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《煤巷錨桿支護(hù)技術(shù)探討》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在應(yīng)用文檔-天天文庫。
1、采掘工程煤巷錨桿支護(hù)技術(shù)探討XX煤礦摘要：錨桿支護(hù)已成為當(dāng)前煤巷的主要支護(hù)形式，但由于復(fù)雜條件下仍存在一些安全和技術(shù)問題，必須推陳出新。本文詳細(xì)闡述了一種新型預(yù)應(yīng)力桁架支護(hù)形式，包括預(yù)應(yīng)力桁架的概念、作用機(jī)理、與錨索對比的優(yōu)點、具體形式以及施工工藝。最后結(jié)合我礦的實際分析，表明了該支護(hù)技術(shù)在理念和手段上是煤巷錨桿支護(hù)的一個新的探索，有著廣闊的應(yīng)用前景。關(guān)鍵詞：煤巷，錨桿支護(hù)，預(yù)應(yīng)力桁架，支護(hù)技術(shù)，探索1引言隨著煤礦生產(chǎn)力的不斷發(fā)展和錨桿支護(hù)理論的完善和成熟，以及“十五”期間的科技攻關(guān)，錨桿支護(hù)在煤巷掘進(jìn)支護(hù)中的比重越來越大，目前全
2、國主要礦區(qū)煤巷錨桿支護(hù)的比重超過了70%，一些現(xiàn)代化大型礦井的比重超過了90%，其主要原因在于煤巷錨桿支護(hù)有以下諸多優(yōu)點：(1)在支護(hù)原理上符合現(xiàn)代巖石力學(xué)和圍巖控制理論，錨桿與被錨固圍巖共同承載，屬主動支護(hù)，能夠調(diào)動和利用圍巖自身的穩(wěn)定性，充分發(fā)揮圍巖的自身承載能力，有效地控制巷道圍巖變形。(2)適應(yīng)性強(qiáng)，支護(hù)成本隨采深增加、條件惡化的升幅，不像棚式支護(hù)大幅度上升，相反降低的更多，支護(hù)效果更顯著。(3)在相同地質(zhì)條件下，參數(shù)合理的錨桿支護(hù)，圍巖變形量通常比棚式支護(hù)減少一半以上，一般條件下不需要維護(hù)，困難條件下，僅需簡單、快捷的維
3、護(hù)。(4)所需材料體積小、重量輕，輔助運量大大降低，既減輕了工人的勞動強(qiáng)度，又改善了作業(yè)環(huán)境。工作面端頭不需要撤棚，節(jié)省了回棚工序，簡化了端頭管理。(5)巷道斷面形狀多為矩形，支護(hù)設(shè)計時可以相應(yīng)減小斷面，增加巷道或開切眼的有效空間，斷面的有效利用率大大提高，消除局部瓦斯積聚。極大地簡化了開切眼中支架安裝工序，有效地提高設(shè)備安裝進(jìn)度和縮短工期。(6)服務(wù)年限較長的巷道，可減少大量材料占用造成的資金積壓，加快資金周轉(zhuǎn)，降低生產(chǎn)成本；單進(jìn)速度、生產(chǎn)能力、技術(shù)效益、安全效益都大幅提高。2煤巷錨桿支護(hù)存在一些問題雖然煤巷錨桿支護(hù)有許多優(yōu)點，
4、但由于其是隱蔽性較強(qiáng)的支護(hù)形式，參數(shù)確定以后，怎樣確保工程質(zhì)量和施工安全比較困難，條件惡化或變化時不及時采取針對性的措施常常導(dǎo)致冒頂事故的發(fā)生。目前一些特殊地質(zhì)條件如松軟煤層的高幫，大傾角巷道高幫，沿空巷道，高應(yīng)力巷道的錨桿支護(hù)使用程度還很有限。這類巷道在高應(yīng)力作用下，幫部變形很大，常常造成巷道收縮變形致使巷道無法使用，特別是對于沿空掘巷，目前的高性能錨桿組合支護(hù)技術(shù)也顯得無能為力，巷幫的變形量尤其是煤柱幫，在掘巷之初就有明顯的變形，到回采階段，變形量通常達(dá)到總變形量的70%以上，斷面收縮近2/3，巷道無法使用，甚至造成安全事故，
5、許多工作面不得不停產(chǎn)翻修巷道或另開掘巷道，給礦井的安全和生產(chǎn)帶來極大的危害，如何真正有效地解決這些復(fù)雜條件下的煤巷錨桿支護(hù)問題變得越來越急迫。因此，我們創(chuàng)新性地提出在煤幫使用預(yù)應(yīng)力桁架進(jìn)行支護(hù)，可以有效抵抗巷幫與頂板之間的相對錯動剪切力，有效控制幫部向巷內(nèi)位移，從而減少巷幫變形，使巷道滿足生產(chǎn)需要。3現(xiàn)有常用桁架的種類與特征3現(xiàn)有常用桁架的種類與特征3.1建筑類桁架概念和特征目前建筑行業(yè)使用的是建筑類桁架，是指工程中由桿件通過焊接、鉚接或螺栓連接而成的結(jié)構(gòu)，稱為“桁架”，通常是鋼桁架，主要是一種空間體系的架式結(jié)構(gòu)，其特征和用途與礦
6、用桁架完全不同。4建筑桁架的工程要求：足夠的強(qiáng)度——不發(fā)生斷裂或塑性變形；足夠的剛度——不發(fā)生過大的彈性變形；足夠的穩(wěn)定性——不發(fā)生因平衡形式的突然轉(zhuǎn)變而導(dǎo)致的坍塌；良好的動力學(xué)特性——抗震性。3.2簡易錨桿桁架結(jié)構(gòu)和特征目前煤礦常用的桁架是簡易錨桿桁架結(jié)構(gòu)，其主要由兩個托板、兩根傾斜錨桿和兩根拉桿組成，總體結(jié)構(gòu)如圖1所示。托板的材料為鑄鋼，托板上設(shè)計有1個傾斜錨桿孔和兩個拉桿孔。拉桿為相同的兩根螺紋鋼或Q235鋼筋，兩根鋼筋的兩端均制有螺紋，通過螺母與托板聯(lián)結(jié)在一起。具體結(jié)構(gòu)如圖2所示。簡易錨桿桁架是一種能在巷道頂板的水平及垂直
7、方向同時提供擠壓應(yīng)力的主動支護(hù)結(jié)構(gòu)。在拉桿和兩傾斜錨桿的協(xié)調(diào)作用下，隨著巷道頂板的彎曲變形,在巷道頂板內(nèi)部產(chǎn)生更大的水平擠壓應(yīng)力，巷道頂板與桁架錨桿之間存在作用與反作用及相互制約的關(guān)系。4新型預(yù)應(yīng)力桁架支護(hù)技術(shù)4.1預(yù)應(yīng)力桁架的概念預(yù)應(yīng)力桁架是將巷道兩肩窩深部巖體作為錨固點，專用張拉機(jī)具通過桁架連接器將高強(qiáng)度的預(yù)應(yīng)力鋼絞線鎖緊，并傳遞張拉力，實現(xiàn)對頂板淺部圍巖的兜護(hù)和對頂板結(jié)構(gòu)的加固，控制頂板的離層、防止頂板加固區(qū)整體垮冒。它由預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)度鋼絞線、桁架連接器、鎖具和錨固劑組成。4.2預(yù)應(yīng)力桁架的作用機(jī)理預(yù)應(yīng)力桁架最初應(yīng)用在頂板，當(dāng)
8、支護(hù)的預(yù)應(yīng)力達(dá)到一定程度時，能形成預(yù)應(yīng)力承載結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)不僅能夠通過大變形實現(xiàn)對外層結(jié)構(gòu)的適應(yīng)性讓壓，同時能夠在大變形中保持整體穩(wěn)定性。具有這種變形讓壓和整體穩(wěn)定性特征的層狀頂板結(jié)構(gòu)叫預(yù)應(yīng)力承載梁，它具有連續(xù)傳遞應(yīng)力的效應(yīng)，從而使垂向應(yīng)力集中程度減
