冲击地压巷道锚杆支护金属网静载和动载力学性能试验研究

为揭示冲击地压巷道锚杆支护常用金属网的静载和动载力学性能,从而为冲击地压巷道锚杆支护中金属网的选取提供设计依据,采用专门制作的金属网静载和动载力学性能试验装置对常用的经纬网、菱形网和钢筋网的力学性能进行了测试,分析了常用金属网在静载和动载荷下的受力特征和变形状况。实验结果表明:静载作用下,菱形网、经纬网和钢筋网的最大挠度分别为240,236和225mm,最大承载能力分别为20,16.2和77kN,3种金属网的最大挠度差别不大,但承载速率差别较大,钢筋网承载速率最大,其次是经纬网,最小是菱形网;动载作用下,菱形网、经纬网和钢筋网的最大吸能能力分别为1743,938和2010J,最大挠度分别为350,420和360mm,钢筋网吸能能力最大,挠度中等,而菱形网吸能能力次之,而挠度反而最小。菱形网无论是静载还是动载,其初期刚度较低,承受效率慢,而其受力均匀,能承受较大的静载荷和动载荷,且四周绑丝处不易破断,勾接连接方式有很好的承载和缓冲能力,但其主要的缺陷在于承载效率慢,支护刚度太低,通过提高初期张紧力是提高菱形网支护效果的主要途径;经纬网刚度较高,承载效率快,但强度相对较低,易产生经线和纬线错动失效,且经纬网变形时,受力不均匀,绑丝易断裂,四角固定处受力较小,受力传递效果较差,要想提高经纬网支护效果,需提高经纬网经线和纬线之间的约束力;钢筋网初期刚度高,强度大,吸能能力强,但钢筋网的缺点是强度不能充分利用,尤其是钢筋网焊接处和四周绑丝处强度较低,制约了钢筋网支护效果,要想提高其支护效果,需提高焊接点强度和四周绑丝强度。

轴裂式构件变形吸能特性研究及工程应用初探

为使锚杆适应深埋巷道围岩大变形,有效防治巷道冲击地压灾害,设计了一种适用于锚杆的轴裂式防冲吸能构件。通过理论分析与室内试验,研究了轴裂式吸能构件的变形特性、吸能效果等;探讨构件在锚杆中的应用方式与工作原理,初探了其工程试验效果。研究表明,轴裂式吸能构件撕裂变形稳定,形成"螺旋式"扩展板条,具有良好的可重复性与可控性;构件吸能作用全程具有"峰值轴力波动吸能段、恒定轴力稳定吸能段"两阶段特性,且吸能构件经过预撕裂加工可消除波动载荷,使恒定轴力稳定吸能行程效率达到100%;采用内径26 mm、壁厚4 mm,预制导裂切线4或6条的吸能构件,其恒定轴力达到111.8~143.1 k N,相应吸能量达5.77~8.93 k J,构件恒定载荷值及其吸能量的试验结果与理论分析结果相符合。现场试验表明,轴裂式构件能较好地启动劈裂,实现让压耗能。

郭二庄矿1245切眼锚梁支护数值模拟与应用研究

针对邯郸煤业 (集团 )有限责任公司郭二庄煤矿 12 4 5切眼帮底为松散软煤的特点 ,用FLAC3 3软件进行了数值模拟研究。结合模拟结果 ,提出了该切眼锚梁网支护主要技术参数。应用实践证明 ,所采取的锚梁网支护技术参数合理正确。

金属圆管劈裂变形及吸能安全特性研究

为开发新型轴向劈裂式锚杆吸能构件,试验研究内径为26 mm,壁厚分别为3和4 mm的金属圆管试件劈裂变形及吸能安全特性,采用能量法分析其吸能原理。结果表明,试件劈裂吸能过程分为峰值载荷阶段和恒定载荷阶段,其中,恒定载荷阶段恒定载荷为59.34116.60 k N,其作用下的吸能量为4.9211.47 k J;试件劈裂过程中变形稳定,形成"螺旋"板条,试件主要通过扩径塑性变形、管壁撕裂、板条摩擦耗散能量;试件恒定载荷值及相应吸能量试验结果与理论结果相符。

焦家金矿巷道围岩松动圈测试与破碎岩体支护技术

为了准确测定破碎蚀变岩体条件下巷道围岩松动圈范围,选择合理的支护方案与参数,本项目以山东黄金集团焦家金矿为依托矿山开展研究。联合采用岩体超声探测与数字全景钻孔摄像手段,获得了焦家金矿破碎岩体条件下的巷道围岩松动圈范围为1.0~1.3 m。开展焦家金矿现场岩体质量分级,基于分级结果计算破碎蚀变岩体所需支护载荷大小。计算结果表明,在破碎岩体条件下围岩所需支护载荷为51.08~76.17 kPa。依据围岩松动圈测试结果以及围岩支护载荷计算结果,初步确定焦家金矿破碎蚀变岩体应采用管缝锚杆+金属网+喷射混凝土联合支护方案,管缝锚杆长1.8 m,设计锚杆间距为1.0 m,排距为1.2 m,喷射混凝土厚度为50 mm。在此基础上,开展支护方案的现场工业试验,由巷道围岩连续收敛监测结果表明,当应用管缝锚杆+金属网+喷射混凝土联合方案支护后,巷道围岩收敛变形在6个月内不再增长,可有效保证焦家金矿巷道围岩在服务周期内的稳定性。

锚杆及锚索联合支护在复合顶板管理中的应用

介绍了锚杆、金属网、锚索联合支护技术在大同煤矿集团公司同家梁矿12层408盘区的应用,分析了支护效果及推广价值。

锚杆支护金属网力学性能及传力机制试验研究

鉴于目前井下金属网常见的强度及刚度失效2类破坏方式严重制约巷道安全可靠性问题,采用自主研发的金属网静载试验系统对3类金属网进行了测试,得到了3类金属网在垂直载荷作用下的支护强度、刚度及变形破坏方式;借助有限元分析软件Ansys得到了3类金属网在垂直载荷作用下的应力分布规律;采用理论分析的方法得到了3类金属网的传力机制问题,并进一步根据3类金属网的力学响应特征、应力分布规律及传力机制分别给出了结构优化建议。研究结果表明:①金属网支护系统在垂直载荷作用下的载荷-位移曲线变化可分为载荷传递阶段、网丝变形阶段及结构破坏阶段3部分。②钢筋网具有高刚度支护特征,菱形网具有高强度支护特征,垂直载荷作用下经纬网的网丝错动会大幅度降低其支护强度及刚度。③钢筋网及经纬网以中心“十”字型区域内的网丝承受轴向应力,菱形网以中心“X”字型区域内的网丝承受轴向应力。④钢筋网支护系统在承载过程中呈现出中心“十”字型传力方式,菱形网呈现出中心“X”字型传力方式,经纬网网丝在外部载荷作用下由高应力区向低应力区滑移。⑤直接决定金属网支护作用的边界网丝,在垂直及水平方向上分别受到剪切及扭曲作用,且绑丝强度对边界网丝的水平扭曲作用影响较大。⑥3类金属网是否能进行有效支护,应围绕传力机制问题分别进行局部绑丝加固、节点约束防滑及配套锚杆间排距优化等加强措施。

锚网支护下巷道围岩稳定性的数值模拟

利用FLAC3D模拟软件模拟了巷道围岩在锚网支护下的稳定性情况,分析了巷道在锚网支护情况下围岩的应力、位移以及塑性区的变化情况,并与现场实验相对比,得出锚网支护能够有效改善巷道围岩的受力情况,并能够有效提高巷道围岩的稳定性。

锚栓、金属网、锚索联合支护技术在复合顶板管理中的应用

介绍了锚杆、金属网、锚索在雁崖矿 14— 2号层 4 16盘区的应用 ,分析了支护效果及推广价值。

煤矿巷道锚网支护机理及围岩变形规律分析

为了改善锚网支护的耦合效果,研究了煤矿巷道锚网支护技术及围岩变形规律,理论分析了护网受力,并给出了锚网支护的强度耦合标准;采用FLAC3D数值模拟软件,模拟分析了不同方案条件下巷道塑性区、应力和位移分布。研究得出,进行锚网支护后,巷道围岩变形得到有效的改善,且采用锚杆+格宾金属网支护后,巷道护表效果明显,能够有效抑制巷道变形。研究为深部破碎巷道的合理设计提供了指导。

固庄煤矿15号煤层综放面锚网支护巷道的矿压显现研究

固庄煤矿试验和推广应用了锚杆、锚索、金属网联合支护煤巷的技术。试验过程中,对被支护巷道的收敛变形和锚杆、锚索的受力情况进行了观测。观测结果的分析表明,沿巷道掘进方向变形量变化范围较大,不同部位的锚杆、锚索的受力也相差甚远。实践证明,这种支护形式可有效地维护巷道的稳定,同时,与钢棚支护相比可降低支护费用。本文还介绍了试验的支护参数和工艺。

巷道锚杆支护参数的优化及对比研究

针对工作面锚杆支护参数适用性不佳的问题,以某煤矿3号煤层工作面为例,在分析顶底板情况的基础上,基于数值模拟手段对不同锚杆支护进行正交试验以得出最佳支护参数,为煤矿工作面巷道支护中锚杆参数的确定提供指导。

沿空留巷锚网索梁点支柱联合支护的应用研究

章村煤矿巷道掘进期间,确定支护方式为锚网支护系统。利用沿空留巷矿压显现规律,回采期间,对巷道进行加强支护。永久性加强支护采用补打锚索的方式,临时性加强支护采用单体液压支柱配合十字铰接顶梁。巷帮采用单体液压支柱配合铰接十字顶梁背裱半圆木金属网阻隔矸石的无人工充填护帮形式。最终形成章村煤矿2404运输巷沿空留巷锚网索梁点支柱联合支护系统,使所留巷道的支护稳定、可靠。减少了顶板事故,降低了维修费用和维护时间,达到了安全高效的目的。

应用锚喷挂网技术提高巷道支护强度

介绍了锚喷挂网联合支护的作用原理 ,支护参数选择。

同煤某矿进风巷支护机理及数值分析研究

通过对锚杆与金属网耦合支护的机理进行研究得到金属网可与锚杆进行强度耦合,提高巷道支护能力,并给出了金属网参与耦合支护的判定依据及金属网参数选择方法。运用FLAC3D软件对进风巷建模仿真,得到金属网与锚杆耦合支护可有效改善巷道围岩塑性区分布及减小巷道围岩应力峰值,提高巷道支护的安全性和稳定性。

矿井综采工作面破碎顶板联合支护方式的改进探析

针对综采工作面破碎顶板强度低,较难支护易出现冒顶事故等问题,基于石灰系煤层的伪顶,直接顶以及老顶的岩性特征,分析了锚杆+锚索支护以及局部钢针+架棚支护+喷浆处理的支护机理,改进了锚杆+锚索支护,提出了一种以锚杆+锚索+金属网+组合锚索作为主要承载结构,同时科学合理的配合局部串钢针+局部架棚支护+喷浆处理的新型联合支护方式,应用结果表明,该种新型支护方式,支护效果更好,顶板的稳定性更高,能有效提高破碎顶板的稳定性与安全性,有助于更好的保障矿井安全生产。

扰动影响内错抽巷锚网优化支护技术研究

针对受附近采掘扰动影响巷道的围岩受力特点,以阳煤一矿内错抽巷为例,在原掘进施工分析和支护效果评价的基础上,对施工工艺、支护参数选取原则和围岩控制方法进行研究。通过井下地质力学测试和支护参数优化,提出扰动影响内错抽巷的锚网支护技术。井下实践表明,高预应力短锚索施工工艺可有效提高支护系统的预应力,降低锚杆支护的返工率,有效控制围岩变形,为后期综放回采提供便利。

煤矿大倾角三软煤层回采巷道支护技术研究

回采巷道支护技术是煤矿安全高效开采需要解决的关键问题之一,本文针对某煤矿三软煤层具体地质和开采技术条件,采用理论分析、数值模拟、现场实测等方法,对2119工作面回采巷道支护参数进行了系统分析,提出了合理的支护方案:锚杆选用左旋无纵筋螺纹钢锚杆,顶锚杆Φ18mm×2200mm,帮锚杆Φ18mm×1800mm,间排距700mm×700mm;锚索为钢绞线,规格Φ15.24mm×7000 mm,间距1400mm。通过工业性试验及现场围岩变形实测,巷道围岩变形量较原支护方案降低50%以上,取得了良好的效果。