锚杆锚固力在煤巷围岩中的支护作用
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锚杆支护作用原理
锚杆支护是一种常用的地下工程支护方法,其作用原理基于以下几个方面。
1. 承载荷载:锚杆通过固定在岩体内部形成的锚固力,能够承受地下工程所受到的荷载。
锚杆的材料通常具有较高的强度和刚度,能够有效地分担工程荷载,保证工程的安全性。
2. 抵抗岩体变形:地下工程常常面临着岩体的变形和位移,而锚杆可以通过锚固作用,将围岩与锚杆连接起来,从而抵抗岩体的变形。
锚杆与岩体之间形成的摩擦力和粘结力可以有效地限制围岩的位移,保持地下工程的稳定性。
3. 分散应力:锚杆在岩体中形成的锚固力可以通过锚杆的延伸长度将应力传递到岩体的较深层次,进而分散应力,减小地下工程周围的应力集中。
这样可以有效地减少岩体破坏的可能性,增加地下工程的承载能力。
综上所述,锚杆支护通过承载荷载、抵抗岩体变形和分散应力等作用原理,能够保证地下工程的安全性和稳定性。
廷;塑整凰,浅谈煤巷锚杆支护夏树君郭光岩(辽源矿业集团公司西安煤业公司,吉林辽源136201)睛割随着科学技术的飞速发展,巷道支护的进一步改革。
肌本棚支护,到工字钢棚,发展到现在的u型钢棚支护。
近几年煤巷锚杆支护这—新技术在西安煤业公司广泛推广应用,并取得了良好的效果。
巨.罐词】浅谈;锚杆;支护1锚杆支护在原始煤层的使用035023区大部分巷道都布置在原始煤层中,巷道支护采用了锚扦支护,经过几个月的使用表明,支护效果很好,支护强度达到要求,完全能够满足安全生产的需要,从而解决了矿工钢、U型钢棚支护在使用、回撤、运输等方面的问题,减轻工人的劳动强度,降低了成本,提高了巷道的利用率,达到了预期的目的,取得了煤巷锚网的成功。
2锚网支护在残采煤层中的使用近几年随着煤炭资源的逐渐枯竭,原始煤柱也逐渐减少,采迹、冒落带增多,这就给锚杆支护带来了一定的困难,在经过压实顶板坚固的旧采迹、冒落区进行锚网支护,困难很多。
施工过程中采用锚杆支护与U型棚支护配套使用,即先进行锚杆支护,每支护一段距离在后路备3~5m U型棚,棚距可相应加大,经过二次支护的巷道比直接支护的巷道服务时间长3个月以上,能够满足从采区准备到采区结束的需要。
经过长时间的使用,也取得了成功,这说明锚杆支护不仅仅局限在原始煤层中使用。
在035023区掘送过程中,大部分巷道进行了锚杆支护,部分旧采迹中也进行了锚杆支护,施工中锚杆间、排距均为500m m×500m m,对于松软区,地质构造变化带,支护条件复杂区域,采取了加密锚杆间、排距的措施,保证了安全生产。
对于顶板,我们使用了5根2A m长螺纹钢,加强对顶板的管理,起到了加固拱和增强筋作用,由底板O,5m起开始打锚杆,采用1B m长锚杆护两帮,金属网使用网孔500m m×500m m的菱形网,网边对接,网扣Q1m一扣辫式链法联接一扣压一扣,既结实又美观,并在铁制托盘上加了一个木制托盘,螺丝紧固后,当顶板来压时起到了缓;中作用,使铁制托盘不直接受力,缓解了铁制托盘的变形时间。
矿山井巷支护之锚杆支护的原理与常用锚杆介绍锚杆是一种锚固在岩体内部的杆状体。
采用锚杆支护巷道,就是当巷道掘进后向围岩中钻眼,然后将锚杆安设在锚杆眼内,对巷道围岩进行人工加固。
锚杆具有很多优点:节约坑木和钢材,降低支护成本,掘进断面小,巷道的变形小,维修费用低,工作安全,轻便,可以减轻体力劳动,减小通风阻力,有利于一次成巷施工和加快掘进速度,使用范围广,适应性强,减少运输量,有利于矿井的运输和提升。
但是锚杆不能预防围岩风化,不能完全防止锚杆与锚杆之间裂隙岩石的剥落,因此,锚杆配合其他支护措施,如与金属网、喷浆或喷射混凝土等联合使用,会取得更好的支护效果。
锚杆支护原理(1)悬吊作用:锚杆将软弱岩层吊挂在上面坚固稳定的岩层上,防止离层脱落。
煤层巷道的直接顶板一般比较软弱且较薄,容易离层冒落,它上面的老顶则比较坚固。
锚杆可以通过直接顶板达到老顶,把直接顶锚固在老顶上。
锚杆的悬吊作用图(2)组合梁作用:在层状岩层的巷道顶板中,通过锚人一系列的锚杆,将锚杆长度以内的薄层岩石锚成岩石组合梁,从而提高其承载能力。
在相同的荷载作用下,组合梁比未组合板梁的挠度和内应力大为减小。
(3)围岩补强作用:巷道深部围岩中的岩石处于三轴受压状态,而靠近巷道周边的岩石则处于二轴受力状态,强度小于前者,故易于破坏而丧失稳定性。
巷道围岩被锚杆锚固后,表层岩石部分地恢复了三轴受力状态,增大了它本身的强度,另外,锚杆还可以增加岩层弱面的剪断阻力,使巷道周边围岩不易破坏和失稳,这就叫作围岩补强作用。
(4)挤压联结作用:锚杆将巷道围岩挤紧,对岩石施加预应力,阻止裂隙的继续扩大,而且,对于松散岩石也能起到挤压联结和加固作用。
国外做过一个简单而有趣的试验:用一个长方形木箱,里面填紧小碎石,并用模拟的锚杆将它们锚固起来,锚杆拧紧以后,将木箱翻转,其中充填的小碎石竟倒不出来。
通过锚杆的预应力作用,可以在彼此毫无粘结力的碎石之间产生一种侧向挤压摩擦阻力,足以支持碎石自身的重量而不会掉下来,好像碎石间互相联结起来一样。
锚杆支护一、锚杆支护的原理锚杆支护就是以维护和利用围岩的自承能力为基点,及时地进行支护,控制围岩的变形和松弛,使围岩成为支护体系的组成部分。
通过锚入围岩内部的杆体,改变巷道围岩的本身的力学状态,在巷道周围形成一个整体而又稳定的承载环,和围岩共同作用,达到维护巷道的目的。
这一支护形式与传统的棚式支护相比属于主动积极加固巷道围岩的支护形式。
二、锚杆在支护中的作用1、锚杆的悬吊作用悬吊作用是指用锚杆将软弱的直接顶板吊挂在其上的坚固老顶之上。
如图1所示,或者是用锚杆将因巷道开挖而引起松动的岩块连接在松动区外的完整坚固岩石上,使松动岩块不至冒落。
2、锚杆的组合梁理论在层状岩层的巷道顶板中,通过锚入一系列的锚杆,将锚杆长度以内的薄层岩石锚成岩石组合梁,从而提高其承载力。
利用锚杆的拉力将层状岩层组合起来形成组合梁结构进行支护,这就是锚杆组合梁作用。
组合梁作用的本质在于通过锚杆的预拉应力将原视为叠合梁的岩层挤紧,增大岩层间的摩擦力;同时,锚杆本身也提供一定的抗剪能力,阻止其层间错动。
锚杆把数层薄的岩层组合成类似铆钉加固的组合梁,这时被锚固的岩层便可看成组合梁,全部锚固层能保持同步变形,顶板岩层抗弯刚度得以大大提高。
3、锚杆锲固作用锚杆的悬吊作用锚杆的组合作用是指在围岩中存在一组或多组不同产状的不连续面的情况下,由于锚杆穿过这些不连续面,防止或减少了围岩沿不连续面的移动。
如图3。
44、挤压加固拱作用形成以锚杆头和紧固端为顶点的锥形体压缩区。
如将锚杆沿拱形锚杆的楔固作用p бb p 锚杆的楔固作用-б p (бbp巷道周边按一定间距径向排列,在预应力作用下,每根锚杆周围形成的锥形体压缩区彼此重叠联结,在围岩中形成一连续压缩带。
它不仅能保持自身的稳定,而且能承受地压,组织上部围岩的松动和变形。
显然,对锚杆施加预紧力是形成加固拱的前提。
5、锚杆的减跨作用如果把不稳定的顶板岩层看成是支撑在两帮的叠合梁,由于可视悬吊在老顶上的锚杆为支点,安设了锚杆就相当于在该处打了点柱增加了支点而减少了顶板的跨度,从而降低了顶板岩层的弯曲应力和挠度,维持了顶板与岩石的稳定性,使岩石不易变形和破坏。
煤矿建井巷道施工锚杆支护的原理、参数设定及设计方法摘要:为提高支护的强度和效果如通常采用锚杆辅以锚索做加强支护,锚杆理论已用理论方法确定煤矿巷道、硐室支护参数阶段,用该理论设计的巷道、硐室支护有理有据,文章就此提出论点,供广大同仁参考、指正。
关键词:煤矿矿井巷道锚杆支护1、锚杆支护作用原理锚杆是一种安设在巷道围岩体内的杆状锚栓体系。
采用锚杆支护的巷道,就是在巷道掘进后向围岩中钻锚杆眼,然后将锚杆安设在锚杆孔内,对巷道围岩进行加固,以维护巷道的稳定性。
1.1悬吊作用悬吊作用是指将要冒落的围岩或者软弱岩层,用锚杆悬吊于上部的坚硬岩体上,由锚杆来承载围岩或者弱岩的重量。
1.2组合梁作用可将平顶巷道层状顶板看作是由巷道两帮为支点的叠合梁,在荷载作用下,各层板梁都单独弯曲,每层板梁的上下缘分别处于受压和受拉状态。
但是用锚杆将各组合板梁压紧之后,在荷载作用下,就如同一块板梁的弯曲一样,提高了板梁的抗弯强度,可以提高顶板岩层的承载能力。
1.3挤压加固拱作用在巷道周围系统地布置锚杆,使巷道拱部节理发育的岩体连接在一起,便在一定的范围内形成一个连续的、具有一定自承能力的拱形压缩带,使巷道围岩由原来作用在支架上的荷载变成了承载结构,以支承其自身的重量和顶板压力。
1.4减跨作用在巷道内安设锚杆,能够减少压力拱的高度和跨度。
如在巷道跨中打一根锚杆,相当于在该处打一根支柱,使原来的拱分为两个小拱,小拱的跨度为原拱的一半。
如果打三根锚杆,就相当于将原来的拱分成四个小拱,压力拱的跨度为原拱的四分之一,同时压力拱的高度也明显降低。
1.5围岩补强加固作用巷道深处围岩内的岩石处于三向受力状态,而靠近巷道周边的岩石则处于二向受力状态,后者的强度远远小于前者,因此容易受破坏而丧失稳定性。
在巷道内安设锚杆后,有些围岩又部分地恢复为三向受力状态,增强了自身的强度。
此外,锚杆还可以增强岩层弱面的抗剪强度,使巷道周边的围岩不易破坏和失稳。
2、锚杆支护参数的确定目前,用于煤矿巷道支护设计的主要的锚杆支护参数设计方法有下列几种:(1)悬吊机制及其围岩条件:在层状岩体中,锚杆将下部不稳定岩层悬吊在上部稳固的岩层上,锚杆承受的载荷为下部不稳定岩层的重量。
锚杆锚索支护的相关知识锚杆锚索支护的相关知识第一节锚杆支护技术一、锚杆支护的原理锚杆支护就是以维护和利用围岩的自承能力为基点,及时地进行支护,控制围岩的变形和松弛,使围岩成为支护体系的组成部分。
通过锚入围岩内部的杆体,改变巷道围岩的本身的力学状态,在巷道周围形成一个整体而又稳定的承载环,和围岩共同作用,达到维护巷道的目的。
这一支护形式与传统的棚式支护相比属于主动积极加固巷道围岩的支护形式。
二、锚杆在支护中的作用1、悬吊作用锚杆将软弱岩层挂在上面坚固稳定的岩层上。
2、组合梁作用在层状岩层的巷道顶板中,通过锚入一系列的锚杆,将锚杆长度以内的薄层岩石锚成岩石组合梁,从而提高其承载力。
3、围岩补强作用巷道深部围岩中岩石处于三轴受压状态,而靠近巷道周边的岩石则处于二轴受力状态,后者的强度大大小于前者,故易于破坏而丧失稳定性。
巷道周围打锚杆后,有些岩石又部分恢复了三轴受力状态增大了它本身的强度;另外锚杆还可以增加岩层弱面的剪断阻力,使巷道周边围岩不易破坏和失稳,这就叫作围岩补强作用。
4、挤压连接作用锚杆将巷道锚栓挤紧,对岩石施加预应力,以平衡岩石内所产生的张拉力,阻止裂隙的继续扩大,而且对于松散岩石也能起到挤压连接作用。
5、挤压加固拱作用松散岩石在预应力作用下围绕每根锚杆的周围会形成一个两头带圆锥的筒形挤压区或压缩应力区,在系统排列的锚杆群中,这些挤压区或压缩应力区便组成了一个具有相当宽厚的均匀压缩加固带,它相当于一种承载结构而支承相当大的载荷。
三、锚杆支护巷道有关规定:1、锚杆支护优先选用树脂锚杆,锚杆的长度应根据巷道的类别、围岩情况、矿压情况和断面情况等确定,并不得小于1600mm。
2、非金属锚杆必须符合防静电、阻燃的要求,并取得煤安标志。
3、开拓大巷、采区准备巷锚杆直径不小于18mm,长度不小于1800mm。
4、15#煤非采空区巷道顶锚杆直径不小于20mm,长度不小于2200mm,帮锚杆直径不小于18mm,长度不小于2000mm,15#煤层采空区巷道帮锚杆直径不小于20mm,长度不小于2400mm,15#煤松散煤层巷道和切巷帮锚杆直径不小于20mm,长度不小于2400mm,单一煤层巷道顶锚杆直径不小于18mm,长度不小于1800mm,二次动压巷道帮锚杆长度不小于2400mm。