与现有试验结果对比,验证了研究结果的可靠性。研究结果表明:全长砂浆锚固玻璃钢锚杆最大轴向应力随动载强度的增大呈线性增大而随围岩或砂浆强度的增大而减小,且轴向应力分布较金属锚杆更为集中;两个界面剪应力均是沿杆体轴向迅速增大至峰值后快速减小为0,之后黏结性能相对较弱的界面先发生脱黏破坏,脱黏位置剪应力下降至残余黏结强度,同时剪应力峰值向孔底转移;玻璃钢锚杆剪应力分布较金属锚杆更集中,峰值位置更加突出;动载强度越大,破坏界面的脱黏长度和剪应力分布范围越大,而未破坏界面的剪应力峰值位置也会向孔底转移;围岩强度越大或砂浆强度越小,剪切破坏越倾向于发生在杆体−砂浆界面,反之,则越倾向于发生在砂浆−围岩界面。

爆破动载下全长锚固玻璃钢锚杆累积受力特征研究

针对全长锚固玻璃钢锚杆在多次爆破冲击作用下的损伤失效问题,依据金川三矿区玻璃钢锚杆支护参数及爆破振动现场实测数据,基于应力波反射拉伸破坏理论简化了锚杆动载受力模型并建立了数值计算方案,研究了单次及多次爆破动载下的全长锚固玻璃钢锚杆轴向受力特征,并通过全长锚固玻璃钢锚杆冲击试验结果验证了数值计算结果的可靠性。研究表明:在动载强度不变的情况下,不同爆破次数下的全长锚固玻璃钢锚杆轴向应力均沿杆体长度方向呈指数型下降,且锚杆最大轴向应力始终在孔口位置;随着爆破次数的增加,锚杆各部位轴向应力均不断增大,锚杆最大轴向应力增加更为明显,且轴向应力分布范围不断向锚固段深处延伸;随着爆破次数增加,玻璃钢锚杆最大轴向应力持续增大直至破坏,但金属锚杆轴向应力快速增大至一定数值后便趋于平稳,两者具有明显差异性;随着动载强度的增大,玻璃钢锚杆失效前的最大受力次数整体上呈先快速下降后缓慢下降的指数型变化特征。研究结果可为爆破冲击作用下的玻璃钢锚杆支护设计及爆破控制提供理论依据。

金山店铁矿玻璃钢锚杆支护巷道变形监测与分析

针对金山店铁矿围岩松软破碎以及现用螺纹钢锚杆支护缺陷问题,在余华寺采区-242 m分段回采进路进行了玻璃钢锚杆支护的现场试验,并在试验进路中交错布置变形监测网络,构建了巷道变形位移和收敛速率时间序列,分析了玻璃钢锚杆的支护效果,得到了试验巷道顶板和两帮变形的特征及其相互关系。根据支护巷道破坏形式,提出了采用玻璃钢锚杆配以金属螺母施加预应力的支护方法来改善支护效果,有效地维护了巷道的稳定。

玻璃钢锚杆的试验研究

介绍一种新型的玻璃钢锚杆结构 ,并对其杆体原材料、生产工艺与性能进行了试验研究。试验表明该锚杆性能良好 。

玻璃钢锚杆支护锚固力的试验分析

针对锚固长度、锚固时间、锚固材料等影响玻璃钢锚杆锚固力的因素,在实验室开展了玻璃钢锚杆拉拔试验研究。通过单因素对比法,分析研究了锚杆锚固长度、锚固时间、锚固材料对锚固力的影响规律,总结出玻璃钢锚杆锚固力随锚固长度和锚固时间的增加而增大,锚固材料的选择应综合各方面因素考虑等规律,对玻璃钢锚杆的支护参数设计及支护机理分析具有一定的指导意义。

金山店铁矿玻璃钢锚杆支护试验及存在问题

金山店铁矿矿岩松软破碎,因支护的金属锚杆腐蚀失效较多,巷道变形垮冒严重。玻璃钢锚杆具有抗腐蚀、抗拉强度高等优点,为此采用玻璃钢锚杆替代螺纹钢锚杆进行了支护试验。数值分析表明全长锚固预应力玻璃钢锚杆相比螺纹钢锚杆可以有效改变锚杆中性点位置,改善水泥浆应力分布特征,提高锚杆及水泥浆抵抗围岩向壁面变形的能力。工业试验及试验巷道变形监测表明采用玻璃钢锚杆支护后在控制巷道变形方面可以取得与螺纹钢锚杆相同的巷道变形控制效果;且采用玻璃钢锚杆可以更好控制巷道离层破坏,减少矿岩中硫化物对锚杆的腐蚀,从而提高整体支护可靠性。但玻璃钢锚杆尾部托盘螺母承载力较低,难以抵抗巷道较大变形以及爆破冲击波破坏,还需做进一步研究和改进。

玻璃钢锚杆锚固质量声波检测技术

针对大冶铁矿玻璃钢锚杆锚固质量检测手段单一、检测参数有限的现状,应用声波检测技术,对大冶铁矿井下巷道玻璃钢锚杆锚固质量进行抽样检测。在随机抽取的35根锚杆中,玻璃钢锚杆锚固质量合格率为85.7%,与支护巷道的实际情况相符,说明应用声波检测技术对玻璃钢锚杆锚固质量进行检测是可行的。检测结果分析表明,影响大冶铁矿玻璃钢锚杆锚固质量的主要因素是玻璃钢锚杆的锚固长度以及玻璃钢锚杆与围岩之间的锚固剂密实度。为此从钻孔深度、锚固剂填塞数量、锚杆杆体插入深度、锚固剂浸泡时间等方面,提出了相应的锚固质量控制对策。玻璃钢锚杆锚固质量声波检测技术可为大冶铁矿玻璃钢锚杆锚固质量的控制提供指导,对实现矿山安全高效开采具有较大的应用价值。

基于FLAC^(3D)的管缝锚杆与玻璃钢锚杆支护效果对比

高峰矿大部分巷道采用管缝锚杆支护,但受巷道支护环境以及防腐措施不当影响,支护的管缝锚杆常因腐蚀而失效,需要进行二次支护,大大增加了支护成本和劳动强度。玻璃钢锚杆具有高强、轻质、耐腐蚀和抗疲劳的优点,能有效克服锚杆易腐蚀的问题。通过采用FLAC3D有限差分软件对高峰矿管缝锚杆和玻璃钢锚杆支护进行数值分析,对比了2种锚杆在相同支护条件下的巷道变形、岩体应力场、塑性区以及安全度,充分分析了2种锚杆在高峰矿巷道的支护效果。研究表明高峰矿采用玻璃钢锚杆取代管缝锚杆进行支护具有可行性。

玻璃钢锚杆在大冶铁矿的应用分析

针对大冶铁矿矿岩接触带和粉矿地带管缝锚杆因腐蚀,易出现孔径变大、端部受力、孔口破坏而失效等问题,从锚固机理、受力特征、力学性能、经济成本4个方面对玻璃钢锚杆能否取代管缝锚杆支护等问题进行了分析论证,并结合现场工业试验进行验证,试验结果表明,玻璃钢锚杆支护效果良好,更适合大冶铁矿的矿岩支护条件,可为类似矿山提供借鉴。

新型玻璃钢锚杆及其在煤帮支护中的应用研究

介绍了新型玻璃钢锚杆的结构特点和抗扭性能,同时对玻璃钢锚杆的尾部正常受力和偏心载荷受力两种情况进行了实验研究。并给出了新型玻璃钢锚杆在神东煤炭公司保德煤矿88301工作面的应用实例。

玻璃钢锚杆受偏心载荷作用试验研究

玻璃钢锚杆作为煤帮支护的理想材料,由于施工等原因经常受到偏心载荷作用,理论分析表明偏心载荷作用是煤帮锚杆极为不利的受力状态。本文首次采用试验的方法,模拟了玻璃钢锚杆受偏心载荷作用,设计了偏心载荷实验,与正常受力情况进行了对比研究。试验结果表明,玻璃钢锚杆尾部受偏心载荷作用,其最大抗拉拔力及延伸性能都大幅度降低。

新型玻璃钢锚杆研究

综合分析了国内外玻璃钢锚杆的发展现状及趋势 ,设计了新型的压痕式金属套管锚尾玻璃钢锚杆结构。试验数据表明 :这种锚杆的各项性能指标均达到和超过了国家标准 ,替代目前应用的金属锚杆、木锚杆和竹锚杆等煤帮锚杆时 。

基于煤帮变形的玻璃钢锚杆失效机理分析

为了解决玻璃钢锚杆在煤巷支护中的失效问题,促进这种新型支护材料推广应用,开展了玻璃钢锚杆的失效机理研究。采用理论分析、现场观测方法研究了煤帮变形特征,采用特制拉拔试验装置对玻璃钢锚杆进行拉伸试验,研究了玻璃钢锚杆延伸性能。试验结果表明:巷道煤帮具有大变形特征,煤帮深2 m范围内锚固体的拉应变为1.8%;玻璃钢锚杆延伸性能差,实测锚杆延伸率为1.25%。揭示了玻璃钢锚杆失效机理:回采巷道煤帮具有不可抗拒的大变形特征,由于延伸率较低的玻璃钢锚杆不能适应煤帮的变形,从而导致支护失效。

玻璃钢锚杆的可靠性分析及应用

基于玻璃钢锚杆在巷道支护中的力学特性以及工程可靠度计算模型,确定了回采巷道顶板和两帮玻璃钢锚杆的支护状态方程和可靠度计算方法。结合金山店铁矿回采巷道的具体支护问题,通过蒙特卡罗直接抽样法计算出玻璃钢锚杆的可靠度为0.9015,满足矿山回采巷道支护工程可靠性要求,为玻璃钢锚杆在金属矿山回采巷道中的应用提供了科学依据。

软弱层直接顶板巷道玻璃钢锚杆支护效果研究

为探究玻璃钢锚杆在软弱层直接顶板巷道的支护效果,以湖北肖家河磷矿为工程背景,对比管缝锚杆支护,开展两种锚杆支护的巷道收敛监测试验。监测数据表明,玻璃钢锚杆与管缝锚杆支护的软弱层直接顶板巷道的位移变形规律一致。同时,顶板厚度变化对锚杆支护效果具有显著影响。对此,利用数值模拟进一步探讨不同层状顶板厚度下2种锚杆的支护效果。结果表明,在顶板厚度变化条件下,与管缝锚杆相比,玻璃钢锚杆支护对顶板厚度变化的敏感程度相对较低,支护效果优于管缝锚杆。同时,玻璃钢锚杆支护效果受软弱层直接顶板厚度增大而呈现阶段性变化特征。随着顶板厚度增加,顶板沉降量呈现先线性增长后对数型增长的规律,巷道围岩塑性区占比呈现先增大再减小后趋于稳定的规律。通过对不同顶板厚度的玻璃钢锚杆和管缝锚杆轴向拉力值进行比较,揭示了玻璃钢锚杆支护效果更好的原因是玻璃钢锚杆能够在顶板厚度增加的情况下提供更大的轴向拉力。

新型玻璃钢锚杆生产关键技术

结合大采高矿井煤帮支护实际,对新型玻璃钢锚杆的结构、配方、成型工艺进行了研究,找到了新型玻璃钢锚杆生产关键技术解决方案,说明玻璃钢锚杆生产技术已日趋成熟,生产出的玻璃钢锚杆能够很好地满足煤帮支护要求,保证了煤矿的安全生产。

玻璃钢锚杆加载过程红外辐射实验研究

应用红外探测技术,对玻璃钢锚杆进行了单向拉伸的红外辐射实验研究,结果表明:玻璃钢锚杆拉伸过程中,其红外辐射温度随着荷载的增加而增加,弹性阶段温升变化微小,塑性阶段温升明显,尤其是临近破裂时,温度升高最快,最大温升值为0.3℃。利用玻璃钢锚杆材料的红外辐射温度特征,可以反演该种材料的锚杆与围岩相互作用过程中的应力、应变以及变形等力学性质。

高强玻璃钢锚杆承载特性及应用研究

杆体强度低、承载力不匹配和托板失效是制约玻璃钢锚杆应用主要因素。新型高强度玻璃钢锚杆及构件承载特性测试结果表明,杆体承载力和延伸率高,整体强度低,螺纹段承载力为杆体的57%,配套托板为杆体的22.3%,为此,优化配套构件,提出支护方案并井下试验。

新型高强玻璃钢锚杆研究及应用

基于普通玻璃钢锚杆应用失效情况分析,提出了玻璃钢锚杆杆体材质及锚杆尾部结构改进方案,研制了φ25、φ27 mm新型高强玻璃钢锚杆,进行了沿空巷道采煤帮支护工业性试验。结果表明:新型高强玻璃钢锚杆整体性能显著提升,φ27 mm新型高强玻璃钢锚杆更能满足高地压高应力煤巷使用要求。