加权平均法的玻璃钢锚杆支护可行性综合评价

通过施工工艺、安全技术措施的介绍及对施工时现场管理进行总结,为玻璃钢锚杆支护工艺在中泰公司的进一步推广奠定基础,逐步在中泰公司实现煤巷全部采用玻璃钢锚杆支护。

玻璃钢锚杆支护技术在煤矿中的应用 摘要：本文介绍在鹤煤中泰公司31021工作面上顺槽回采侧和切眼回采侧使 用玻璃钢锚杆支护，可使工作面回采时用采煤机直接破玻璃钢锚杆支护的煤体， 提高了回采效率，保证了矿井接替，实现安全高效， 关键词：煤巷玻璃钢锚杆支护技术高产高效 1概况 河南煤化公司鹤煤集团中泰矿业有限公司是经过两次改扩建生产能力已经 达到150万吨的矿井。31021工作面位于我矿三水平一采区，切眼设计长度150m， 上顺槽设计长度560m，沿煤层顶板布置。为了适应高产高效,中泰公司在31021 工作面中切眼及切眼回采侧使用玻璃钢锚杆支护。 1.1煤层赋存条件 31021切眼及上顺槽所掘进的是山西组二1煤层，该煤层为我矿的主要可采 煤层，厚度大且稳定，稳定性为一类。 31021切眼及上顺槽煤层产状：走向为nw323°～345°，倾向ne53°～75°， 倾角1

基于玻璃钢锚杆在巷道支护中的力学特性以及工程可靠度计算模型,确定了回采巷道顶板和两帮玻璃钢锚杆的支护状态方程和可靠度计算方法。结合金山店铁矿回采巷道的具体支护问题,通过蒙特卡罗直接抽样法计算出玻璃钢锚杆的可靠度为0.9015,满足矿山回采巷道支护工程可靠性要求,为玻璃钢锚杆在金属矿山回采巷道中的应用提供了科学依据。

煤帮的安全稳定性直接关系到矿山的生产与安全,本文通过数值模拟并辅以理论分析和现场观测实验等方法来对煤帮的安全稳定性进行深入的研究,并由此得出结论,实验巷道煤帮在玻璃钢锚杆支护的条件下是安全的。

针对锚固长度、锚固时间、锚固材料等影响玻璃钢锚杆锚固力的因素,在实验室开展了玻璃钢锚杆拉拔试验研究。通过单因素对比法,分析研究了锚杆锚固长度、锚固时间、锚固材料对锚固力的影响规律,总结出玻璃钢锚杆锚固力随锚固长度和锚固时间的增加而增大,锚固材料的选择应综合各方面因素考虑等规律,对玻璃钢锚杆的支护参数设计及支护机理分析具有一定的指导意义。

1 全螺纹式树脂锚杆玻璃纤维增强塑料杆体 使用说明书 执行标准；mt/t1061-2008 新乡市景龙复合材料有限公司 拟定人；康景龙 2014.04.28 2 全螺纹式树脂锚杆玻璃纤维增强塑料杆体使用说明书 一、产品概述 全螺纹式树脂锚杆玻璃纤维增强塑料杆体是由玻璃纤维纱、树 脂、固化剂、填料等经过加热、固化成型的，锚杆杆体形状为全螺纹， 螺纹旋向为左旋或右旋，其特点如下： 1、杆体轻 全螺纹式树脂锚杆玻璃纤维增强塑料杆体重量仅为同规格螺纹 钢锚杆重量的1/4，易于安装施工、减轻劳动强度、节约运输成本。 2、耐腐蚀性强 因为全螺纹式树脂锚杆玻璃纤维增强塑料杆体是由不饱和树脂 及玻璃纤维纱复合而成的，所以它耐腐蚀、耐酸碱环境、不反射电子 波、可满足耐久支护需求。 3、便于操作 易切割；切割时不产生火花、对采煤机有一定的保护作用，便于 综采作业、有利于安全生产、提高生产效率等。

玻璃钢锚杆精品.ppt

全螺纹玻璃钢锚杆

玻璃钢锚杆.ppt

锚杆支护是金属矿山井下回采巷道的主要支护方式,锚杆支护参数决定了锚杆的支护效果,确定合理的支护参数对安全支护具有重要意义。对金山店铁矿回采巷道的破坏机理和玻璃钢锚杆的支护机理进行了分析,通过悬吊理论的分析和围岩松动范围的计算,确定出了回采巷道玻璃钢锚杆支护的合理参数。采用优化后的支护参数进行支护后,巷道变形趋于稳定,支护效果得到了显著的改善,对玻璃钢锚杆在金属矿山回采巷道支护中推广应用具有重要的意义。

金山店铁矿现采用玻璃钢锚杆替代传统螺纹钢锚杆支护回采巷道,而玻璃钢锚杆支护参数仍沿用与螺纹钢锚杆相同的参数,不利于发挥玻璃钢锚杆的支护优势。通过选取锚杆直径、锚杆长度、锚杆排距、锚杆间距和锚杆预紧力5个参数进行正交试验设计,运用flac3d软件对正交设计的各种参数组合进行数值模拟,采用极差分析法分析不同支护参数组合对支护效果的影响,以获得最优支护参数组合。为玻璃钢锚杆合理支护参数的选取提供理论依据。

玻璃钢锚杆支护在东曲矿8号煤层回采巷道中的应用——东曲矿在8号煤层综采工作面上下顺槽采用了可截割的玻璃钢锚杆支护，既提高了巷道两帮支护强度，又克服了金属锚杆不可截割、竹锚杆不能满足支护要求的弊端，保证了生产安全，取得了明显的效果。

针对金山店铁矿围岩松软破碎以及现用螺纹钢锚杆支护缺陷问题,在余华寺采区-242m分段回采进路进行了玻璃钢锚杆支护的现场试验,并在试验进路中交错布置变形监测网络,构建了巷道变形位移和收敛速率时间序列,分析了玻璃钢锚杆的支护效果,得到了试验巷道顶板和两帮变形的特征及其相互关系。根据支护巷道破坏形式,提出了采用玻璃钢锚杆配以金属螺母施加预应力的支护方法来改善支护效果,有效地维护了巷道的稳定。

对玻璃钢锚杆应用于巷道支护进行了描述,基于现场的支护效果,指出玻璃钢锚杆支护的应用,不仅大大降低了支护材料的费用,而且保证了巷道的安全使用和支护的可靠性。

金山店铁矿矿岩松软破碎,因支护的金属锚杆腐蚀失效较多,巷道变形垮冒严重。玻璃钢锚杆具有抗腐蚀、抗拉强度高等优点,为此采用玻璃钢锚杆替代螺纹钢锚杆进行了支护试验。数值分析表明全长锚固预应力玻璃钢锚杆相比螺纹钢锚杆可以有效改变锚杆中性点位置,改善水泥浆应力分布特征,提高锚杆及水泥浆抵抗围岩向壁面变形的能力。工业试验及试验巷道变形监测表明采用玻璃钢锚杆支护后在控制巷道变形方面可以取得与螺纹钢锚杆相同的巷道变形控制效果;且采用玻璃钢锚杆可以更好控制巷道离层破坏,减少矿岩中硫化物对锚杆的腐蚀,从而提高整体支护可靠性。但玻璃钢锚杆尾部托盘螺母承载力较低,难以抵抗巷道较大变形以及爆破冲击波破坏,还需做进一步研究和改进。

针对大冶铁矿玻璃钢锚杆锚固质量检测手段单一、检测参数有限的现状,应用声波检测技术,对大冶铁矿井下巷道玻璃钢锚杆锚固质量进行抽样检测。在随机抽取的35根锚杆中,玻璃钢锚杆锚固质量合格率为85.7%,与支护巷道的实际情况相符,说明应用声波检测技术对玻璃钢锚杆锚固质量进行检测是可行的。检测结果分析表明,影响大冶铁矿玻璃钢锚杆锚固质量的主要因素是玻璃钢锚杆的锚固长度以及玻璃钢锚杆与围岩之间的锚固剂密实度。为此从钻孔深度、锚固剂填塞数量、锚杆杆体插入深度、锚固剂浸泡时间等方面,提出了相应的锚固质量控制对策。玻璃钢锚杆锚固质量声波检测技术可为大冶铁矿玻璃钢锚杆锚固质量的控制提供指导,对实现矿山安全高效开采具有较大的应用价值。

根据东庞矿巷道自身的特点,在其二号煤层综采工作面切眼及轨道巷进行了新型的玻璃钢锚杆用于煤巷巷帮支护的试验,有效降低了巷道支护成本,增强了生产安全,使用效果良好,具有良好的技术和经济、安全效益。

根据目前国内玻璃钢锚杆的基本结构及技术性能特点,分析了玻璃钢锚杆的适用条件及应用途径,提出了通过将玻璃钢锚杆和金属锚杆混合使用,可以将玻璃钢锚杆的应用范围由服务时间相对较短的切眼煤帮支护扩大到工作面上下巷等一般实体煤巷道支护。

应用红外探测技术,对玻璃钢锚杆进行了单向拉伸的红外辐射实验研究,结果表明:玻璃钢锚杆拉伸过程中,其红外辐射温度随着荷载的增加而增加,弹性阶段温升变化微小,塑性阶段温升明显,尤其是临近破裂时,温度升高最快,最大温升值为0.3℃。利用玻璃钢锚杆材料的红外辐射温度特征,可以反演该种材料的锚杆与围岩相互作用过程中的应力、应变以及变形等力学性质。

玻璃钢锚杆作为煤帮支护的理想材料,由于施工等原因经常受到偏心载荷作用,理论分析表明偏心载荷作用是煤帮锚杆极为不利的受力状态。本文首次采用试验的方法,模拟了玻璃钢锚杆受偏心载荷作用,设计了偏心载荷实验,与正常受力情况进行了对比研究。试验结果表明,玻璃钢锚杆尾部受偏心载荷作用,其最大抗拉拔力及延伸性能都大幅度降低。

全螺纹玻璃钢锚杆具有抗拉强度高、可切割、不产生火花等优点,在回采巷道支护中具有广泛的应用前景。王庄煤矿在综放工作面试验使用了新型全螺纹玻璃钢锚杆支护材料,经现场使用和矿压观测,能够满足工作面支护要求,有利于综放工作面安全高效生产。

介绍了国内玻璃纤维增强塑料杆体主要的生产工艺和结构型式的分类,分析了有代表性的几种产品的抗拉强度、抗剪强度、尾部连接部位及螺纹承载力的试验结果,指出目前国内玻璃纤维增强塑料杆体在主要的力学性能上存在的不足,提出了改进的方向。