我国煤矿锚杆支护应用前景及发展技术途径
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煤矿巷道锚杆支护技术的发展与现状【摘要】本文着重介绍了锚杆支护成套技术,包括地质力学测试、锚杆支护设计、支护材料、施工机具与工艺、工程质量检测及矿压监测、特殊地质条件支护技术等。
实践表明:锚杆支护已经成为我国煤矿巷道首选的、安全高效的主要支护方式,显著提高了巷道支护效果,保证了采煤工作面的安全、快速推进,促进了煤炭产量的大幅度增长。
【关键词】煤矿;巷道支护;锚杆支护我国煤矿锚杆支护技术经历了从低强度、高强度到高预应力、强力支护的发展过程。
目前,我国很多矿区煤巷锚杆支护率达到60%,有些矿区超过了90%,甚至达到100%。
我国煤矿已经形成了有中国特色的煤巷锚杆支护成套技术体系,锚杆支护已经成为煤矿巷道首选的、安全高效的主要支护方式。
1 锚杆支护理论的发展目前的锚杆支护理论归纳起来有3种模式:被动地悬吊破坏或潜在破坏范围的煤岩体;在锚固区内形成某种结构(梁、层、拱、壳等);改善锚固区围岩力学性能与应力状态,控制围岩变形与破坏。
通过不断深入的研究发现,锚杆支护的本质作用以第3种模式为主。
同时,借鉴美国煤矿锚杆支护理论与实践经验,发现巷道开挖后立即支护,并施加足够高的安装力,即锚杆预应力,提高锚固体的刚度非常重要。
根据锚杆受力大小来分型,可将锚杆受力模型分成5级,即从锚杆预应力很低,支护不明显到高预应力、强力支护之间划分出五个档次,根据对锚杆受力变化特征的分析,得出锚杆支护围岩响应曲线,如图2所示,曲线1~5分别5级受力模型相对应。
曲线5对应的高预应力、强力锚杆支护能有效控制围岩位移;曲线2锚杆破断之前围岩变形较小,锚杆破断后,围岩位移急剧增大;曲线3围岩发生较大位移后能趋于稳定;曲线4围岩发生较大位移后不能稳定,而且后期由于锚固力明显降低,围岩位移进一步加大,甚至失稳。
图1 锚杆支护围岩响应曲线根据上述分析,提出高预应力、强力支护理论。
(1)锚杆支护主要作用在于控制锚固区围岩的离层、滑动、裂隙张开、新裂纹产生等扩容变形,将这种不连续变形控制到最小,保持煤岩体的完整性、连续性,使围岩处于受压状态,减小煤岩体强度降低。
煤矿快速掘进技术中锚杆支护分析随着矿井采煤深度的不断增加和对煤矿安全要求的不断提高,煤矿快速掘进技术中的锚杆支护技术在矿山生产中扮演着越来越重要的角色。
锚杆支护技术能够有效地加固巷道和工作面的支护,保证煤矿安全生产,提高采煤效率。
本文将针对煤矿快速掘进技术中的锚杆支护进行分析,探讨其在煤矿生产中的重要意义和应用效果。
一、锚杆支护技术的基本原理锚杆支护技术是指利用预埋在矿岩中的锚杆和锚桩,通过锚杆与锚孔之间的摩擦力和锚杆与锚孔周围岩体之间的粘结力,以及锚杆自身的拉伸性能,将锚杆锚固在岩体中,形成整体支护结构,增加巷道和工作面的稳定性和承载能力。
锚杆支护技术一般包括预埋锚杆、锚孔钻孔、注浆灌浆、锚杆张拉、锚固锚杆等环节,通过这些技术手段将锚杆牢固地嵌入矿岩中,形成稳固的支护结构。
1. 提高支护稳定性煤矿快速掘进过程中,巷道和工作面处于持续开挖状态,地压变化大,如果不进行有效的支护,会导致岩体塌方、坍塌或者顶板、底板失稳,危及人员和设备的安全。
而锚杆支护技术能够提高支护结构的稳定性,通过锚杆将岩体牢固地固定住,防止岩体松动和滑落,保护巷道和工作面的完整性。
2. 提高支护承载能力煤矿巷道和工作面的支护承载能力直接影响着矿山的安全生产和采煤效率。
采用锚杆支护技术能够有效地增加支护结构的承载能力,使得巷道和工作面能够承受更大的地压力和冲击力,保证矿山设备和人员的安全,同时也有利于提高采煤效率。
3. 降低采煤成本相比传统的巷道和工作面支护方式,采用锚杆支护技术能够减少矿山开采成本。
锚杆支护技术的施工简便、工艺成熟、设备完善,能够大幅度提高工作效率,缩短施工周期,降低劳动力成本,从而在一定程度上降低煤矿的生产成本。
4. 增加煤矿采煤效率三、锚杆支护技术存在的问题及解决方案尽管锚杆支护技术在煤矿快速掘进中具有重要的应用价值,但是在实际应用中也存在一些问题,如锚杆支护结构稳定性不足、锚杆材料质量不合格、设备使用寿命较短等。
浅谈我国煤矿锚杆支护技术的现状与发展在简单介绍国内外发展情况的基础上,分析了我国煤巷锚杆支护技术现存的主要问题,并结合自己的工作实际探讨了今后锚杆支护技术的发展途径和对策。
标签:煤矿锚杆支护现状发展0 引言自1872 年英国北威尔士露天页岩矿首次应用锚杆加固边坡及1912 年德国谢列兹矿最先采用锚杆支护井下巷道以来,锚杆支护技术至今已有一百多年的历史。
就目前而言,国外锚杆支护技术以澳大利亚、美国发展最为迅速,两国锚杆支护比重已接近100%,其技术水平居于世界前列。
我国于20世纪50年代开始试用锚杆支护技术,至70年代前期还处于探索阶段,直到1978年才开始重点推广,80年代开始向英国学习锚杆支护技术后推广到煤巷支护,90年代又向澳大利亚学习引进成套先进的锚杆支护技术,目前已得到较广泛的推广和应用。
在一些矿区的锚杆支护巷道比例达到90%以上,有些矿井甚至达到了100%,取得了较好的技术与经济效益。
国内现有楔缝、涨壳、倒楔锚杆、钢丝绳或钢筋砂浆锚杆、木锚杆、竹锚杆、内涨锚杆、管缝锚杆、树脂锚杆、水泥锚杆、爆扩锚杆、预应力注浆大锚索等十几个系列品种。
由于各种锚杆的构造不同,锚杆作用机理差异甚大,国内外大量工程实践证明,各种不同种类锚杆,在不同的地质条件下,有不同的“支护”效果。
国内外锚杆支护成功的经验表明,合理的锚杆支护设计及详细的监测分析,不仅可保证回采巷道的安全可靠,而且可取得显著的技术经济效益和社会效益。
1 我国锚杆支护技术发展中出现的问题1.1 对锚杆支护机理的认识亟待提高目前,沿用锚杆的设计方法,采用悬吊、组合梁、加固拱等理论进行计算,均是针对一般巷道提出的,还没有能针对煤巷的特定条件建立符合其特点的支护原理及设计方法,尤其是全煤及软岩条件下巷道围岩支护设计的要求。
因此,目前的技术标准主要是经验性的,设计和施工中还有许多盲目性。
所以有必要在进一步深入研究巷道围岩矿压显现规律的基础上,探索锚杆支护理论。
锚杆支护的发展现状讲解锚杆支护是一种常用的地下工程支护技术,广泛应用于隧道、地铁、矿山等工程中。
本文将从发展历程、应用领域、技术特点和未来发展趋势等方面,详细讲解锚杆支护的发展现状。
一、发展历程锚杆支护技术起源于20世纪60年代,最初主要用于煤矿巷道的支护。
随着工程技术的不断发展,锚杆支护逐渐应用于隧道、地铁等地下工程中。
在过去几十年的发展中,锚杆支护技术得到了不断改进和完善,成为一种成熟、可靠的地下工程支护技术。
二、应用领域锚杆支护技术广泛应用于各类地下工程中,主要包括以下领域:1. 隧道工程:锚杆支护可用于公路隧道、铁路隧道、城市地铁等隧道工程中,能有效增强地层的稳定性,提高隧道的安全性能。
2. 矿山工程:锚杆支护在矿山巷道、矿井巷道等工程中得到广泛应用,能够有效防止岩层塌方和滑坡等事故发生。
3. 地下室工程:锚杆支护可用于地下室的施工和支护,能够增强地下室的结构稳定性,提高工程的安全性能。
4. 基坑工程:锚杆支护在深基坑工程中起到了重要的支护作用,能够有效防止基坑塌方和地面沉降等问题。
三、技术特点锚杆支护技术具有以下几个显著的技术特点:1. 灵活性:锚杆支护技术适应性强,可以根据不同地质条件和工程要求进行灵活设计和施工,能够满足各种复杂地质条件下的支护需求。
2. 高效性:锚杆支护施工速度快,能够大幅缩短工期,提高工程进度,降低施工成本。
3. 安全性:锚杆支护能够有效增强地层的稳定性,提高工程的安全性能,降低事故风险。
4. 经济性:锚杆支护技术相对于传统的支护方法,成本较低,具有较高的经济效益。
四、未来发展趋势随着地下工程的不断发展和技术的不断进步,锚杆支护技术也在不断创新和发展,未来的发展趋势主要包括以下几个方面:1. 自动化技术的应用:随着自动化技术的发展,锚杆支护施工过程将更加智能化和自动化,提高施工效率和质量。
2. 新材料的研发应用:新型材料的研发和应用将进一步提高锚杆支护的性能和使用寿命,推动技术的发展。
我国煤矿锚杆支护应用前景及发展技术途径煤矿锚杆支护是地下煤矿开采中重要的支护工艺之一,用于加固煤矿巷道和开采空间,保护矿工安全。
随着煤矿安全和生产效率的要求日益提高,煤矿锚杆支护的应用前景广阔,同时也对其发展技术提出了更高的要求。
本文将就我国煤矿锚杆支护的应用前景和发展技术途径展开讨论,并提出一些建议。
首先,煤矿锚杆支护的应用前景广阔。
随着煤炭资源的逐渐枯竭,煤炭开采逐渐向深部、斜层和复杂地质条件发展。
这些条件给煤矿锚杆支护提出了更高的要求,需要研发和应用更先进的技术。
同时,我国煤矿事故频发,尤其是顶板事故和煤与瓦斯突出事故,煤矿锚杆支护可以提高巷道和开采空间的稳定性,从而减少事故发生的可能性。
另外,随着煤矿开采规模的不断扩大和效益的提高,煤矿锚杆支护的应用也将更加广泛。
其次,煤矿锚杆支护的发展技术途径。
当前,国内外在煤矿锚杆支护方面的研究取得了一些成果,例如高强度锚杆的开发和应用、新型锚杆材料的研究、支护结构的优化设计等。
然而,煤矿锚杆支护仍然存在着一些问题,如锚杆粘结强度低、支护结构不够稳定等。
因此,需要进一步加大煤矿锚杆支护技术的研发力度,提高锚杆的强度和稳定性,同时开发新型的支护结构和材料,提高锚杆的粘结强度。
此外,还可以通过加强煤矿锚杆支护技术的推广应用来促进其发展。
当前,虽然我国的煤矿锚杆支护技术已经取得了一些成果,但在实际应用中,仍然存在着一定的局限性。
一方面,部分煤矿企业在选用锚杆支护技术时存在误区,未能充分考虑矿井特点和工程条件,导致支护效果不佳。
另一方面,一些中小型煤矿由于人力和资金的限制,无法引进先进的锚杆支护设备和技术,直接影响到矿工的安全和生产效率。
因此,需要加强对煤矿锚杆支护技术的推广,提供技术支持和培训,促使矿山企业更好地应用锚杆支护技术。
综上所述,我国煤矿锚杆支护应用前景广阔,但也面临一些技术挑战。
因此,需要加大煤矿锚杆支护技术的研发力度,提高锚杆的强度和稳定性,同时开发新型的支护结构和材料。
煤矿掘进巷道锚杆支护方式的应用与分析随着我国经济的高速发展,煤矿资源的开采也日益增加。
煤矿掘进巷道是煤矿开采的重要环节,巷道的稳定与安全直接关系到煤矿生产的顺利进行。
巷道支护作为煤矿发展领域中的关键技术之一,其应用与分析对煤矿生产的安全、高效进行具有重要意义。
本文将围绕煤矿掘进巷道锚杆支护方式的应用与分析展开讨论。
一、煤矿巷道支护方式介绍1. 传统支护方式传统的煤矿巷道支护方式主要是采用木桩支护、煤矿喷浆支护等方式。
这些支护方式存在材料消耗大、效果不稳定等问题,不能满足现代化煤矿的需要。
为了解决传统支护方式存在的问题,越来越多的煤矿开始采用锚杆支护方式。
锚杆支护是在巷道顶板和侧墙采用锚杆进行固定,形成一个整体的支护结构,能够有效地增强巷道的稳定性和承载能力,提高煤矿巷道的安全性和工作面的开采效率。
二、锚杆支护方式的应用1. 巷道顶板支护煤矿巷道的顶板是最容易发生事故的地方,传统的木桩支护对顶板的支撑效果并不理想。
而采用锚杆支护可以在巷道顶板进行锚杆的预埋,再与搭设的锚杆支架相结合,形成一个坚固的支撑系统。
这种方式不仅可以增加巷道的稳定性,还可以避免顶板的坍塌事故的发生。
巷道侧墙是煤矿巷道支护的另一个重点,其稳定性直接关系到巷道整体的安全性。
采用锚杆支护方式可以通过预埋锚杆,再与侧墙支护材料结合,形成一个坚固的支撑结构。
这种支护方式不仅可以增加巷道侧墙的稳定性,还可以提高巷道的安全系数。
1. 提高煤矿巷道的稳定性2. 增加煤矿工作面的开采效率采用锚杆支护能够将巷道的稳定性大大增强,使得煤矿的工作面开采效率得到极大提高。
工作面的稳定性直接关系到生产效率,而锚杆支护则能够保障工作面的稳定性,提高煤矿的生产效率。
3. 降低煤矿事故风险巷道是煤矿主要的通风、安全出口,在巷道中出现事故会严重危害煤矿的生产和职工的安全。
锚杆支护方式的应用能够降低巷道事故的发生概率,减少煤矿事故风险。
随着我国煤矿开采技术的不断发展,锚杆支护方式将会得到更加广泛的应用。
煤巷中锚杆支护的应用煤矿是我国的重要能源产业,但同时也是危险性极高的行业。
在采煤过程中,地质条件不稳定,煤层顶板易于崩塌,给矿工的生命和财产安全带来极大威胁。
为了解决这一问题,锚杆支护技术应运而生。
锚杆支护技术是一种新型的煤矿支护方式,它通过在煤巷中设置锚杆,将煤岩体与支护结构牢固连接起来,使其形成一个整体,从而提高巷道的稳定性和安全性。
在煤巷中,锚杆支护技术已经得到了广泛的应用,并且取得了良好的效果。
一、锚杆支护技术的特点1、钢筋锚杆可以适应不同的地质条件,具有较高的承载能力和抗拉性能。
在煤巷中,钢筋锚杆可以有效地支撑煤岩体,防止其崩塌。
2、锚杆支护技术具有灵活性和可操作性,可以根据不同的巷道结构和地质条件进行调整和改进,以实现最佳的支护效果。
3、锚杆支护技术可以提高煤巷的通风效果,减少煤尘和有害气体的产生,保证矿工的健康和安全。
4、锚杆支护技术可以降低煤矿的生产成本,提高生产效率和经济效益,是一种节能环保的煤矿支护方式。
二、锚杆支护技术的应用1、在煤巷中,锚杆支护技术可以用于巷道的支护和加固。
通过设置锚杆和锚杆钢筋,可以有效地防止煤岩体的崩塌和滑动,保证煤巷的稳定性和安全性。
2、锚杆支护技术可以用于煤巷的巩固和加固。
在煤巷的巩固和加固过程中,需要使用锚杆和锚杆钢筋,将煤岩体与支护结构牢固连接起来,从而形成一个整体,提高巷道的稳定性和安全性。
3、锚杆支护技术可以用于煤矿井下的支护和加固。
在煤矿井下,需要使用锚杆和锚杆钢筋对井壁和井筒进行支护和加固,从而保证井下的稳定性和安全性。
三、锚杆支护技术的优点1、锚杆支护技术可以保证煤巷的稳定性和安全性,减少事故的发生,保护矿工的生命和财产安全。
2、锚杆支护技术可以提高煤矿的生产效率和经济效益,降低生产成本,是一种节能环保的煤矿支护方式。
3、锚杆支护技术可以适应不同的地质条件和巷道结构,具有灵活性和可操作性,可以根据不同的情况进行调整和改进。
四、锚杆支护技术的发展趋势随着煤矿开采深度的加大和煤矿工作面的扩大,锚杆支护技术将会得到更加广泛的应用。
现阶段锚杆支护技术发展情况简介目录一,技术原理介绍。
二,锚杆支护的优缺点。
三,锚杆支护技术的发展历史及国外主要产煤国锚杆支护技术概况。
四,我国锚杆支护技术的现状及改进方法。
(一),我国锚杆技术发展历史。
(二),煤巷锚杆支护快速掘进技术的缺点。
(三),锚杆支护技术的改进方法。
锚杆支护技术是现在最流行的围岩支护技术。
为了更好地了解该项技术,服务于工程技术人员和与锚杆支护技术相关产品制造者、服务提供者,本文以煤矿锚杆支护技术为例,介绍了锚杆支护技术的原理、优缺点、国内外技术状况等。
另外,本文还分析了我国煤巷锚杆支护技术现存的主要问题,并结合自己的工作实际探讨了今后锚杆支护技术的发展途径和对策。
一,技术原理介绍。
在巷道开掘后,由于岩体内部应力重新分布即围岩出现应力集中,岩体的物性状态有一个由弹性状态向塑性状态转变的过程,巷道周边围岩产生塑性变形,并从周边向岩体深部扩张,出现塑性变形区,同时引起应力向围岩深部转移,导致周边围岩松散、破碎和发生位移,从而导致巷道变形。
软岩中,岩石的膨胀和崩解主要是其所表现的主要特征。
软岩围岩里多为松软的粘土质岩层,巷道开掘后,粘土岩经不同程度的浸水或风化,体积增大和相应的引起压力增大,围岩松动圈和塑性变形发展很快,给巷道稳定性带来影响,不同软岩影响程度不同即围岩性质对巷道变形和破坏有决定性的影响。
所以软岩巷道掘进时受松动圈及塑性变形的影响,巷道稳定性较差。
锚杆支护对象是围岩松动发展过程中的碎胀变形,它起到阻止变形的作用。
锚杆作用于围岩松动圈或塑性区中,正常情况下,锚杆能在巷道周围被加固地段内形成一定厚度的压缩带,这不仅可防止受节理等弱面切削的岩快产生滑动,而且锚杆本身也有抗剪销钉的作用,能有效的防止层间滑动。
在这种情况下,锚固层不仅能保持自身的稳定性,而且还有可能在一定程度上承受上位岩层的载荷和抑制变形和松动。
根据围岩性质和结构不同,锚杆可起到悬吊、组合梁、挤压加固拱等作用。
我国煤矿锚杆支护应用前景及发展技术途径
煤矿是我国能源产业的重要组成部分,也是我国经济发展的关键支撑。
然而,煤矿开采过程中存在一系列的安全隐患,其中地质灾害是最主要的问题之一。
为了保障煤矿工人的生命安全和煤矿生产的持续稳定,煤矿支护技术得到了广泛应用和深入研究。
其中,锚杆支护技术作为一种重要的煤矿支护方式,具有广阔的应用前景和深远的发展意义。
锚杆支护技术是指利用锚杆将岩体固定在岩壁上,以增加岩体的稳定性和承载能力,从而保证矿井巷道的安全运行。
相比传统的支架支护技术,锚杆支护技术具有以下优势:
首先,锚杆支护技术可以提高巷道的稳定性和安全性。
在煤矿开采过程中,地质条件复杂多变,巷道往往面临着岩层倾倒、冒顶、冲击地压等地质灾害。
采用锚杆支护技术可以有效地增加岩体的抗拉强度和抗剪强度,提高巷道的整体稳定性,减少地质灾害发生的概率。
其次,锚杆支护技术可以提高巷道的承载能力。
在煤矿开采过程中,巷道往往需要承受来自上方岩层和地压的巨大压力。
传统的支架支护技术在承受高压力时容易发生变形和失稳,而锚杆支护技术可以通过增加锚杆的数量和长度来增加巷道的承载能力,有效地抵抗高压力的作用。
再次,锚杆支护技术可以提高工作效率和降低成本。
传统的支架支护技术需要大量的人力和物力投入,而锚杆支护技术可以通过机械化施工来提高工作效率,减少人力投入。
此外,锚杆支护技术具有施工周期短、成本低的特点,可以降低煤矿开采成本,提高经济效益。
随着我国煤矿开采深度的不断增加和煤层资源的日益紧缺,锚杆支护技术在我国煤矿行业中的应用前景十分广阔。
首先,锚杆支护技术可以有效解决深部巷道冒顶、冲击地压等地质灾害问题,提高煤矿开采的安全性和稳定性。
其次,锚杆支护技术可以提高巷道的承载能力,满足深部巷道开采对承载能力的要求。
再次,锚杆支护技术可以提高工作效率和降低成本,提高煤矿开采的经济效益。
为了进一步推动我国煤矿锚杆支护技术的发展,需要从以下几个方面进行努力:
首先,加强科学研究和技术创新。
通过加大对锚杆支护技术的基础理论和应用技术研究力度,探索新型锚杆材料、施工工艺和设计方法,提高锚杆支护技术在复杂地质条件下的适应性和可靠性。
其次,加强标准制定和规范管理。
制定相关标准和规范,明确锚杆支护技术的设计、施工和验收要求,规范行业发展,并建立健全相应的监督检查机制,确保锚杆支护技术的质量和安全。
再次,加强人才培养和技术推广。
培养一批专业人才,提高他们对锚杆支护技术的理论水平和实践能力;同时加强对基层从业人员的培训和指导,推广先进的锚杆支护技术,提高其应用水平。
最后,加强产学研合作。
鼓励企业、科研院所和高校之间建立紧密合作关系,在共同攻关、技术转化等方面进行合作,推动锚杆支护技术的创新与应用。
总之,我国煤矿锚杆支护技术具有广阔的应用前景和深远的发展意义。
通过加强科学研究、加强标准制定、加强人才培养和加强产学研合作等多方面努力,将进一步推动我国煤矿锚杆支护技术的发展,为我国煤矿行业提供更加安全、稳定和高效的支撑。