矿山多属性环境协同作用对锚杆腐蚀的影响

吴赛赛 朱昊天 张 雯 程 平 刘 非

（1.西安建筑科技大学资源工程学院，陕西西安710055；2.西北有色地质矿业集团有限公司，陕西西安710054）

锚固技术是世界公认的深部资源开采安全高效 的支护方式之一［1-2］。然而，复杂地质条件下矿山多属性环境协同作用在很大程度上缩短了锚杆使用寿命，成为影响深部资源安全开采的重要问题之一。近10 a来，相当一部分矿山发生了锚杆因腐蚀造成过早失效问题［3-6］。锚杆寿命取决于耐久性，而耐久性受到锚杆所受应力水平、钢材性能和环境的协同影响。Hassell 等［7］和 Villaescusa 等［8］对澳大利亚 8 个矿区的地下水进行了分析，并构建了6 个腐蚀室，从温度、pH 值、溶解氧水平、总溶解固体浓度、流量5 个方面对地下水对锚杆的腐蚀作用进行了研究，分别得出地下水总溶解质浓度、溶解氧水平、pH值和流速是锚杆腐蚀速率的重要影响因素。Spearing等［9］研究了腐蚀对锚杆力学性能的影响，结果表明，点蚀或缝隙腐蚀是导致锚杆过早失效的重要因素之一［10-12］。迄今为止，以地下水为腐蚀介质的研究表明，锚杆腐蚀失效并非单独由地下水造成的，而是由复杂地质条件下矿山多属性环境协同作用产生的。澳大利亚新南威尔士学者开展了锚杆腐蚀失效矿山试验［13-16］，认为锚杆在黏土层与地下水交叉地带腐蚀更为普遍，黏土或凝灰质等矿物质是导致地下矿山锚杆腐蚀并最终破坏的潜在因素之一，这也表明地下水与矿物质协同作用是影响锚杆腐蚀的一个重要因素。……