基于錨固承載特性的巷道錨桿參數(shù)改進(jìn)技術(shù)

董鳳鳴

摘要：為了達(dá)到成本低、支護(hù)效果強(qiáng)、操作方便、使用靈活、占用施工凈空少等特點(diǎn)，在工程中經(jīng)常采用錨桿支護(hù)，它不僅具有加固拱、懸吊用、組合梁、圍巖補(bǔ)強(qiáng)和減小跨度作用，還可以在與圍巖兩者相結(jié)合的情況下，產(chǎn)生可以承受一定重量的懸吊的承載結(jié)構(gòu)。這篇論文通過引入“錨固復(fù)合承載體”的理念，展現(xiàn)了錨固復(fù)合載體的載重特點(diǎn)與載重理念，在顧北礦的基礎(chǔ)上，指出了對(duì)應(yīng)的巷道錨桿支護(hù)參數(shù)設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：錨固復(fù)合承載；錨桿支護(hù)；承載特性；改進(jìn)

中圖分類號(hào)： TD353.6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2016）06（a）-0000-00

引言

錨桿支護(hù)參數(shù)設(shè)計(jì)作為巷道錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要關(guān)卡，正確的錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)是非常重要的，錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)正確不僅可以全面的施展出錨桿支護(hù)的優(yōu)點(diǎn)、證實(shí)回采巷道的無危險(xiǎn)，還可以減少成本，節(jié)約開支。

為了更好的讓支護(hù)參數(shù)設(shè)計(jì)與錨桿支護(hù)技術(shù)理論得到完峻，提升現(xiàn)在的錨桿支護(hù)參數(shù)設(shè)計(jì)的真實(shí)性，同時(shí)讓它擁有較為穩(wěn)定的可以實(shí)施性。這篇論文在以錨桿支護(hù)基礎(chǔ)理論為前提的情況上，通過對(duì)巷道錨桿支護(hù)的討論，再次揭露了錨桿和圍巖兩者間的互相作用，并以此為根據(jù)提出了較為合理的，容易掌握的錨桿支護(hù)參數(shù)。

1 錨固復(fù)合承載體原理

當(dāng)巷道開始挖掘后，原本是均衡情況的圍巖受到壓力分散，外面的圍巖受到的壓力從三面的受力變成了兩面受力，這一情況通常會(huì)導(dǎo)致圍巖產(chǎn)生碎裂的區(qū)域。為了保護(hù)巷道的堅(jiān)固，運(yùn)用錨桿對(duì)巷道的頂部和兩側(cè)進(jìn)行加固，當(dāng)多跟同等長(zhǎng)度的錨桿按一定間距排列時(shí)，錨桿和錨桿區(qū)域內(nèi)的碎裂巖體就造生了擁有承重能力的載體結(jié)構(gòu)，這種載體結(jié)構(gòu)被稱為“錨固復(fù)合承載體”。錨桿支護(hù)的運(yùn)用大大的減少了在這一載體內(nèi)圍巖的承力情況，提升了承載體的向內(nèi)聚攏力，同時(shí)還有效的截?cái)嗔讼锏绹鷰r破碎區(qū)的增大，很大程度上的保護(hù)了巷道的安全。

2 確保錨固復(fù)合承載體承載重力的幾項(xiàng)原則

通過研究，我們可以得出以下結(jié)論，錨桿的取材、錨桿的長(zhǎng)短、錨桿間間隔的距離等都會(huì)對(duì)錨固復(fù)合承載體產(chǎn)生很大的影響，為了能準(zhǔn)確讓巷道的圍巖不存在變形，完美的施展錨固復(fù)合載體在一定時(shí)間限制內(nèi)在巷道中的作用，因此在思考了現(xiàn)場(chǎng)的工具、錨桿的安裝和生產(chǎn)成本的狀況下，在巷道安裝錨桿支護(hù)要考慮下面幾個(gè)方面：

（1）錨桿錨固力的可靠性

在施工過程中，為了不對(duì)錨固復(fù)合承載體的承重力度有影響，錨桿的錨固體就要提升它的可靠性，而提升錨固體的可靠性需要注意以下幾點(diǎn)，第一錨桿支護(hù)的“三徑”要確保協(xié)作，第二在組裝錨桿的時(shí)候，要依據(jù)錨固劑的攪拌時(shí)刻、凝膠時(shí)刻與等待時(shí)刻進(jìn)行正確的操縱。在上面的幾點(diǎn)都實(shí)行后，就可以很好的預(yù)防了錨固劑的失靈，極大程度的提升了它的可靠性。

（2）及時(shí)支護(hù)并施加較高的預(yù)緊力

預(yù)緊力作為錨桿支護(hù)的一項(xiàng)重要環(huán)節(jié)，是非常值得人們重視的，在施工中，當(dāng)錨固支護(hù)完成了以后，一定要迅速的完成它的支護(hù)，并保證它的預(yù)緊力達(dá)到的高度是否足夠的高，只有預(yù)緊力足夠的高，才可以將錨固區(qū)域內(nèi)的巖體凝聚在一起，形成有用的錨固復(fù)合承載體，確保在早期圍巖不會(huì)變形，圍巖裂隙不會(huì)擴(kuò)散，圍巖的內(nèi)聚力、內(nèi)摩擦力不會(huì)大范圍的下降，讓錨桿實(shí)現(xiàn)迅速增加阻力，并在高工作阻力下達(dá)到讓壓的目的，完成巷道的長(zhǎng)久修護(hù)。

3錨桿支護(hù)參數(shù)設(shè)計(jì)步驟

從實(shí)施中表明，圍巖繁雜和多變的特性，在古板的錨桿支護(hù)參數(shù)設(shè)計(jì)中，單單實(shí)行它們中的一類，完全無法實(shí)現(xiàn)較好的設(shè)計(jì)成果，只有采用多種設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)方法，如巷道圍巖的地址勘察、最初設(shè)計(jì)、井下探測(cè)等等，才可以設(shè)計(jì)出完全吻合巷道圍巖特質(zhì)的方案。這篇論文在錨固復(fù)合承載體既使用錨桿支護(hù)參數(shù)也遵照上面說的動(dòng)態(tài)消息的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)出了以下過程：

（1）巷道在開始設(shè)計(jì)之前，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)地勘查，包含兩個(gè)內(nèi)容：①在對(duì)巷道進(jìn)行勘查時(shí)，著重對(duì)它的圍巖地質(zhì)進(jìn)行調(diào)查；②分析它的斷面的參數(shù)，并依據(jù)它的部署分析出它的受干擾范圍；（2）依據(jù)巷道圍巖的應(yīng)力情況、斷面的大小和形狀和工程真實(shí)進(jìn)程，創(chuàng)立錨固復(fù)合承載體的模型；（3）依據(jù)對(duì)巷道圍巖的基本分析，算出錨固復(fù)合承載體的外在載重量，明確它需要的強(qiáng)度是多少；（4）依據(jù)錨固復(fù)合承載體，明確錨桿的長(zhǎng)短、中間的間隔、粗細(xì)等會(huì)影響錨桿支護(hù)的參數(shù)。1）挑選錨桿長(zhǎng)短、中間間隔、粗細(xì)。通常情況下，錨桿的長(zhǎng)普遍選擇1.6-2.4m，差值0.1m；錨桿間距和排距一般為0.6-1.2m，差值0.1m；錨桿直徑一般為16-22mm，差值2mm。2）依據(jù)上面得出的數(shù)值區(qū)域，與現(xiàn)場(chǎng)的真實(shí)情況兩相結(jié)合，通過錨桿的長(zhǎng)短、錨桿的排列間隔、錨桿的粗細(xì)，創(chuàng)立組合方法，在知道了巷道的圍巖地質(zhì)情況和應(yīng)力干擾系數(shù)以后，挑選出合適的錨桿支護(hù)方案；（5）再將上面的第一次挑選出來的計(jì)劃再次進(jìn)行挑選，在全面考慮了施工和經(jīng)濟(jì)等情況，挑選錨桿間距值大的一個(gè)組合計(jì)劃，然后挑選錨桿的長(zhǎng)短或者粗細(xì)，以此來挑選出經(jīng)濟(jì)、合理、科學(xué)的錨桿支護(hù)參數(shù)；（6）在最初設(shè)計(jì)的基本上，依據(jù)地質(zhì)情況和巷道的斷面大小對(duì)錨桿支護(hù)配件參數(shù)開始設(shè)計(jì)；（7）在施工過程中，設(shè)立巷道監(jiān)控程序，對(duì)巷道的圍巖實(shí)行一天二十四小時(shí)的動(dòng)態(tài)監(jiān)控，及時(shí)反映圍巖數(shù)據(jù)，以確保計(jì)劃方案的實(shí)施。

4工程應(yīng)用

4.1 巷道地質(zhì)條件

坐落在安徽省淮南市鳳臺(tái)縣的西北的顧北礦井，井田分為兩個(gè)生產(chǎn)程度，其中，一水平標(biāo)高為-648m，礦井一水平劃為北一、南一和南二，這3個(gè)開采地塊又包含十個(gè)采區(qū)，而首要采集的北一地塊又被分為4個(gè)采區(qū)。北一底板軌道上山巷道布置在泥質(zhì)軟巖中，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，圍巖強(qiáng)度低，變形量大，U型鋼支架失穩(wěn)，拱頂部位U型鋼支架剪斷，臨近工作面一幫向巷道內(nèi)收斂嚴(yán)重，部分出現(xiàn)斷裂的情況，整個(gè)巷道形狀改變量又一米上下。

4.2 錨桿支護(hù)參數(shù)設(shè)計(jì)

依據(jù)實(shí)地對(duì)顧北礦井的調(diào)查和有關(guān)數(shù)據(jù)的測(cè)驗(yàn)，將這些參數(shù)輸入程序。想到實(shí)驗(yàn)得出的是圍巖的強(qiáng)度，因此兩側(cè)的圍巖體強(qiáng)度只取巖塊的百分之三十，里面的摩擦角一樣，經(jīng)過地應(yīng)力的試驗(yàn)得到主應(yīng)力為十三點(diǎn)八三兆帕，側(cè)面的壓力位零點(diǎn)八二，錨桿初次的選材為BHRB335的鋼筋。因?yàn)轭櫛钡V井使用錨網(wǎng)索噴的支護(hù)方式，因此他對(duì)頂板錨固力的要求為不低于一百千牛，側(cè)面的錨固力不少于，噴混凝土?xí)r要進(jìn)行兩次，第一次噴的時(shí)候，混凝土的厚度不能少于五十毫米，第二次時(shí)，要噴夠設(shè)計(jì)時(shí)的厚度一百五十毫米。思考到顧北礦井的使用時(shí)間比較長(zhǎng)，同時(shí)預(yù)防錨固體范圍外的離層，在錨桿支護(hù)的基本上還要采用錨索補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)。

5 結(jié)束語

本文基于顧北礦的巷道條件出發(fā)，分析錨固復(fù)合承載的特性，結(jié)合支護(hù)原則給出了相應(yīng)的支護(hù)方案。

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