CN110513134B - 一种应力均衡扩散锚固巷道方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种应力均衡扩散锚固巷道方法，包括：确定巷道锚固范围和锚杆锚索长度；确定一次锚固长度、应力和二次锚固长度；确定锚固点位置，巷道顶板中间和帮部中间必须设置锚固点，锚杆最佳布置方式是五花布置；梁带设置条件是：当巷道宽度大于6m并且巷道顶板是平顶时，在巷道顶板中间位置设置巷道环向托梁或钢带，托梁或钢带的长度为巷道宽度的对于岩体普氏系数小于1且破碎地层，设置走向托梁或钢带。本发明克服了现有锚网梁支护系统不能很好解决松软破碎地层的巷道支护问题的缺陷，采用了应力均衡扩散托盘替代梁带，增加了单点锚固扩散对围岩的控制效果，同时使用预应力锚固锚杆,在不使用梁带的情况下克服现有技术承托效率降低的问题。
Description
技术领域
本发明涉及地下工程锚杆支护，具体涉及一种应力均衡扩散锚固巷道方法。
背景技术
现有的煤矿巷道支护中的锚杆支护方式，支护构件采用锚杆、网片和托梁钢带。从这种技术产生到现在，各种构件都有很多进步。锚杆从早期的机械式端头锚固发展到粘结式锚固大大增加了可靠性，也出现了在破碎围岩情况下的注浆锚杆和注浆锚索。网片也是出现了很多种铁丝网、非金属网和钢筋焊接网。各种梁带更是品种繁多。尽管发展快，新的产品层出不穷。但对于松软破碎地层的巷道支护问题还是不能较好的解决。在围岩条件较差，地压和矿压较大的区域，巷道变形严重，支护系统中的环向梁带随着变形收缩增大而失去作用并且在变形过程中与围岩的不协调隆起导致锚固点的承托性能大大降低，使得整个支护系统不能有效的控制围岩稳定性。
锚网梁支护系统中采用的梁带主要是连接锚固点并增加锚固点的承托性能。增加承托面积和范围对于围岩稳定是决定性的重要，但由于目前锚网支护系统的环向梁带配置方向刚好是围岩单向收缩状态，梁带在围岩变形能作用下属于力学上的压杆失稳弯曲变形。这种梁带的受压特性与系统设计梁带的力学原理不相符合，起不到理想效果，尤其是当支护系统遇到松软破碎地层或大埋深高矿压情况时，梁带不但不能起到大面积连体承托作用，反而由于梁带弯曲造成锚固点附近梁带外翘在承托点出产生反作用力而影响支撑承托作用。
发明内容
本发明的目的是克服现有锚网梁支护系统不能很好解决松软破碎地层的巷道支护问题的缺陷，提供一种应力均衡扩散锚固巷道方法，采用了预应力扩散托盘替代梁带，增加了单点锚固扩散对围岩的控制效果，同时使用应力均衡锚杆在不使用环向梁带的情况下克服现有技术的承托效率降低的问题，
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种应力均衡扩散锚固巷道方法，其特征在于包括应力均衡锚杆和以下步骤：
所述应力均衡锚杆的托盘是应力均衡扩散星肋托盘，杆体及其他附件根据地质环境和工程应用确定；
锚固巷道方法包括：
步骤a：确定巷道锚固范围和锚杆锚索长度；
步骤b：确定一次锚固长度、应力和二次锚固长度；
步骤c：确定锚固点位置，巷道顶板中间和帮部中间必须设置锚固点，锚杆最佳布置方式是五花布置；
步骤d：梁带设置条件是：当巷道顶板是平顶且巷道顶板中间水平拉应力大于顶板岩体抗拉强度时，在巷道顶板中间位置设置巷道环向托梁或钢带，托梁或钢带的长度为巷道宽度的对于岩体普氏系数小于1且破碎地层，设置走向托梁或钢带。
优选地，应力均衡扩散星肋托盘外轮廓为一个多边形，多边形托盘中心设置一个与锚固杆体匹配的锚杆孔，从锚杆孔周边向着多边形的每个顶角设置放射状变截面肋条。
优选地，所述多边形的边数为4-6，多边形的边可以设置卷边，卷边高度大于5mm。
优选地，靠近锚杆孔位置的肋条截面模量大，向顶角位置延伸的肋条截面模量逐渐减小。
优选地，靠近锚杆孔位置的肋条高度为15mm-55mm，距离顶角10mm处的肋条高度尖灭为0。
优选地，所述多边形托盘的制造原材料截面为中间厚外侧薄，厚度变化范围为3mm-20mm。
优选地，放射状变截面肋条的结构为弧形截面锥形，或三角形截面锥形。
优选地，巷道锚固范围中的顶板锚固最大高度必须达到巷道帮部锚固范围是/>式中B为巷道宽，h为巷道高度。
优选地，锚索长度为帮锚杆长度为/>顶板锚杆长度为/>式中B为巷道宽，h为巷道高度。
优选地，锚索一次锚固长度为1000-1800mm，锚索应力为锚索屈服强度的60％，二次锚固长度大于锚索长度的60％，锚杆一次锚固长度为500-1000mm，预力为锚杆屈服强度的40％，二次锚固在一次锚固1小时后进行，二次锚固长度大于锚杆长度的50％。
本发明采用了应力均衡锚杆和梁带设置方法，增加了单点锚固扩散对围岩的控制效果，同时使用应力均衡锚杆在不使用环向梁带的情况下达到高效控制围岩，本发明与现有技术相比，使用单托盘替代环向梁带降低施工成本10％，应力均衡扩散锚固方法改善了支护系统力学特征，能够有效的控制围岩，简化锚网梁支护系统，施工方便快速，降低劳动力，提高施工速度。
本发明与现有技术相比具有以下优点:
1、使用单托盘替代环向梁带降低施工成本10％。
2、应力均衡扩散锚固方法改善了支护系统力学特征，能够有效的控制围岩。
3、采用单点锚固替代环向梁带，没有了对齐梁带小孔的不方便性，简化锚网梁支护系统，施工方便快速，降低劳动力，提高施工速度。
附图说明
图1是六角托盘弧形截面锥形肋条结构三视图和立体图。
图2是六角托盘三角形截面锥形肋条结构三视图和立体图。
图3是四角托盘弧形截面锥形肋条结构三视图和立体图。
图4是四角托盘三角形截面锥形肋条结构三视图和立体图。
图5是五角托盘弧形截面锥形星肋结构三视图和立体图。
图6是五角托盘三角形截面锥形肋条结构三视图和立体图。
图7是带卷边肋条的结构三视图和立体图。
图8是弧形截面锥形星肋条结构三视图和立体图。
图9是三角形截面锥形肋条结构三视图和立体图。
图10是四角托盘弧形截面锥形肋条，支护锚杆布置矩形示意图。
图11是四角托盘三角形截面锥形肋条，支护锚杆为五花布置示意图。
图12是六角托盘三角形截面锥形肋条，支护锚杆为矩形布置示意图。
图13是六角托盘三角形截面锥形肋条，支护锚杆为五花布置示意图。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。
一种应力均衡扩散锚固巷道方法，在于包括应力均衡锚杆和以下步骤：
所述应力均衡锚杆的托盘是应力均衡扩散星肋托盘，杆体及其他附件根据地质环境和工程应用确定；
锚固巷道方法包括：
步骤a：确定巷道锚固范围和锚杆锚索长度；
步骤b：确定一次锚固长度、应力和二次锚固长度；
步骤c：确定锚固点位置，巷道顶板中间和帮部中间必须设置锚固点，锚杆最佳布置方式是五花布置；
步骤d：梁带设置条件是：当巷道顶板是平顶且巷道顶板中间水平拉应力大于顶板岩体抗拉强度时，在巷道顶板中间位置设置巷道环向托梁或钢带，托梁或钢带的长度为巷道宽度的对于岩体普氏系数小于1且破碎地层，设置走向托梁或钢带。
其中巷道锚固范围中的顶板锚固最大高度必须达到巷道帮部锚固范围是/>式中B为巷道宽，h为巷道高度。
优选地，锚索长度为帮锚杆长度为/>顶板锚杆长度为/>式中B为巷道宽，h为巷道高度。
优选地，锚索锚固长度为1000-1800mm，预应力为锚索屈服强度的60％，二次锚固长度大于锚索长度的60％，锚杆一次锚固长度为500-1000mm，预应力为锚杆屈服强度的40％，二次锚固在一次锚固1小时后进行，二次锚固长度大于锚杆长度的50％。
其中预应力均衡扩散星肋托盘外轮廓为一个多边形，多边形边数为4-6；多边形托盘中心设置一个直径为20mm-35mm的锚杆孔，从锚杆孔周边向着多边形的每个顶角设置放射状变截面肋条。
所述多边形托盘的制造原材料最佳截面为中间厚外侧薄，厚度变化范围为3mm-20mm。
其中肋条的结构为弧形截面锥形，如图8所示；肋条的结构也可以是三角形截面锥形，如图9所示。靠近锚杆孔位置的肋条截面模量大，向顶角位置延伸的肋条截面模量逐渐减小，靠近锚杆孔位置的肋条高度为15mm-55mm，距离顶角10mm处肋条高度尖灭为0，托盘外边缘可以设置卷边，卷边高度为5-20mm。
如图1和图2所示，托盘外轮廓为一个六边形，六边形中心设置一个直径为20mm-35mm的锚杆孔，从锚杆孔周边向着六边形的每个顶角设置肋条。图1的肋条结构为弧形截面锥形。图2的肋条结构为三角形截面锥形。图12的托盘外轮廓为一个六边形，肋条结构为三角形截面锥形，其中六边形外边缘设置有卷边，如图7所示，卷边高度为5-20mm，支护锚杆为矩形布置。图13的托盘外轮廓为一个六边形，其中肋条结构是三角形截面锥形，支护锚杆为五花布置。
如图3和图4所示，托盘外轮廓为一个四边形，四边形中心设置一个直径为20mm-35mm的锚杆孔，从锚杆孔周边向着四边形的每个顶角设置肋条。图3的肋条结构为弧形截面锥形；图4的肋条结构为三角形截面锥形。图10的托盘外轮廓为一个四边形，其中肋条结构为弧形截面锥形，支护锚杆为矩形布置。图11的托盘外轮廓为一个四边形，其中肋条结构为三角形截面锥形，支护锚杆为五花布置。
如图5和图6所示，托盘外轮廓为一个五边形，五边形中心设置一个直径为20mm-35mm的锚杆孔，从锚杆孔周边向着五边形的每个顶角设置肋条。图5的肋条结构为弧形截面锥形。图6的肋条结构为三角形截面锥形。
以上所述的具体实施例，对本发明解决的技术问题、技术方案进行了进一步详细说明。所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种应力均衡扩散锚固巷道方法，其特征在于包括应力均衡锚杆和以下步骤：
所述应力均衡锚杆的托盘是应力均衡扩散星肋托盘，杆体及其他附件根据地质环境和工程应用确定；
锚固巷道方法包括：
步骤a：确定巷道锚固范围和锚杆锚索长度；
步骤b：确定一次锚固长度、应力和二次锚固长度；
步骤c：确定锚固点位置，巷道顶板中间和帮部中间必须设置锚固点，锚杆最佳布置方式是五花布置；
步骤d：梁带设置条件是：当巷道顶板是平顶且巷道顶板中间水平拉应力大于顶板岩体抗拉强度时，在巷道顶板中间位置设置巷道环向托梁或钢带，托梁或钢带的长度为巷道宽度的对于岩体普氏系数小于1且破碎地层，设置与巷道的掘进方向一致的托梁或钢带；
其中应力均衡扩散星肋托盘外轮廓为一个多边形，多边形托盘中心设置一个与锚固杆体匹配的锚杆孔，从锚杆孔周边向着多边形的每个顶角设置放射状变截面肋条；
其中靠近锚杆孔位置的肋条截面模量大，向顶角位置延伸的肋条截面模量逐渐减小；
其中放射状变截面肋条的结构为弧形截面锥形，或三角形截面锥形。
2.根据权利要求1所述的一种应力均衡扩散锚固巷道方法，其特征在于所述多边形的边数为4～6，多边形的边设置卷边，卷边高度大于5mm。
3.根据权利要求1所述的一种应力均衡扩散锚固巷道方法，其特征在于靠近锚杆孔位置的肋条高度为15mm～55mm，距离顶角10mm处的肋条高度逐渐变小直到为0。
4.根据权利要求1所述的一种应力均衡扩散锚固巷道方法，其特征在于所述多边形托盘的制造原材料截面为中间厚外侧薄，厚度变化范围为3mm～20mm。
5.根据权利要求1所述的一种应力均衡扩散锚固巷道方法，其特征在于所述巷道锚固范围中的顶板锚固最大高度必须达到巷道帮部锚固范围是/>式中B为巷道宽度，h为巷道高度。
6.根据权利要求1所述的一种应力均衡扩散锚固巷道方法，其特征在于所述锚索长度为帮锚杆长度为/>顶板锚杆长度为式中B为巷道宽度，h为巷道高度。
7.根据权利要求1所述的一种应力均衡扩散锚固巷道方法，其特征在于锚索一次锚固长度为1000-1800mm，锚索应力为锚索屈服强度的60％，二次锚固长度大于锚索长度的60％，锚杆一次锚固长度为500～1000mm，预力为锚杆屈服强度的40％，二次锚固在一次锚固1小时后进行，二次锚固长度大于锚杆长度的50％。
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Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103233751A (zh) * | 2013-05-07 | 2013-08-07 | 中国矿业大学 | 极软弱顶板煤巷双层锚固平衡拱支护系统 |
| CN104790991A (zh) * | 2015-04-28 | 2015-07-22 | 河南理工大学 | 一种回采巷道围岩强长顶锚固技术 |
| CN105971027A (zh) * | 2016-05-30 | 2016-09-28 | 江西理工大学 | 一种用于识别岩质边坡滑移面的声发射监测方法 |
| CN206681751U (zh) * | 2017-04-12 | 2017-11-28 | 中国瑞林工程技术有限公司 | 一种用于破碎围岩巷道锚注一体化支护系统 |
| CN109441503A (zh) * | 2018-11-19 | 2019-03-08 | 中国矿业大学(北京) | 一种窄煤柱沿空煤巷矿压逆增控制的支护方法 |
| CN110030025A (zh) * | 2019-05-17 | 2019-07-19 | 东北大学 | 用于围岩大形变的自膨胀式管缝锚杆及其制备和使用方法 |
| CN210422660U (zh) * | 2019-08-08 | 2020-04-28 | 陕西惠天煤矿工程技术有限公司 | 一种应力均衡扩散星肋托盘 |
-
2019
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Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103233751A (zh) * | 2013-05-07 | 2013-08-07 | 中国矿业大学 | 极软弱顶板煤巷双层锚固平衡拱支护系统 |
| CN104790991A (zh) * | 2015-04-28 | 2015-07-22 | 河南理工大学 | 一种回采巷道围岩强长顶锚固技术 |
| CN105971027A (zh) * | 2016-05-30 | 2016-09-28 | 江西理工大学 | 一种用于识别岩质边坡滑移面的声发射监测方法 |
| CN206681751U (zh) * | 2017-04-12 | 2017-11-28 | 中国瑞林工程技术有限公司 | 一种用于破碎围岩巷道锚注一体化支护系统 |
| CN109441503A (zh) * | 2018-11-19 | 2019-03-08 | 中国矿业大学(北京) | 一种窄煤柱沿空煤巷矿压逆增控制的支护方法 |
| CN110030025A (zh) * | 2019-05-17 | 2019-07-19 | 东北大学 | 用于围岩大形变的自膨胀式管缝锚杆及其制备和使用方法 |
| CN210422660U (zh) * | 2019-08-08 | 2020-04-28 | 陕西惠天煤矿工程技术有限公司 | 一种应力均衡扩散星肋托盘 |
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