我国煤巷锚杆支护技术的新发展

2015/7/7 17:01:25  来源:ca88手机版登录网页 浏览量(619次)

目的
  我国锚杆支护技术经历了低强度锚杆、高强度锚杆到高预应力、强力锚杆支护的发展过程。随着综采放顶煤开采技术的广泛应用和矿井向深部延伸,出现了一系列复杂困难巷道,包括全煤巷道、沿空掘巷、极破碎围岩巷道等,而且随着开采强度增大,要求的巷道断面越来越大。为了解决这些巷道支护难题,本文从锚杆支护作用机理、巷道围岩地质力学测试、煤巷锚杆支护设计方法与App、高强度树脂锚杆与锚索支护系统、锚杆施工机具等方面先容煤巷锚杆支护技术的最新研究成果。
方法
  论文系统先容了我国锚杆支护技术最新研究成果。在支护理论方面,先容了针对复杂困难巷道的高预应力、强力锚杆一次支护理论;在巷道围岩地质力学测试方面,阐述了包括煤矿井下地应力、煤岩体强度、煤岩体结构在内的地质力学原位测试技术;在锚杆支护设计方面,先容了基于地质力学测试的动态信息设计法,锚杆支护形式和参数的选择原则,及适合工程技术人员使用的设计App;在锚杆支护材料与构件方面,系统论述了强力锚杆、小孔径锚索、树脂锚固剂、W型钢带等支护材料及配套构件的力学性能;在施工机具方面,对比分析了目前我国现有不同种类的锚杆施工机具。最后,先容了上述研究成果在全国各大煤矿区的推广应用情况。
结果
  (1) 阐明了锚杆支护的本质作用在于控制锚固区围岩的离层、滑动、张开裂隙等扩容变形与破坏,最大限度地保持围岩完整性,避免有害变形出现。(2) 巷道围岩地质力学原位快速测试系统,实现了仅用一个钻孔就可完成地应力、围岩强度、围岩结构的测量,可测量深度为30 m。(3) 论述了锚杆支护动态信息设计方法的特点与设计步骤,及面向现场工程技术人员使用的支护设计App的组成与功能。(4) 分析了高强度锚杆支护材料及配套构件的力学性能,对于直径22 mm的BHRB600型锚杆,屈服力达235.6 kN,破断力达311.6 kN。(5) 我国锚杆施工机具以单体锚杆钻机为主,在技术性能、加工工艺和可靠性等方面与国外先进水平还存在一定的差距。(6) 20世纪90年代初期,我国国有重点煤矿煤巷锚杆支护所占比重仅3%~5%,到2007年有些矿区锚杆支护率已超过90%,很多矿区锚杆支护率达到60%。
结论
  针对我国煤矿巷道特点,经过十多年的研究与实践,已经形成了包括围岩地质力学测试、支护设计、支护材料、施工机具与工艺、矿压监测仪器与技术的煤巷锚杆支护成套技术,在实际应用中解决了大量巷道支护难题,取得了显著的技术经济效益,为煤矿高效、安全开采创造了良好条件。锚杆支护已成为高产高效矿井必备的配套技术。

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