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长期载荷作用下柔性锚杆力学特性及工程应用

煤炭学报 2020年第9期45卷 3096-3106页

作者：谢正正张农王朋汪明坤中国矿业大学深部煤炭资源开采教育部重点实验室江苏徐州221116 中国矿业大学矿业工程学院江苏徐州221116 江苏师范大学江苏徐州221116

以联合强化支护为主的控制技术是当前深部煤巷围岩控制的主要手段,复杂化的支护形式明显降低巷道掘进效率,采掘矛盾突出,已成为制约煤矿高效生产的普遍性难题。而不受巷道高度限制且能实现快速安装的柔性锚杆已在静态拉伸下表现出良好... 详细信息

以联合强化支护为主的控制技术是当前深部煤巷围岩控制的主要手段,复杂化的支护形式明显降低巷道掘进效率,采掘矛盾突出,已成为制约煤矿高效生产的普遍性难题。而不受巷道高度限制且能实现快速安装的柔性锚杆已在静态拉伸下表现出良好的力学性能,可有效解决巷道安全与掘进效率相制约的问题。为研究柔性锚杆在长期载荷作用下的力学特性和动态变化特征,通过自主研发的锚杆(索)耐久性实验系统对柔性锚杆进行长达5个月加载实验,分别设置无处理对照组、不同淋水环境和不同安装角度3种相似工程环境,并对长期加载后的柔性锚杆开展静态拉伸实验。结果表明,与未经长期载荷作用的柔性锚杆相比,长期加载对柔性锚杆力学性能影响较小,峰值力仅降低1.2%;淋水环境下柔性锚杆出现多处锈蚀,其峰值载荷和延伸性能较无处理对照组均出现降低,分别降低8.6%和21.4%,而经防锈处理的柔性锚杆能保持自身的力学性能;不同安装角度的柔性锚杆有差异性的力学行为,角度过大时对柔性锚杆的承载能力带来不利影响;现场应用时,要确保柔性锚杆经过防锈处理且安装角度不宜过大。最后,在大倾角强动压巷道、高应力大断面巷道和厚顶煤巷道等复杂条件巷道中进行柔性锚杆单一化支护技术的现场实践,锚杆支护效率和巷道掘进速度有明显提升,同时围岩变形得到有效控制。

关键词：柔性锚杆长期载荷力学特性掘进效率巷道安全耐久性

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柔性锚杆在高应力硐室中的应用

凉山大学学报 2000年第3期2卷 31-34页

作者：钱波重庆建筑大学400045

传统刚性锚杆支护作为地下硐室支护被广为采用，但对于高应力，围岩变形大的硐室，传统刚性锚杆的使用却受到极大的限制，针对地应力大的硐室，本文在传统刚性锚杆支护原理基础上，提出了柔性锚杆的总结构和原理，以及工程中常见的几种... 详细信息

传统刚性锚杆支护作为地下硐室支护被广为采用，但对于高应力，围岩变形大的硐室，传统刚性锚杆的使用却受到极大的限制，针对地应力大的硐室，本文在传统刚性锚杆支护原理基础上，提出了柔性锚杆的总结构和原理，以及工程中常见的几种类型。

关键词：高应力硐室应用锚杆支护刚性锚杆柔性锚杆地下硐室开挖硐室支护

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倾斜煤层沿空掘巷柔性锚杆控制技术研究

煤炭科技 2021年第1期42卷 82-90页

作者：孙希亮山西中煤华利裕丰煤业有限公司山西临汾042199

倾斜煤层沿空巷道围岩应力状态复杂,围岩控制难度增加。通过理论分析、数值模拟与工程实践相结合的研究方法,对不同倾角下巷道的围岩应力状态、破坏特征及控制技术进行研究。结果表明:随着煤层倾角的增大,巷道两侧侧向支承应力集中峰值... 详细信息

倾斜煤层沿空巷道围岩应力状态复杂,围岩控制难度增加。通过理论分析、数值模拟与工程实践相结合的研究方法,对不同倾角下巷道的围岩应力状态、破坏特征及控制技术进行研究。结果表明:随着煤层倾角的增大,巷道两侧侧向支承应力集中峰值不断增大,应力集中区逐渐扩大,且偏载效应明显;提出采用柔性锚杆高预紧长锚固的支护方式,增大巷道的有效承载圈层,确定了不同煤层倾角的2种支护方案。现场矿压观测表明,巷道顶板最大下沉量为22mm,两帮最大收敛变形量为31 mm,沿空巷道围岩结构稳定,整体变形量小,能够为相似条件下的沿空掘巷提供参考。

关键词：沿空掘巷倾斜煤层柔性锚杆围岩控制

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煤巷柔性锚杆支护技术途径

江西煤炭科技 1991年第2期 49-50页

作者：周海军

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马脊梁矿回采巷道快速掘进与支护工艺探讨

江西煤炭科技 2024年第2期 37-40页

作者：李翰智晋能控股煤业集团马脊梁矿机掘二队山西大同037000

针对马脊梁矿留顶煤巷道快速掘进及围岩稳定控制的技术难点,以7704工作面回风巷为工程背景,运用模型仿真方法,重点分析因顶煤厚度的变化对巷道围岩稳定性的影响;该巷道拟定采用柔性锚杆支护方案;在掘进期间,对巷道表面位移进行了观测,... 详细信息

针对马脊梁矿留顶煤巷道快速掘进及围岩稳定控制的技术难点,以7704工作面回风巷为工程背景,运用模型仿真方法,重点分析因顶煤厚度的变化对巷道围岩稳定性的影响;该巷道拟定采用柔性锚杆支护方案;在掘进期间,对巷道表面位移进行了观测,其中两帮收敛变形最大量为24mm,顶板下沉最大量为19mm,柔性锚杆预应力均超出80kN,顶板离层明显降低,证明柔性锚杆支护效果优异。

关键词：回采巷道围岩控制模型仿真柔性锚杆

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沉积异常区巷道锚注一体关键技术及实践

沉积异常区巷道锚注一体关键技术及实践

作者：杨白羽中国矿业大学

学位级别：硕士

为了研究沉积异常区巷道围岩控制技术难题,本文基于实验室力学试验、理论分析、数值模拟和工业性试验等研究方法,揭示了沉积异常区变形破坏特征和巷道变形破坏的模式,研究并应用了沉积异常区巷道柔性锚杆跨界锚固控制原理和柔性锚杆锚... 详细信息

为了研究沉积异常区巷道围岩控制技术难题,本文基于实验室力学试验、理论分析、数值模拟和工业性试验等研究方法,揭示了沉积异常区变形破坏特征和巷道变形破坏的模式,研究并应用了沉积异常区巷道柔性锚杆跨界锚固控制原理和柔性锚杆锚注一体及全长锚固技术,开展了锚注一体化支护方案数值模拟分析,确定巷道具体支护方案并进行工业性试验。论文的主要研究成果有:1、总结了沉积异常区巷道失稳特征及破坏模式。对原支护方案的控制效果进行评价,运用有限元模拟分析了沉积异常区巷道变形破坏特征,研究了围岩岩性、直接顶厚度和夹矸结构等因素影响下巷道围岩应力、变形及塑性区发展规律,分析了沉积异常区巷道变形破坏规律。2、理论分析了沉积异常区巷道非连续性破坏原因,应用跨界锚固原理,提出了柔性锚杆跨界锚固技术,对比分析了柔性锚杆与普通锚杆支护效果的区别、不同锚杆锚固体的承载效能。3、提出了柔性锚杆锚注一体及全长锚固技术,基于柔性锚杆开发了相配套的锚注一体化装置及新型无机双组分材料,通过实验室不同龄期注浆材料饱水试验和单轴抗压实验,确定了注浆材料抗压强度和变形随养护时间变化规律。4、针对试验矿井,采用FLAC3D有限元模拟分析了锚注一体化具体支护方案,建立了沉积异常区巷道跨界锚固体系的有限元模型,分析了锚杆长度、锚杆密度和柔性锚杆三种巷道不同支护方式下的巷道变形破坏模式,总结了三种因素对巷道围岩稳定性的影响。5、分析设计了修复巷道的支护方案,将沉积异常区巷道跨界锚固技术及锚注一体关键技术在试验矿井展开了现场工业性试验,对围岩表面位移、锚杆受力和巷道裂隙发育规律进行了监测,分析评价了巷道跨界锚固技术及锚注一体关键技术应用效果。本论文有图67幅,表8个,参考文献91篇

关键词：沉积异常区深井巷道跨界锚固柔性锚杆注浆材料

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深井高地应力巷道厚层锚固控制技术研究

现代矿业 2023年第6期39卷 221-225页

作者：李士栋周猛猛李振环赵俊山刘铭铭兖煤菏泽能化有限公司赵楼煤矿

深井高地应力巷道矿压显现复杂、巷道支护困难。以赵楼煤矿7303运输顺槽为研究对象,提出基于新型柔性锚杆的深井高地应力巷道厚层锚固控制技术。数值模拟结果显示,在应用厚层锚固控制技术后,围岩应力场与位移场得到明显改善,顶板最大下... 详细信息

深井高地应力巷道矿压显现复杂、巷道支护困难。以赵楼煤矿7303运输顺槽为研究对象,提出基于新型柔性锚杆的深井高地应力巷道厚层锚固控制技术。数值模拟结果显示,在应用厚层锚固控制技术后,围岩应力场与位移场得到明显改善,顶板最大下沉量与两帮最大收敛量分别下降56.8%和40.8%;经工业试验,现场实测顶板下沉量与两帮收敛量分别集中在40~84 mm和52~106 mm,巷道变形得到有效控制。研究成果可为其他类似地质条件的深井巷道提供参考。

关键词：深部巷道厚层锚固柔性锚杆

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回采巷掘进工作面支护优化及应用

机械管理开发 2022年第2期37卷 211-213页

作者：张磊汾西矿业集团高阳煤矿山西孝义032300

针对山西某矿31207回风巷原支护方案存在锚杆、锚索数量多,支护强度大以及支护耗时长等问题,提出采用柔性锚杆代替螺纹钢锚杆及钢绞线锚索对顶板进行支护的方案。该方案充分利用柔性锚杆高预紧力、支护强度大的优点来降低锚杆布置数量... 详细信息

针对山西某矿31207回风巷原支护方案存在锚杆、锚索数量多,支护强度大以及支护耗时长等问题,提出采用柔性锚杆代替螺纹钢锚杆及钢绞线锚索对顶板进行支护的方案。该方案充分利用柔性锚杆高预紧力、支护强度大的优点来降低锚杆布置数量。优化后顶板柔性锚杆数量降至4个、螺纹钢锚杆1个,顶板支护耗时缩小1.2 h。现场应用后,巷道顶板以及巷帮收敛量均在合理安全范围内,同时巷道掘进进尺达到550 m/月,较优化前增加80 m。

关键词：巷道掘进围岩支护锚网索支护柔性锚杆预紧力

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窄煤柱沿空掘巷技术关键参数研究与应用

煤 2022年第9期31卷 58-60,64页

作者：曹海彬山西潞安化工集团蒲县开拓煤业公司山西蒲县041206

为解决开拓煤业沿空巷道围岩过度变形､反复返修的问题,以3109工作面掘巷和回采为工程背景,通过理论分析计算､工程实践等研究方法,将区段煤柱宽度优化为6.0 m,提出采用“高强锚杆+柔性长锚杆+锚索”联合支护技术,工程应用期间进行巷道表... 详细信息

为解决开拓煤业沿空巷道围岩过度变形､反复返修的问题,以3109工作面掘巷和回采为工程背景,通过理论分析计算､工程实践等研究方法,将区段煤柱宽度优化为6.0 m,提出采用“高强锚杆+柔性长锚杆+锚索”联合支护技术,工程应用期间进行巷道表面位移监测。结果表面,掘巷期间围岩稳定,工作面回采期间,沿空巷道断面收缩在合理可控范围内,能够满足工作面的安全高效开采,窄煤柱沿空掘巷在开拓煤业取得了较好的应用效果。

关键词：理论计算进风巷联合支护柔性锚杆