矿用小孔径预应力拉力分散型锚索锚固结构研究及应用

采用数值模拟方法分析了目前煤矿小孔径树脂锚固锚索剪应力分布特征,指出其受力本质为拉力集中型,在外锚固起始段会产生严重的应力集中现象,容易造成锚索锚固段渐进破坏,进而导致锚索锚固失效。通过凝胶时间达6~8h、抗压强度60MPa以上缓凝型树脂锚固剂的研发,提出了矿用新型小孔径拉力分散型锚索结构及施工工艺。在现有矿用锚索支护施工工艺不变的条件下,实现了同一钻孔内不同锚固段树脂药卷的分时分段锚固。数值计算结果表明矿用拉力分散型锚索能够将锚固段剪应力分散至两处,显著降低锚固段应力集中程度。工程应用结果表明,该技术能够大幅提高锚索内锚可靠性及锚索强度利用率,有效改善锚索内锚力与破断力的匹配性能,对巷道变形控制效果显著。

矿用缓凝型树脂锚固剂的研究

由191不饱和树脂、阻聚剂(对苯二酚和一缩二乙二醇)、促进剂(环烷酸钴)、引发剂(过氧化甲乙酮)和无机填料制取矿用缓凝型树脂锚固剂,分为两个组分(树脂胶泥部分和固化剂胶泥部分),使用时将两组分按一定的比例均匀混合。缓凝型锚树脂固剂的树脂胶泥最佳配比为:191不饱和树脂100 g,阻聚剂0.3 g,促进剂0.5 g,无机填料粗石粉、细石粉和白炭黑分别为200 g、300 g和2 g;固化剂胶泥配方为:引发剂4 g,白炭黑1.7 g。凝胶时间和抗压强度测试表明,凝胶时间490 min,抗压强度61 MPa,满足新型拉力分散型锚索锚固工艺的要求。