树脂全长锚固锚杆外形尺寸优化实验室研究

林 健,任 硕,杨景贺

(天地科技股份有限公司开采设计事业部,北京 100013)

树脂全长锚固锚杆外形尺寸优化实验室研究

林 健,任 硕,杨景贺

(天地科技股份有限公司开采设计事业部,北京 100013)

锚杆全长预应力锚固支护方式是解决复杂困难巷道支护的有效手段,但是由于施工困难,一直制约着它的应用与推广。通过优化锚杆外形的方法,在保证锚杆锚固性能的前提下,解决煤矿巷道全长锚固施工困难的问题。采用实验室试验的方法,对锚杆外形与锚杆锚固性能以及安装阻力之间的关系进行了研究,提出锚杆外形相关参数的合理值。优化后的锚杆横肋高度由原来的1.46 mm降低为1.00 mm,锚杆横肋间距由原来的11.05 mm增加到33.15 mm,横肋采用交错布置的方式。对锚杆横肋高度和间距优化后,锚固长度125 mm时锚杆的拉拔力比改进前反而提高了7.7%;锚杆安装过程中的平均扭矩比优化前降低约40%,安装锚杆所需要的推力仅为优化前的50%左右,最大值为0.73 kN。

全长锚固;横肋间距;横肋高度;拉拔力;安装阻力

随着我国煤矿开采深度和强度的不断增加,地质条件的不断复杂化,涌现了大量复杂困难巷道,如深井高应力软岩巷道、极破碎围岩巷道、松软膨胀围岩巷道、特大断面巷道、强烈动压影响巷道等。这些巷道围岩变形剧烈,在服务期限内需要多次维修,对煤矿的正常生产造成了极大的困扰[1-4]。针对这一问题,煤炭科学研究总院开采设计研究分院提出了全长预应力锚固的理念,并在山西潞安动压巷道、内蒙平庄软岩巷道、新汶千米深井巷道等进行了现场应用,有效地控制了复杂困难巷道围岩变形,支护效果得到明显改善,为解决复杂困难巷道支护提供了一条有效途径。……