CN104265338B - 一种巷道支护单元效率确定方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种巷道支护单元效率确定方法，首先对巷道中正在使用的支护单元进行现场拉拔试验，拉拔试验不少于五根锚杆，拉拔后取试验平均值，得出实际拉拔力值；然后将实际拉拔力值与制作支护单元的原始钢材的国标破断力值进行比值，得到一个系数；将该系数称为支护单元效率系数；最后通过对不同类型支护单元效率系数进行对比，以该系数最大的支护单元的参数作为优选基准，依据该基准对支护单元的钻孔参数进行优化匹配。本发明将现有支护类钢材的国标破断力均为固定参数，将不同类型的支护材料统一到支护单元效率系数中，用系数对巷道支护强度和支护单元支护效率进行统一评价，没有不同地域与不同材质的局限，计算简单，通俗易懂。
Description
技术领域
本发明涉及地下矿产资源的开发利用，尤其涉及煤矿巷道支护单元的评价方法。
背景技术
本发明所说的巷道支护单元是指煤矿巷道支护中使用的各种类型的锚杆、锚索。
本发明所说的巷道支护单元效率是指对单个锚杆或锚索在巷道支护中的实际受力与钢材国标破断力的比值。
目前，煤矿开采中需要对大量开掘的巷道进行支护，包括大量使用的锚杆、锚索等支护产品，支护产品种类繁多。目前，对巷道的支护强度进行评价时，往往采用支护单元的实际拉拔力，即使用锚杆或锚索拉拔仪对巷道支护中已经施工的锚杆或锚索进行实际拉拔力的测试，但是这个拉拔力数值只是说明支护单元可能提供的支护力，并不反映支护单元实际的工作状态，也就不能评价目前巷道支护的状态。因此，准确地对巷道的支护强度和对一个支护单元的支护状态进行评价，涉及到对巷道支护进行优化的问题，以达到每个支护单元的最大的效费比，从而以最经济的支护成本达到最优的支护效果。所说的效费比是指工作状态下支护单元对巷道支护所提供的支护力与所用支护材料价格的比值。
发明内容
为了解决对巷道的支护强度和对一个支护单元的支护状态进行评价问题，本发明提供一种巷道支护单元效率确定方法。该发明不但能够对目前煤矿使用的支护材料进行统一评价，而且能够依据评价对巷道支护强度进行优化，降低支护成本，达到最佳的支护经济效益。
为解决上述问题，本发明采取的技术方案是：
第一步，对巷道中正在使用的支护单元进行现场拉拔试验，拉拔试验不少于5根锚杆，拉拔后取试验平均值，得出实际拉拔力a值；
第二步，将实际拉拔力a值与制作支护单元的原始钢材的国标破断力b值进行比值，得到一个系数S，即a/b＝S；将系数S称为支护单元效率系数；
第三步，通过对不同类型支护单元效率系数进行对比，以效率系数最大的支护单元的参数作为优选基准，依据该基准对支护单元的钻孔直径、杆体直径、杆体材质型号、锚固剂长度等参数进行优化匹配。
本发明的有益效果是，因为现有支护类钢材的国标破断力均为固定参数，可以将不同类型的支护材料统一到支护单元效率系数中，用支护单元效率系数这一数值对巷道支护强度和支护单元支护效率进行统一评价，没有不同地域与不同材质的局限，计算简单，通俗易懂，应用前景广阔。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明进一步说明。
在某一煤矿巷道中原来设计使用了两种锚杆，分别为1#锚杆和2#锚杆，两种锚杆参数如下：
1#锚杆为Φ22×2200mm(Q335MPa)右旋全螺纹钢等强锚杆，全螺纹钢筋的国标屈服力值为131KN，国标破断力为189KN。
2#锚杆Φ20×2200mm(Q500MPa)左旋无纵肋高强锚杆，无纵肋钢筋的国标屈服力值为153KN，国标破断力为202KN。
为了对这两种巷道支护材料进行优化，以最经济的支护成本达到最优的支护效果，获得每个支护单元的最大的效费比，所以对上述两种锚杆的支护力和支护状态进行评价，技术方案是：
第一步，对巷道中正在使用的两种锚杆进行现场拉拔试验，每种锚杆拉拔试验取5根锚杆，拉拔后取试验平均值，通过拉拔测力计拉拔试验得知，1#锚杆的实际拉拔力平均a值为108KN，2#锚杆的实际拉拔力a值平均a值为140KN；
第二步，将两种锚杆的实际拉拔力平均a值，与制作这两种锚杆的原始钢材的国标破断力b值分别进行比值，如下：
S1#＝a/b＝108/189＝0.571；
S2#＝a/b＝140/202＝0.693；
将S1#和S2#称为两种锚杆的支护单元效率系数；
第三步，通过以上计算可以看出，2#锚杆的效率值0.693要高于1#锚杆效率值0.571，所以以2#锚杆的杆体直径、杆体材质、杆体型号作为优选基准，在以后的支护中可以优先选用2#锚杆。
根据上述实施例，本领域技术人员可以对支护单元的钻孔直径、锚杆(锚索)体直径、锚固剂长度、锚杆布置参数等情况下的巷道支护单元效率进行确定，从而对上述参数进行优化匹配，达到每个支护单元的最大的效费比，从而以最经济的支护成本达到最优的支护效果。
Claims (1)
1.一种巷道支护单元效率确定方法，其特征在于，步骤如下：
第一步，对巷道中正在使用的支护单元进行现场拉拔试验，拉拔试验不少于五根锚杆，拉拔后取试验平均值，得出实际拉拔力a值；
第二步，将实际拉拔力a值与制作支护单元的原始钢材的国标破断力b值进行比值，得到一个系数S，即a/b＝S；将系数S称为支护单元效率系数；
第三步，通过对不同类型支护单元效率系数进行对比，以效率系数最大的支护单元的参数作为优选基准，依据该基准对支护单元的钻孔直径、杆体直径、杆体材质型号和锚固剂长度参数进行优化匹配。
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