锚杆支护技术存在的问题与发展策略探讨
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螺纹钢树脂锚杆使用中存在的问题与对策1. 引言螺纹钢树脂锚杆是一种常用于地下工程中的锚固材料,具有承载能力强、施工方便等优点。
然而,在实际使用过程中,也存在一些问题。
本文将从使用中存在的问题和对策两个方面进行详细分析和探讨。
2. 使用中存在的问题2.1 耐久性问题螺纹钢树脂锚杆在长期使用过程中容易出现耐久性问题,主要表现为锚固力下降、锚固效果不稳定等。
这主要是由于以下原因导致的:2.1.1 材料质量不合格部分供应商生产的螺纹钢树脂锚杆材料质量不合格,导致其耐久性差。
树脂材料可能含有大量气孔、缺陷等,从而降低了其耐久性。
2.1.2 锚固设计不合理在一些工程项目中,由于设计不合理或施工操作不当,导致螺纹钢树脂锚杆的锚固效果不佳。
锚固长度不足、孔洞清理不彻底等问题都会影响锚杆的耐久性。
2.2 施工质量问题螺纹钢树脂锚杆在施工过程中,存在一些质量问题,主要包括以下几个方面:2.2.1 孔洞清理不彻底在施工过程中,如果孔洞清理不彻底,会导致树脂无法充分填充孔洞,从而影响锚固效果。
应加强施工人员的培训,确保孔洞清理到位。
2.2.2 树脂注浆不均匀如果树脂注浆不均匀,可能会导致锚杆内部存在空隙或树脂浓度不均匀的情况。
这样会降低锚固力,并且在使用过程中容易出现断裂现象。
在施工中应注意控制注浆压力和速度,确保树脂能够均匀填充。
2.3 环境适应性问题螺纹钢树脂锚杆在不同的环境条件下,其性能可能会发生变化,主要表现为以下几个方面:2.3.1 温度影响螺纹钢树脂锚杆的性能受温度影响较大。
在高温环境下,树脂可能软化或失去强度;而在低温环境下,树脂可能变脆。
在不同的环境条件下需要选择适合的树脂材料,并进行相应的施工措施。
2.3.2 潮湿环境影响在潮湿环境中,螺纹钢树脂锚杆可能会受到水分侵入而降低其强度和耐久性。
在施工过程中应注意防潮措施,并选择具有良好防水性能的树脂材料。
3. 对策3.1 加强质量管理为解决耐久性问题和施工质量问题,应加强对供应商和施工方的质量管理。
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。
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。
锚杆支护技术与深基坑施工若干问题探讨摘要:在基坑开挖过程中,当坑壁在主动土压力作用下出现变形时,主动区内的锚固段将产生向基坑内方向的摩阻力,即负摩阻力,削弱了锚固效果,从而使预应力受到损失,引起松驰,阐述对锚杆支护技术在深基坑施工中的应用进行探讨。
关键词:深基坑支护施工技术锚杆支护自由段长度与负摩阻问题土层锚杆是一种埋入土层深处的受拉构件,它一端与工程构筑物相连、另一端锚固在土层中,整根锚杆长度分为自由段和锚固段。
自由段是指将锚头处的拉力传至锚固体的区段,其功能是对锚杆施加预应力;一般来说,锚杆自由段Lf是根据基坑土体滑裂面计算出来的即Lf=(H+a-d),而锚固段长度则一般根据设计轴力Nt来估算:K·Nt=πDLa·qs式中qs—锚固段与土体的粘结强度,与钻孔方法、土壤性质、内摩擦角φ、抗剪强度、固结强度、锚杆上覆土厚度、灌浆压力等有关。
一般由试验确定,也可按规范取值。
目前一些工程中存在自由段设计过短的情况,使得一部分锚固段处于滑裂面内主动区。
1 锚杆设计角度问题及分析1.深基坑锚杆支护中,锚固力产生于滑裂面外深部稳定地层。
为了降低工程造价,锚杆长度一般在满足受力要求的情况下尽量缩短长度,所以,锚杆往往设计成与水平面成一定的角度,角度越大,越早进入稳定地层。
2.从结构受力分析,锚杆轴力Nt可分解为:水平分力:Nt水平=Ntcosθ(3-a)垂直分力:Nt垂直=Ntsinθ(3-b)只有水平分力对支护结构是有益的。
从上式可以看出,θ越小,水平分力越大,对支护越有利;反之θ越大,水平分力越小,相应的垂直分力会越大。
另一方面还会产生一个下滑力,使锚杆台座或支承腰梁产生向下滑移,引起预应力松弛,并可能造成坑壁变形也随之增大。
特别是在连续墙锚杆支护工程中,一般是在连续墙内预埋一块钢板,以支承锚杆台座。
3.从施工方面分析,锚杆具有一定的角度,有利于钻孔孔壁保持稳定、下锚操作及灌浆施工。
锚索支护存在问题及改进措施1. 引言锚索支护是一种常见的护坡措施,常用于土石方工程、铁路工程、公路工程等领域。
锚索支护通过锚杆固定在土体内部,承担起固结土体和抗拔坡体的作用,起到加固稳定山体的作用。
然而,在实际的工程中,锚索支护也存在着一些问题,本文将就这些问题进行分析,并提出改进措施。
2. 锚索支护存在的问题2.1 锚杆拉力过大在锚索支护的过程中,如果采用的是拉应力锚杆,由于锚杆在发挥作用时需要通过大力将锚杆从地下拉出,这样的作用过程会使得锚杆的拉力非常大,大到可能会导致锚杆贯穿地面,导致支护失效。
2.2 锚杆弯曲当锚杆在实际的使用过程中承受较大的拉力时,也有可能会出现弯曲的情况。
这种情况会使得锚杆的拉力无法达到预期的效果,从而导致支护效果失效,给施工安全带来潜在的危机。
2.3 锚杆松动锚杆的松动也是常见的一种问题。
在锚杆过程中,如果选用的是应力压紧锚杆,容易出现锚杆不牢固的现象,这种现象在施工过程中很容易被检测到,但是一旦发生,也会给工程的进展带来很大的影响。
锚肘是锚索支护中非常关键的一个零部件,其作用是承接锚索和锚杆,并将其连接起来。
然而,在实际应用过程中,锚肘的连接不牢固也是常见的一种问题。
这种情况不仅会导致锚肘脱落,还可能会危及到锚索和锚杆,给工程带来很大的隐患。
3. 改进措施3.1 选择合适类型的锚杆为了解决锚杆拉力过大的问题,可以考虑使用粘接式锚杆。
这种类型的锚杆可以通过混凝土强度的提高和锚固力的增加来抵消拉力过大的情况,进而提高锚氢组件的牢度。
3.2 使用预曲式的锚杆预曲式锚杆是一种为了解决锚杆弯曲问题而设计的锚杆类型。
这种类型的锚杆在制造的时候预先加工曲度,这样在实际使用的时候,就可以减少锚杆受到的拉力,进而减少弯曲的可能性。
3.3 加强锚杆的固定方式为了解决锚杆松动的问题,可以考虑使用钢套锚固技术。
这种技术通过在锚杆长度方向上增加钢套来提高锚固力,从而有效避免锚杆松动的情况。
煤矿锚网支护中的问题探析摘要:锚网支护属于一类高效实用、安全可靠的煤巷加固方法,现如今已经得到我国各大煤矿巷道的广泛推广使用。
锚网支护中的锚杆,特别是预应力锚杆稳固围岩有着十分复杂的作用机理,现如今,关于锚杆的作用机理仍旧十分不明确,还未能构建出完整的理论机制,煤矿巷道中存在理论与实践严重不同步的问题。
文章通过分析煤矿锚网支护的功效,阐述煤矿锚网支护中的问题,对煤矿锚网支护中的问题应对有效策略进行探讨研究。
关键词:煤矿;锚网支护;锚杆引言我矿施工是十八采区轨道巷在施工至通尺120-160m 处岩石破碎,施工后压力显现,顶部与帮部有浆皮开裂显现,根据要求准备架29u 型钢棚进行支护,后与有关科室及结合后实行增加帮锚索,锚索规格为Φ18.9×6000mm,使用长度不低于5500mm,锚索间排距为1600×1600mm,原支护不变,原支护为Φ20×2200mm 高强锚杆配合Φ18.9×8000mm 顶部及肩窝锚索支护,这样钢棚每架为3048 元,锚索每根为82 元,该段原使用钢棚40 架,现使用锚索100 根,节约开支113720 元,根据后期观察达到预期后果。
为了避免煤矿开采生产安全事故出现,要积极创新技术、改进生产方法,明确煤矿地质测量工作的内容,提升对煤矿锚网支护工作的价值与重要性的认识,不断提升煤矿锚网支护技术,保障煤矿开采生产工人在生产过程中生命安全,实现煤矿事业可持续发展。
1.煤矿锚网支护的功效1.1 锚杆的功效锚杆属于直接主动支护方式之一,它能够对出现破碎的岩体进行紧锁,从而达到提升其强度的功效。
围岩岩体在每一根全长范围锚杆所给予的作用力下,能够构建成一个完整的加压区域。
每一根锚杆所构建的加固区域互相之间进行联结,能够使煤矿巷道围岩构建出一个连续不断的加固圈。
此类加固圈能够发挥拱的连锁效应,一方面可以抵抗岩体外部所产生的地压,避免岩体形状发生变化;一方面可以提升加固圈自身强度,进一步提升自支承受效应。
锚杆支护的优缺点
锚杆支护技术是集理念、理论、方法、软件、材料、机具、施工工艺、监测仪器和技术规范于一体的巷道支护成套技术创新体系.现在该技术已广泛应用于煤巷、岩巷、半煤岩巷、全煤巷道、冲击地压巷道、软岩巷道、深部动压巷道、无煤柱巷道、复合和松软破碎顶板等困难条件下的支护。
锚杆支护作为一种有效的采准巷道支护方式,由于对巷道围岩强度的强化作用,可显著提高围岩的稳定性,加之具有支护成本较低、成巷速度快、劳动强度减轻、提高巷道断面利用率、简化回采面端头维护工艺、明显改善作业环境和安全生产条件等优点,可提高矿井的经济效益,因而成为煤矿企业矿井巷道的一种主要支护形式,代表了煤矿巷道支护技术的主要发展方向.
其缺点是它属于隐性支护,对支护质量和可靠性的监测和检测不易,有时会出现无明显先兆的冒顶事故,此外,对变形量很大的软岩、塑性较大的巷道的回采巷道,支护效果不易保证,导致巷道无法使用.
在软岩锚杆技术的推广应用和实施中,由于煤层赋存条件多样化,围岩结构复杂,部分条件顶板结构异常复杂,软弱夹层
和层理十分发育,稳定性很差,极易发生离层垮冒,即使在同一巷道内顶板赋存状态也是频繁变化,构造影响随处可见,随时可遇。
对于上述软岩巷道,锚杆支护不能有效的控制顶板离层,恶性冒顶事故时有发生。
垮落现象频繁,安全事故时有发生。
冒顶率:万分之五;事故率:五万分之一。
锚杆支护在具体应用期间会受到水文、地质、安装等各项因素影响,这会导致默锚杆支护会出现失效情况,会引起片帮、冒顶等问题。
因此,要采取合理防范措施,避免锚杆支护出现失效情况。
1 锚杆支护在应用期间失效主要原因(1)未严格依据具体情况的具体情况,对采用的锚杆进行选择,对锚杆的具体参数进行设计。
若设计的锚杆的强度较低时,支护体系,以及相应的围岩都无法形成一个相对稳定的承载结构,这会导致巷道发生变形情况无法得到控制,这会对矿井生产作业造成较大影响。
但是,若过于注重锚杆安全性,盲目的提高安全系数,这样最终建设的锚杆虽然在应用过程中不会出现安全问题,这会提高支护成本,降低经济效益。
(2)锚固无法达到期望效果。
如果覆岩层存在大量结构弱面,会导致顶板上端围岩部分出现损伤情况,这会使锚固力随着时间推移不断降低,最终会导致锚固失去原有效果,会发生大区域冒顶情况。
(3)粘结失去效果。
锚杆可以通过对锚固剂和围岩进行应用,进而形成以一个合理的整体,若锚杆杆体与粘结材料间出现了的滑移错位问题,这会导致围岩无法得到合理加固,这会使粘结遭受破坏。
采用锚杆的锚固力大小主要受锚杆与粘结材料两者间粘锚力影响,不同类型围岩与不同类型的锚杆间的锚固大小也会存在一定差异,可见,在设计巷道支护中各项参数时,要充分考虑围岩力学性质,在全面分析基础上,最终选择一种有效的锚杆,提升和控制锚固力,进而使支护水平能够得到进一步提升,满足应用需求。
(4)托盘失效效果。
在进行锚杆安装时要利用托盘提升预应力,锚杆中常用的托盘如图1所示。
在锚杆安装时对托盘进行应用可以提升预应力,而且能够使岩体受力状态发生积极转变,进而形成一个完整的承载体,进而使锚杆在具体应用过程中的作用能够得到全面发挥。
若采用的托盘安装存在问题,这将会使锚杆支护效果造成一定的不良影响。
锚杆支护失效原因与支护策略研究分析□ 陈晓杰 挖金湾煤业公司技术科 山西大同 037000锚杆支护是巷道支护中常用的一项主动支护技术,其应用范围不断扩大,在实际应用期间具有支护效果好、施工简单、施工快捷等多项特点,因此,得到了广泛应用,也缺取得了不错的应用效果。
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。
锚索支护存在问题及改进措施范本一:一、问题概述锚索支护在工程实践中存在一些问题,主要包括锚索材料选择不当、锚索设计不合理、施工工艺不规范等。
二、问题详述1. 锚索材料选择不当a. 部分项目中锚索材料强度过高,导致整体支护刚性过大,不利于结构的自适应变形。
b. 锚索材料耐久性不佳,容易受到外界环境的影响导致老化、腐蚀等问题。
2. 锚索设计不合理a. 部分工程项目中锚索参数计算不准确,未能充分考虑地质条件、工程荷载以及支护结构的变形特征。
b. 锚索间距设计不合理,导致支护结构受力不均匀,增加了结构的变形和破坏风险。
3. 施工工艺不规范a. 锚索的预埋长度不符合规范要求,容易导致锚索的固定效果不理想。
b. 施工过程中未能完全保持锚索的水平和竖直度,导致支护结构偏斜或者变形。
三、改进措施1. 锚索材料选择合理性a. 在实际工程应用中,根据地质条件和工程要求,合理选择锚索材料的强度和耐久性。
b. 针对不同环境,考虑使用防腐蚀材料或者采取防腐蚀措施,延长锚索的使用寿命。
2. 锚索设计合理化a. 锚索设计应充分考虑地质条件、工程荷载以及支护结构的变形特征,合理确定锚索参数。
b. 合理设计锚索间距,保证支护结构受力均匀,减小结构变形和破坏风险。
3. 施工工艺规范化a. 施工前对锚索进行全面的预埋长度检查,确保符合规范要求。
b. 在施工过程中,严格控制锚索的水平和竖直度,保证支护结构的准确定位和受力效果。
附件:锚索支护工程施工图纸、锚索支护设计报告等相关文件。
法律名词及注释:1. 工程质量管理条例:指国家对工程质量管理的法规、法令。
2. 建筑法:指规范建筑行为和维护建筑安全的法律。
3. 监理合同:指委托监理人对工程施工进行监督和检查的合同。
范本二:一、问题概述锚索支护在工程实践中存在一些问题,主要包括锚索设计不合理、施工质量不达标、安全风险未得到有效控制等。
二、问题详述1. 锚索设计不合理a. 部分工程项目在锚索设计过程中未考虑地质条件、工程荷载以及变形特征,导致支护效果不佳。
民营科技2018年第7期工程技术(转下页)引言煤矿地下开采是一个复杂的生产过程,巷道掘进后一般要进行支护,而安全可靠有效的巷道支护技术是煤矿开采的关键。
目前,就锚杆支护技术的发展水平以及支护效率等方面还需要进一步的提高,因此,锚杆支护技术还需要不断改进。
1锚杆支护技术施工时存在的问题1.1锚杆自身及施工环境问题。
在巷道支护打锚杆的过程中,会经常出现一些问题。
这些问题有的是因为锚杆本身的缺陷,有的受地质条件的影响。
比如目前生产锚杆支护材料的厂家比较多,加工的工艺不够精细及产品的质量各有不同,在锚杆支护的过程中很有可能出现支护强度不够,影响对围岩的控制效果;在软岩巷道等复杂的环境条件下以及受到锚杆支护理论的局限性,在锚杆支护时会出现支护强度高或支护强度不够的情况,支护强度高,成本太大还影响掘进效率,支护强度不够影响正常的生产,甚至出现巷道的坍塌。
1.2锚杆施工与管理方式不当。
在巷道支护中使用锚杆支护技术已经有几十年的历史,在此基础上一些新技术、新材料、新方法逐渐开始被使用。
但是由于煤矿工作者专业知识和支护经验的不足,很容易影响支护效果和经济效益。
比如在机具施工锚杆支护时,由于钻机的扭矩小,钻头和钻杆的质量不够高或使用寿命短的原因,影响锚杆施工的质量和施工的速度。
在大面积锚杆支护时,不仅造成锚杆材料的浪费,还会造成围岩巷道不同程度的破裂,使巷道失稳破坏。
除此之外,失效的锚杆材料还会增加井下的运输工作量,浪费人力和财力。
1.3支护技术不够先进。
随着科学技术的不断创新和发展,科技正在不断深入到各个领域。
而锚杆支护技术想要进一步的发展,就必须运用技术的力量,比如可以去世界先进国家引进更加成熟的锚杆支护技术和设备。
新技术的引进是实现安全、高产、高效必不可少的环节之一。
除此之外,我们还必须引进一些锚杆支护施工组织与管理机制,完善锚杆支护技术,为解决支护时的复杂问题打下基础,从而提升管理人员的素质,发现施工时的问题,并总结原因,然后通过技术的手段提高锚杆支护的技术含量,加固巷道围岩的稳定性。
岩土锚固工程技术的发展和存在的问题摘要]岩土锚固技术是一种非常重要的工程技术,在工程中得到了广泛应用,本文分析讨论了岩土锚固工程技术的发展和存在的问题。
关键词]岩土锚固发展问题一、概述岩土锚固是通过埋设在地层中的锚杆(索)(以下统称锚杆),将结构物与地层紧紧地联锁在一起,依赖锚杆与周围地层的抗剪强度传递结构物的拉力或使地层自身得到加固,从而增强被加固岩土体的强度,改善岩土体的应力状态,以保持结构物和岩土体的稳定性,以达到预防和治理此类地质灾害的目的。
二、岩土锚固工程技术的发展历史1.岩土锚固工程技术在国外的发展历史概况岩土锚固技术在与岩土有关的工程中的应用可以追溯到19世纪末。
1872年,英国在北威尔士露天页岩矿首次使用了锚杆支护。
此后,美国从1910年开始在阿伯施莱辛的弗里登斯煤矿使用,20世纪40-50年代以后,锚杆在美国矿井下的成功应用引起了世界各国的重视和广泛推广,90年代煤矿锚杆支护几乎达到百分之百。
德国在1912年开始在谢列兹矿的井下巷道采用锚杆支护,20世纪80年代以后,逐步改变了崇尚自己发明的U型钢支护,而转向推广应用锚杆支护技术,且锚杆技术在千米深井中得到应用。
法国在20世纪60年代末锚杆使用量占2/3,80年代后,煤巷锚杆比例大幅提高。
日本于1950年引进锚杆支护技术,20世纪70年代煤矿和隧道中使用锚杆的比例已经达到4.5:3。
澳大利亚从英国、法国等引进锚杆技术后,于20世纪80年代后期对锚杆支护技术的改进使锚杆支护技术提高了一个档次,并引起英国等国家的再学习,重新推动了锚杆支护技术的发展。
目前在澳大利亚的煤矿巷道中基本上采用了锚杆支护技术。
2.岩土锚固工程技术在国内的发展历史概况我国于20世纪50年代开始使用锚杆支护技术,至70年代前期还处于探索阶段,直至1978年才开始重点推广,至80年代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和引进成套先进的锚杆支护技术,目前已得到广泛的推广和应用。
我国煤矿巷道锚杆(锚索)支护技术现状及展望我国煤矿巷道支护经历了木支护、砌暄支护、型钢支护到锚杆(锚索)支护的漫长过程,锚杆(锚索)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。
20 世纪90年代初期, 我国国有重点煤矿煤巷锚杆支护仅占3% − 5% , 煤巷支护主要以棚式支护为主。
目前, 有些矿区锚杆支护率已超过90%, 甚至达到100%,很多矿区锚杆支护率达到80%。
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。
它是我国继推行综合机械化采煤技术以来, 采掘技术的又一次革命。
它深刻地改变了矿井的开拓部署与巷道布置方式, 对我国高产高效矿井建设、煤炭产量与效益的大幅度提高及安全状况的改善起到不可替代的重要作用。
目前, 锚杆(锚索)支护技术已在国内外得到普遍应用, 是煤矿实现高产高效生产必不可少的关键技术之一。
多年来国内外的实践经验表明, 锚杆(锚索)支护是煤巷经济、有效的支护技术。
与棚式支架支护相比, 锚杆(锚索)支护显著提高了巷道支护效果, 降低了巷道支护成本, 减轻了工人劳动强度,改善了作业环境, 保证了安全生产, 为巷道快速掘进、采煤工作面的快速推进创造了良好条件。
进入21 世纪以来, 随着综采放顶煤、厚煤层一次采全高开采技术的快速发展和大面积应用, 对煤巷锚杆支护技术提出更高的要求。
综采放顶煤和一次采全高工作面一般要求回采巷道沿煤层底板布置, 巷道顶板为比较破碎的煤层, 有时甚至是全煤巷道。
此外, 随着煤矿开采强度与产量的大幅度提高, 要求的巷道断面越来越大。
为了减少煤炭损失, 沿空掘巷应用得越来越广。
所有这些都使巷道支护难度支护的费用显著增加。
近年来, 为了解决深部高地应力巷道、特大断面巷道、受强烈采动影响巷道、沿空留巷等复杂困难条件支护难题, 我国又开发出高预应力、强力锚杆与锚索支护技术, 真正实现了锚杆的主动、及时支护, 充分发挥了锚杆的支护作用。
锚杆支护技术的应用现状与发展前景锚杆支护技术的应用现状与发展前景于富才1)杨宏2)冉启发3)摘要:针对我国锚杆支护的现状做了初步分析。
运用支护设计中常用理论及方法,(对其中的优缺点进行了分析和评价,同时对实际支护工程中的某些不足进行了具体讨论,并对未来的发展趋势进行了初步分析。
关键词锚杆支护;应用现状;发展趋势锚杆支护作为岩土工程加固的一种重要形式,由于其具有安全、高效、低成本等优点,在国际岩土工程领域得到了越来越多的应用.1872年,英国北威尔士的煤矿加固工程中首次采用钢筋加固页岩之后,1905年美国矿山中也出现了类似的加固工程.到了20世纪40年代,锚杆支护在地下工程中的应用在国外得到了迅猛发展.目前,在澳大利亚和美国的地下工程支护中,锚杆支护已经占到了将近100%.我国的锚杆加固技术于20世纪50年代开始起步,在最近20年得到了快速发展,目前已经得到了广泛的应用.据估计,在1993年至1999年间,我国仅在边坡工程和深基坑工程中的锚杆年用量就达到了3000-3500KM.目前,我国正在进行大规模的基础设施与各类矿山及隧道工程建设,锚杆支护得到了普遍应用[1-11].1.锚杆支护的现状锚杆加固技术在工程中的应用十分广泛.目前,它已经在地下工程、边坡工程、结构抗浮工程、深基坑工程、重力坝加固工程、桥梁工程以及抗倾覆、抗震工程的地层锚固应用中得到了发展.近年,我国正在进行的高速铁路、跨海大桥、海底隧道、地铁等在内的大规模基础设施建设中所遇到地基处理、边坡加固、地下空间结构加固、水下空间结构坚固等各方面的问题中,将锚杆加固方式得到了很大的扩展.1.1 锚杆支护理论岩土体在工程开挖之后,其初始的应力平衡状态会遭到破坏,为了达到新的平衡状态,应力场将重新分布,从而导致岩土体在一定范围内出现弹塑性变形、地层膨胀变形,使岩土体出现碎裂带;若地层开始处于高应力状态,还可能发生岩爆,严重的影响工程质量,威胁施工人员的安全.锚杆加固技术是一种柔性加固技术,它能充分利用岩土体自身的承载力保持岩体的稳定,使加固体不被破坏.它本质就是通过锚固加强岩土体的整体性,控制开挖后岩土体的变形,避免应力的突然释放,从而保证工程顺利、安全地进行.1)目前,已经广为接受的锚杆支护理论主要有悬吊理论、组合梁理论和组合拱(压缩拱)理论.①悬吊理论认为锚杆的作用是将松散、软弱的岩土体悬吊在坚硬、稳定的岩土体上,从而起到加固作用.②组合梁理论将锚杆看做螺栓,将各薄层岩土体看作是叠合在一起的梁结构,通过锚杆的锚固将其紧固成一个组合梁,且锚固力越大,梁之间的摩擦力越大,岩土体也就越稳定.③组合拱理论是在光弹试验的基础上提出的,试验证实了锚杆对地层的挤压加固作用.锚杆进入岩土体后,会使岩土体出现以锚杆两头为顶点的塑性压缩区,若有一排锚杆适当排列,则会形成一定厚度的连续压缩带,从而起到加固岩土体的作用.1.2 锚杆类型、选择及作用机理从锚杆的初次使用到现在,锚杆作为一种支护方式已经发展出了多种型.按锚杆与被支护岩土体的锚固方式可将其分为机械式、粘结式和摩擦式3类.另外锚杆也可按照锚固段位置与长度、锚杆作用特点、锚杆工作特点及锚杆材料划分为各种不同类型.各种新型的锚杆如:树脂锚杆、缝管锚杆、可伸缩式锚杆、可抽芯式锚杆、预应力锚杆等已经在工程中得到了广泛的应用,并取得了良好的效果.由于施工条件越来越复杂,工程标准越来越苛刻,锚杆逐渐向高强度、超高强度的方向发展.例如,澳大利亚于1989年在Warragamba重力坝加固工程中所采用的由65根直径15.2mm的钢绞线组成的锚杆[2],最大承载力均达16500KN,很好地满足了工程要求.锚杆强度的提高,主要应从创新锚杆材料及锚杆布置方式等方面入手.工程应用中应综合考虑不同类型锚杆的工作特征、传力机制、材料性质和地层的状态、锚杆工作条件及年限等因素,合理、经济的选用不同类型的锚杆.已有的锚杆作用机理研究[1]表明:锚杆加固改变了围岩的受力状况,增大了围压,使锚固体更加紧固地结合在一起,从而改善了它的力学性能.同时,在破坏过程中,锚杆的约束作用和抗剪作用能控制围岩破碎区、塑性区的发展,增强锚固体的稳定性.锚杆加固的作用主要是提高围岩产生塑性破坏后的残余强度及承载力.不同类型的锚杆的基本的作用机理是一致的,但也有一些不同之处.非预应力锚杆在岩土体产生变形之后开始起作用,而预应力锚杆则在岩土体变形前就预先施加了一个力;单孔复合锚固能克服单孔单一锚固严重的应力集中问题,能将集中应力分散为较小而均匀的力;摩擦型锚杆对围岩施加的预应力是三向预应力,使围岩处于三维压缩状态.最终,各种类型的锚杆最终都是依靠围压及自身的约束作用去加固岩土体以达到工程目的.1.3 锚杆支护的防腐传统上,锚杆杆体主要由钢、铸铁、竹、木等材料制成,现今应用最多的是杆体由钢筋、钢管或钢绞线制成的锚杆.由于钢制锚杆在地层中极易受到腐蚀,且试验研究结果显示[15],锚杆在受腐蚀以后,其延伸率的损失要远大于极限承载力的损失,这就使得锚杆在发生破坏之前难以测得明显的变形,极易发生突发性的事故,因此,对锚杆防腐研究是极为重要的.为了取得良好的防腐效果,应确保锚杆的防腐期不小于锚杆的设计使用年限,确保锚杆施工的标准化和高质量并防止锚杆本身制作及运输过程中的损坏.目前,锚杆的防腐主要采用外套注满填充料的护管或护套的方法.例如,根据锚杆防护等级的要求,暴露在空气中的锚头部分可外套过度管或锚具罩进行保护;对于存在高应力区的自由张拉段,应采用注入水泥浆的光滑塑料管或注入油脂的护套进行保护;而锚固段则应外套注入水泥浆的波形管或采用注浆措施进行处理[1,16].1.4 锚杆支护的施工机具完善的锚杆施工配套机具是锚杆施工的高效性的前提条件,也是锚杆支护技术得到快速发展的重要原因.工程中应用较多的是奥钢联合乔伊公司生产的掘锚联合机组,另外,我国的施工机具的设计、研发与生产也已取得了可喜的成果[18].目前,由无锡探矿机械厂、宣化英格索兰工程机械有限公司和东北岩土工程公司等单位生产的钻孔直径从65-165mm 的岩锚钻机[2],以及冶金部建筑研究总院研制的YM160步履式土锚钻机[2]均具有良好的工作性能.1.5 锚固参数的研究岩体的锚固参数一般包括锚固类型、锚杆结构、锚杆材料及形式、锚杆长度及直径、锚杆群间距、粘结类型及相关参数、托盘与螺母等许多内容.但至今锚杆的选取还主要是停留在经验阶段,不能合理地确定锚固参数.目前,针对锚杆的长度与直径的研究已经表明[1],它们都存在着极限值,并不是越长越好,越粗越好.在这方面,比较有代表性的研究成果主要有:东北大学王明恕等人提出的“中性点”理论[5],中国矿业大学(北京校区)袁文伯等人[5]的基于弹塑性理论的研究,空军工程学院郑颖人等人[5]的利用计算机对近万个数据进行的研究及中国矿业大学(北京校区)马念杰等人[5]对锚杆直径、钻孔直径与锚固药卷直径的参数匹配对支护效果、成本和效率等因素之间关系的研究等.近来,许多工程研究人员[19-20]开始利用正交设计的方法对各锚固参数敏感性进行分析.敏感性分析是指通过测定一个或多个不确定性因素的变化所导致的研究指标的变化程度,从而了解各参数对研究指标的影响程度.正交分析时利用现成表格对试验结果进行统计分析,从而找出最优方案的一种科学方法.在对预应力大小、锚杆长度及锚杆间距3个参数的研究中发现,预应力大小影响最大,锚杆间距次之,锚杆长度影响最小,这就为锚杆参数的最优设计提供了很好的参考.2.锚杆支护存在的问题尽管锚杆支护已经成功的应用于许多工程实践之中,但是岩土工程的复杂性使得锚杆支护仍存在着许多不能忽视的重大问题.主要表现在如下几个方面:1)如上所述,各种锚杆支护理论都是在半经验、半理论的基础上发展起来的,难以完全消除主观因素的影响,这也就决定了各种理论天然就存在着诸多缺陷.2)锚杆支护是以工程地质条件、支护类型及锚固参数等资料为基础设计资料进行设计的;但是,岩土体稳定性实际上与施工顺序、爆破方法和施工时间等因素也是密切相关的.因此,在以后锚固设计中应综合考虑这些因素,研发出更合理的设计方法,并最终将其规范化.3)锚杆支护中常用的锚杆杆体材料是钢材,它的强度及韧性有限,抗腐蚀性能极差.这些特性都限制了更高强度锚杆的发展,增加了工程应用成本.在以后的研究中应时刻关注新材料方面的发展,将更多的性能更好、成本更低的材料引入锚杆支护系统中.4)质量控制与施工管理环节十分薄弱.目前,我国经济、社会正处于转折期,法制不健全及有法不依的现象十分普遍,这也直接导致了一起起悲剧的发生.所以,在工程实践中,相关部门应努力提高劳动者素质,加强监督.3.锚杆支护的发展趋势1)由于岩土体本身所具有的复杂性及不确定性,传统的理论在研究上经常会出现计算繁杂、定量描述不够准确等问题.因此,在锚杆支护的研究中,将各种数值分析软件(如FLAC2D/3D、MIDAS/GTS、ANSYS、ADINA、ABAQUS、GEO-SLOPE、MATLAB等),各种不确定性理论(如概率论、模糊数学、灰色理论、神经网络理论、遗传算法、突变理论、混沌理论、粗糙集等)及各种力学理论(如塑性力学、断裂力学等)引入其中,以使计算更加精确,评价更加合理,理论假设更符合实际.2)随着地理信息系统及全球定位系统在锚杆监测中的广泛应用,锚杆监测正在朝着自动化、全天候、实时动态的方向发展.这不仅大大地促进了预测技术的发展,也使锚杆支护设计过程更加合理.3)工程经验是工程人员最宝贵的设计“资料”,但其主观性太强,很难保证精确度;现场监测能获得最准确的数据,但其具有滞后性;理论计算由于具有天然的半经验性及理论假设的不合理性等缺陷而受到了极大地应用限制.所以,将工程经验、现场监测和理论计算相结合的综合研究方法,已经成为发展趋势.4)目前,对岩土体在动荷载(主要包括地震荷载、冲击荷载和变异荷载)作用下的稳定问题的研究还处于初级阶段.但是,汶川地震之后频繁发生的重大地质灾害及今年以来发生的滑坡、泥石流灾害已经为我们敲响了警钟.未来,对动荷载作用下锚杆支护系统的理论研究是一大趋势.参考文献[1]程良奎,范景伦,韩军,许建平.岩土锚固[M].北京:中国建筑工业出版社,2002,1-47,75-91[2] 程良奎.岩土锚固的现状与发展[J].土木工程学报,2001,34(3):7-12,34[3] 程良奎.岩土锚固研究与新进展[J].岩石力学与工程学报,2005,24(21):3803-3811[4] 程良奎,胡建林,张培文.岩土锚固技术新进展[J].工业建筑,2010,40(1):98-101[5] 姚爱敏,孙世国,刘玉福.锚杆支护现状及其发展趋势[J].北方工业大学学报,2007,19(3):90-94[6] 徐祯祥.岩土锚固工程技术发展之回顾与展望[J].市政技术,2009,27(2):1136-1140,185[7]孔恒,马念杰,王梦恕,张成平.锚固技术及其理论研究[8]李英杰,兰永伟.锚杆支护技术的发展与应用[J].煤炭技术,2007,26(8):66-67。
锚杆支护的现状与发展趋势锚杆支护的现状与发展趋势摘要:本文综述了锚杆支护的现状,指出了锚杆支护技术存在的主要问题,如:对锚杆支护机理的认识亟待提高等,并指出了锚杆支护的发展趋势是其应用范围和地位将会随着其技术水平的提高而不断地扩大和发展。
关键词:锚杆支护;高承载力锚杆;软土锚固abstract: this paper summarized the present situation of the bolt supporting, points out the bolt support the key technical problems of, such as: the understanding of the mechanism of bolt support to improve, and points out the development trend of the bolt supporting the application area and position is with its technology will raise the level of and continually expanding and development.keywords: bolt support; high bearing capacity anchor; soft soil anchorage中图分类号:u455.7+1文献标识码:a 文章编号:锚杆支护是一种安全、经济的支护方式,它是以锚杆为主体的支护结构的总称,包括锚杆、锚喷、锚喷网等支护形式。
其技术就是在土层中斜向成孔,埋入锚杆后灌注水泥(或水泥砂浆),依赖锚固体与土之间的摩擦力,拉杆与锚固体的握裹力以及拉杆强度共同作用来承受作用于支护结构上的荷载。
自1872年英国在北威尔。
锚索支护存在问题及改进措施锚索支护作为一种常见的地下工程支护方式,在挖掘大型隧道、地铁等工程中得到广泛应用。
虽然锚索支护具有施工方便、适应性强等优点,但同时也存在一些问题,例如:1.锚索杆贯入不足锚索杆的贯入深度是保证锚杆支护稳定性的重要因素之一。
但有时由于破碎带、软弱夹带等地质因素,可能导致锚索杆贯入深度不够,从而影响了支护稳定性。
改进措施1.引入地质雷达等探测技术及先进的空间位移监测系统,深入研究地质环境,提前评估问题地段的情况,增加钻孔密度,减少不必要的主观判断,以免出现锚杆钻孔贯入深度不足的情况。
2.对于在施工过程中发现的环境变化,需要及时响应和调整,根据地质条件调整锚杆的间距和埋置深度,并在管理上加强对该地段的监控。
2.锚索杆施工质量不高锚索杆的施工质量直接关系到支护稳定性以及杆锚的承载能力。
而在实际施工中,存在锚索杆深度不到位、灌浆不充实、钢筋连接不够牢固等情况。
改进措施1.提高施工质量检查的严格程度。
增加不同层次的检查人员及丝杠位移传感器等技术手段的应用,确保对施工实际情况的真实反映,及时发现并纠正施工中的问题。
2.建议开展专门的培训班,加强对铁路、公路等领域锚索支护的施工质量要求、施工工艺等知识的普及和培训,提高施工人员的水平和素质,避免施工人员沉迷于半机械锚索施工方式,而缺乏对技术要求及精度的充分认识。
3.锚杆受力断裂由于施工过程中存在钢筋接头连接不够牢固、混凝土浇灌质量不佳等问题,或者是由于锚索支护产生的一定的相对位移,不当的设计以及选材等原因,可能导致锚杆受力部位出现断裂现象。
改进措施1.在锚杆的采用方面,多考虑高强度锚杆、双金属锚杆等高强度、高耐久锚杆的应用,以及合适的预应力水平,保证锚杆具有足够的强度和韧性。
2.在施工过程中严格控制各环节,做到招投标的实名制,明确工程质量验收及其标准,确保在施工质量监管方面达到相对完善的管理措施,并完善相对应的质量考评和激励机制,促进锚索支护的工作质量水平的提升。
隧道施工中系统锚杆存在问题浅析张利一、概述20世纪初期锚杆支护在矿山工程首次使用,至今在岩石地下工程中已得到广泛应用,高速公路隧道初期支护中也在普遍使用.但对锚杆在隧道支护体系中作用机理的认识尚存在分歧,但通常认为有以下几种作用:连接作用、组合作用、整体加固作用.连接作用:隧道围岩存在不稳定的岩块或岩层时,可用锚杆将它们连接起来,并锚入完整的岩层中;组合作用:用锚杆将一定厚度的岩层,特别是成层的岩层组合在一起,形成组合拱或组合梁,防止岩层滑移或坍塌;整体加固作用:通过有规律布设的锚杆群,将隧道四周一定深度的围岩通过挤压、粘结加固组成承载环。
锚杆在具体的公路隧道设计中,一般二级及以上围岩,仅对局部围岩破碎段采用,长度2~2.5米;三级围岩的拱、墙部全部使用,长度2~3米,间距1~1.5米;四级围岩拱墙部全部使用,长度2。
5~3米,间距1~1。
2米;五级围岩拱墙部全部使用,长度3~4米,间距0.8~1.2米;六级围岩属于地质条件极差段,需要通过实验和计算确定.目前公路隧道中通常使用的锚杆主要是中空注浆锚杆和药卷锚杆,本文重点讨论这两种锚杆.二、锚杆施工中存在的问题、原因及影响隧道工程的绝大部分属于隐蔽工程,要求动态设计,动态施工,且要求24小时连续作业,加之施工环境差,安全风险高,因此隧道施工的规范性相对较差,而在各施工环节中尤以锚杆施工存在的问题最多。
主要有:1、锚杆的打设长度不足.主要原因:施工队伍蓄意偷工减料; 操作工人偷懒或为了加快进度锚孔深度没有钻够;围岩破碎,成孔后碎落的岩块堵塞了钻孔,致使锚杆无法插入;操作空间受限,施工困难.如在四、五级围岩中,采用三台阶施工,上台阶仅3米左右,而锚杆设计长度通常在3。
5~4米,根本无法施工。
锚杆的长度未达到设计要求,必然导致锚入完整围岩部分的长度不足,降低了锚固作用。
2、锚杆打设角度偏差过大。
锚杆也称径向锚杆,要求打设角度必须垂直岩面,这样才能发挥最大的锚固作用。
锚杆支护技术存在的问题与发展策略探讨贾焕福(龙煤鹤岗分公司兴山煤矿,黑龙江鹤岗154100)摘要该文论述了锚杆支护技术在地质、设计、围岩监测等方面存在着一些问题。
加强锚杆支护理论的研究,完善描杆支护施工机具,缩小W型钢带与国际先进水平的差距,以及深化树脂锚固剂发展研究。
关键词锚杆支护设计发展策略围岩监测中图分类号TD353+.6文献标识码A1锚杆支护技术存在的问题1.1地质方面的问题锚杆支护质量与巷道地质工作密切相关,煤矿地质环境复杂、基础信息匾乏。
我国煤矿有围岩稳定的l、2类巷道,也有围岩不稳定和极不稳定的4、5类巷道。
特别是回采巷道,不仅围岩的强度条件较差,还受到采动的强烈影响。
所以,锚固结构要具有相应的变形适应性并保持足够的承载能力及对围岩变形的约束力,使围岩重新形成平衡状态,这给锚杆支护技术的应用带来了较大的困难。
地应力实测技术是煤巷锚杆支护技术体系的核心技术之一,实施地应力实测是煤巷锚杆支护设计的基础。
我国在一些煤矿仅进行了局部地应力的实测和研究,因测量技术、测量仪器和相关配套设备的限制,地应力实测和研究进展缓慢,并未系统进行矿区地应力实测。
通过地质勘察设计,仅给出矿区地质格局,不能完全明确给出某条巷道的具体地质状况。
没有从整个矿山系统分析地质状况,不能正确反映地压的来源。
若从整体考虑巷道在矿山中所处的周围围岩状况及与周围巷道之间的相互关系,就能正确地判断来压方向,切断来压源,较大程度地缓解支护困难。
1.2设计方面的问题1.2.1锚杆支护的机理现有锚杆支护理论存在一定的局限性,还不能满足复杂条件下特别是全煤及软岩条件下巷道围岩支护设计的要求。
传统的锚杆支护理论有:悬吊理论、组合梁理论、组合拱(压缩拱)理论。
它们以一定的假说为基础的,从不同角度、条件阐述锚杆支护的作用机理,并且力学模型较为简单,计算方法简单。
近年来,锚杆支护理论研究有了新的发展,提出了巷道锚杆支护围岩强度强化理论及最大水平应力理论,揭示了锚杆支护的实质,扩大了锚杆支护技术的应用范围,尤其是为煤巷和软岩巷道的锚杆支护提供了理论指导。
然而,*收稿日期:2011-08-03作者简介:贾焕福(1968-),男,汉族,河北唐山人,黑龙江科技大学采矿工程本科毕业,工程师,哈尔滨理工大学在读工程硕士研究生,现从事煤矿技术工作。
现有较为成熟的锚杆支护理论也难以满足指导回采巷道特别是全煤巷道锚杆支护设计的要求,需要加强多方面的研究。
1.2.2锚杆支护参数选取锚杆支护参数的选取主要是采用经验法、工程类比法和理论计算法,而这三种方法存在着弊端,不能完全确定锚杆支护参数。
地下围岩的地质状况,非常复杂,在锚杆支护设计方面,需要针对实际情况,不断修改设计。
随着计算机技术的发展,数值计算已经成为工程设计不可缺少的工具。
正确进行锚杆支护参数的选取已成为关键问题。
1.2.3锚杆种类随着新型材料的不断发展,各种新材料锚杆也不断涌现。
而单独进行锚杆生产与研发的单位却较少,在材料、工艺上没有实现规范化,浪费材料,也影响了锚杆的支护效果。
在锚杆安装上,机械化程度相当低,多数煤矿还是采用手持钻机安装锚杆或人工安装。
煤矿地质条件复杂,特别在软岩、厚层复合顶板、高应力地层区域中,煤巷锚杆支护经常出现断锚断索现象。
顶板岩层的层间错动会使锚杆、锚索发生剪切破坏。
金属锚杆结构不合理,在偏心载荷超过锚尾材料的强度极限时,锚尾发生破坏。
地层和地下水中的侵蚀介质腐蚀锚杆杆体,在高拉应力作用下杆体可能发生脆性破坏,可能引起钢丝或钢绞线的断裂,造成锚杆支护系统失效1.3围岩监测方面的问题顶板离层指示仪测定锚杆锚固的离层状况,对顶板出现冒落危险进行报警,以杜绝顶板事故。
对顶板离层监测普遍使用的是离层指示仪,这是一种机械式测量方法。
此法尽管比较直观,但要经常到测点附近读取数据,测量数据的真实性受一定的人为因素影响。
离层值是表征锚杆支护巷道顶板稳定性的重要指标。
确定锚杆支护巷道顶板离层界限值,采用数值计算程序模拟及经验公式计算得出,但公式中的系数需在具体矿区环境下不断检验和修正。
在实际运用中,还需要与锚杆受力大小、巷道表面位移、巷道外观形态变化等进行考虑。
目前应用的是锚杆拉拔计、扭矩扳手等常规的侧定锚杆锚固力技术,对锚杆的工作状况存在负面作用。
进行锚杆支护要综合考虑各种复杂因素,如地质因素、工程因素、设计因素、施工因素等,从这些因素中找出可靠、经济的锚杆支护方案。
2锚杆支护技术发展策略2.1加强锚杆支护理论的研究(1)加强巷道围岩矿压显现规律的研究。
深入研究不同载荷环境下巷道围岩的变形、破坏规律,分析围岩在不同变形、破坏阶段的平衡结构特性,研究巷道围岩强度破坏与工程破坏之间的差异及规律,揭示围岩稳定一失稳的本质。
要研究不同环境下的支护一围岩相互作用原理,完善巷道围岩控制理论,为扩大锚杆支护的应用范围创造条件。
(2)加强锚杆作用机理的研究。
要研究不同锚固方式所形成的锚固体的力学特性,完善锚杆锚固理论。
(3)加强进行锚固体变形机理的研究。
掌握不同形式锚固体的变形特性及其适用范围。
进行锚固体结构特性研究。
研究顶、帮锚固体所形成的不同形式的锚固结构的性能特点及其适应性,探索适合各种条件下巷道围岩控制的锚杆支护整体结构形式。
2.2完善描杆支护施工机具(1)完善锚杆钻机性能与质量,开发新型锚杆钻机。
因煤巷地质与生产条件复杂,现有的锚杆钻机还不能完全满足使用要求,其性能与质量还需进行完善与提高,要开发底板锚杆钻机和液压帮锚杆钻机。
随着锚索支护技术的应用,应开发研制专用锚索钻机,提高锚索施工速度。
(2)机掘设备应科学配套。
连续式采煤机与锚杆钻车等组成配套生产系统,使用连采机成套分离系统装备,充分发挥其机动灵活、协调连续作业速度决等优点,同时掘进两条巷道,为长壁式综采工作面准备巷道。
(3)引进和研制中型掘锚机组。
国内的煤及半煤岩巷道各种中小型掘进机后配套装备已配套生产,定型批量生产,引进或研制装机容量为400 500kW的中型掘锚机组,适合我国煤矿煤巷工况条件,便于采用国产机械化后配套设备,符合我国煤矿的技术经济状况。
2.3缩小W型钢带与国际先进水平的差距W型钢带组合锚杆支护技术尽管近几年在一些煤矿应用,并取得了可喜的技术经济效益,但W型钢带生产厂家中滚压成型的厂家有限,大部分是冲压成型,这不利于钢材的有效利用,使W型钢带质量标准难以保证。
W型钢带虽然整体强度较高,但在锚杆留设孔处的强度较低,有时导致托板或螺母压人孔中,使钢带失效,有待于继续改进。
2.4树脂锚固剂发展前景随着煤矿开采深度的增加和困难条件下回采巷道树脂锚杆技术的应用,树脂锚杆正向高强度、大载荷方向发展,这要求树脂锚固剂材料与之相适应,向高强度方向发展。
目前使用的不饱和聚酷型树脂锚固剂一般存在固化收缩的问题,因此,发展无收缩和膨胀性树脂锚固剂势在必行。
(上接第143页)2.3运矸一体化系统的优点(1)优化运输系统以后的排矸顺序:迎头矸石→扒装机→吊挂皮带(80)→梭式矿车1→梭式矿车2→“吊挂式”电动皮带→1t矿车。
(2)梭车作为临时储矸仓每个可存储15车矸石,2部梭车搭接使用可存储30车矸石,当迎头矸石多或车皮供应不及时的情况下,由于梭车的存储功能而不影响迎头正常组织生产。
另外当迎头定炮时,由于不启动扒装,可以实现定炮与装矸平行作业。
(3)在“吊挂式”连续快速装矸装置旁设一偏道,一次最多可装矸石12车,仅需18min,加上倒车的时间3min,即装每一循环的车需要21min。
(4)集中扒装、集中装矸既节约大量的电能又可节约岗位工。
现场接班后集中扒装迎头矸石,经80式吊挂皮带运送至安设在上车场的梭车Ⅰ内,梭车司机将梭车Ⅰ后退至梭车Ⅱ的位置,开动梭车Ⅱ,把2部梭车都装满后,停止扒装机,依次前移,点动电动皮带装矸。
由于扒装机后跟皮带跟2辆梭式矿车,再其后跟电动皮带,装矸时如果战线一字排开,将会占用4个岗位工(2个梭车司机,2个皮带司机),削弱了迎头的生产力量。
所以根据现场实际情况,采用集中扒装、集中装矸可节约2位岗位工;减少了机电设备的频繁启动,延长了机电设备的使用寿命。
2.4应用效果-850m水平十一层一采轨道下山整个运矸系统形成一体化作业线后,由于矸石的及时排除(最多装矸石96车/班),保证了迎头矸石零存放,迎头工作时间增加了,掘进作业由两班炮掘一班准备,实现了三班炮掘,掘进效率提高了40%,效益显著,在砂岩岩性、下山掘进、路线远的不利条件下月进尺达到120m以上。
3结论-850m水平十一层一采轨道下山实现连续快速排矸石,提高了岩巷单进水平,岩巷月度进尺提高到120m以上,缓解了矿井的接续紧张局面。
大断面岩巷运矸一体化系统的成功试验,解决了岩巷快速施工中的许多关键技术问题,为相似条件下岩巷快速施工提供了理论基础和技术指导,具有广泛的推广应用前景。
复合注浆加固地基施工技术探讨林原,李海廷(山东临矿置业有限责任公司,山东临沂276017)摘要为改善地基承载力或变形要求,常对建筑物地基进行加固,该文结合施工经验介绍了复合注浆的特点、施工方法、部分工程成果,对类似地基加固工程有重要借鉴意义。
关键词复合注浆地基加固应用中图分类号TU753.8文献标识码A1复合注浆施工技术的特点(1)复合注浆既适用于加固渗透性大的地层(如砂卵石层、回填矸石层),又适用于渗透性较差地层(如粘土、粉土和粉细砂层),还可以用来加固溶岩地层的地下溶洞和溶蚀裂隙。
复合注浆法既能形成较高强度的旋喷桩固结体,又能通过渗透、劈裂和挤密的方式提高岩土层的强度。
(2)复合注浆可用于对既有建筑物(如房屋、公路、桥梁)地基基础进行加固,也可用于桩基(如大口径钻孔桩、挖孔桩)缺陷的加固处理。
(3)复合注浆浆液扩散范围大,不仅对高压喷射流喷射破坏土体的极限范围之内土体进行置换加固,而且对喷射破坏土体的极限范围之外的土体以充填、渗透、挤密和劈裂等方式进行注浆加固,在成桩的同时对地基土有灌浆加固作用。
(4)复合注浆能定向定位。
能形成连续的圆柱状的旋喷桩体,旋喷桩直径为400 1200mm,其注浆固结体顶部无收缩,与原基础混凝土或桩混凝土结合紧密。
(5)复合注浆形成的旋喷固结体强度较高,且固结体强度可根据设计需要通过改变浆液材料和工艺参数来进行调节。
(6)复合注浆钻孔施工口径较小,对既有建筑物基础和地面损害和扰动很小,可调节浆液凝固时间,施工期建筑物附加沉降小。
经济可靠,且耐久性好。
2复合注浆加固既有建筑物地基的施工顺序*收稿日期:2011-09-02作者简介:林原(1977-),男,专科学历,毕业于山东科技大学工业与民用建筑专业,助理工程师,现任山东临矿置业公司副经理。
2.1注浆钻孔施工对既有建筑物地基进行加固时,先采用地质钻机钻穿既有建筑物原基础或承台,然后根据设计注浆深度要求,选择采用地质钻机或高压旋喷钻机钻孔到设计深度。