高冲击韧性锚杆(索)主动支护技术

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作者 杨超 付玉凯 +2 位作者 董亚东 李鹏 任杰 《煤炭工程》 北大核心 2025年第4期34-40,共7页

针对冲击地压巷道围岩变形破坏严重、支护强度低等难题,分析了应力波对巷道的影响,开发了高冲击韧性锚杆(索),提出了高冲击韧性锚杆和高强锚索协同防冲作用机理。以母杜柴登矿30207风巷为工程背景,依据巷道条件环境,从支护材料和支护体... 针对冲击地压巷道围岩变形破坏严重、支护强度低等难题,分析了应力波对巷道的影响,开发了高冲击韧性锚杆(索),提出了高冲击韧性锚杆和高强锚索协同防冲作用机理。以母杜柴登矿30207风巷为工程背景,依据巷道条件环境,从支护材料和支护体结构进行了高冲击韧性锚杆(索)支护的设计与应用。从现场监测结果可知,试验区巷道变形得到明显控制,变形主要以底鼓和两帮变形为主,巷道掘进期间底鼓量达到400 mm,两帮移近量达到300 mm。随着巷道掘进,顶板锚杆(索)受力逐渐稳定,受力分别为170 kN、150 kN;回采帮锚杆(索)受力差别较大,锚杆轴力逐渐损失并逐步稳定;煤柱侧帮锚杆受力波动大,锚索受力相对较小,受力位于70~110 kN。总体来看,该支护方案提高了巷道支护强度,保证了巷道围岩稳定性,支护效果良好。 展开更多

关键词 冲击地压 高冲击韧性锚杆(索) 主动支护 巷道围岩控制

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高冲击韧性锚杆吸能减冲原理及应用研究 被引量：26

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作者 付玉凯 鞠文君 +2 位作者 吴拥政 何杰 焦建康 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2019年第11期68-75,共8页

为解决深部冲击地压巷道围岩冲击破坏难题,分析了冲击载荷下冲击地压巷道围岩破坏特征,揭示出冲击地压对支护结构破坏的本质是冲击载荷劣化锚杆杆体力学性能、撕裂护表金属网及降低锚固系统锚固性能。针对冲击地压巷道围岩失稳破坏机理... 为解决深部冲击地压巷道围岩冲击破坏难题,分析了冲击载荷下冲击地压巷道围岩破坏特征,揭示出冲击地压对支护结构破坏的本质是冲击载荷劣化锚杆杆体力学性能、撕裂护表金属网及降低锚固系统锚固性能。针对冲击地压巷道围岩失稳破坏机理,研发了600 MPa级高冲击韧性强力锚杆,高冲击韧性锚杆破断强度达到850 MPa,吸能能力和瞬时延伸率分别是普通锚杆的1.32倍和1.33倍。高韧性锚杆通过提高支护系统的强度、吸能特性使支护结构与围岩协调变形吸能减冲,大幅度提高支护系统抗冲击性能,通过支护系统吸收冲击地压释放的能量,降低剩余能量对巷道围岩的破坏效应。研究成果在义马矿区常村矿进行了井下试验,高冲击韧性锚杆支护系统经受多次大能量冲击载荷后,锚杆和锚索受力呈现锯齿状波动特征,支护结构有效控制了冲击地压巷道的变形破坏。 展开更多

关键词 高冲击韧性锚杆 冲击地压 巷道支护 吸能减冲原理

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冲击韧性对锚杆力学性能影响的试验研究 被引量：8

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作者 李中伟 鞠文君 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第S2期347-353,共7页

高强度锚杆在井下使用时经常发生螺纹段脆断现象,这与锚杆材料的冲击韧性密切相关,测试了4个厂家屈服强度500 MPa锚杆的冲击吸收功,不同厂家锚杆冲击韧性差别较大,冲击吸收功从19~165 J不等。对具有不同冲击吸收功锚杆的杆体段和螺纹段... 高强度锚杆在井下使用时经常发生螺纹段脆断现象,这与锚杆材料的冲击韧性密切相关,测试了4个厂家屈服强度500 MPa锚杆的冲击吸收功,不同厂家锚杆冲击韧性差别较大,冲击吸收功从19~165 J不等。对具有不同冲击吸收功锚杆的杆体段和螺纹段分别进行弯曲试验、拉伸试验、复合应力下破坏试验,试验结果表明:冲击韧性影响锚杆螺纹段的冷弯性,当冲击吸收功低于30 J时,锚杆螺纹段冷弯性差;冲击韧性对杆体的冷弯性、杆体段和螺纹段的伸长率没有影响;冲击韧性影响锚杆复合应力下破坏状态,当冲击功低于19 J时,复合应力下锚杆易出现脆性破坏。认为屈服强度500 MPa高强锚杆的冲击吸收功不应低于30 J。 展开更多

关键词 冲击韧性 高强度锚杆 脆断 冲击吸收功

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大采高超大断面切眼长锚杆锚索组合支护技术 被引量：12

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作者 赵志强 贾后省 +1 位作者 王志刚 樊龙 《中国煤炭》 北大核心 2013年第11期67-71,共5页

为了解决大采高工作面超大断面切眼的支护问题,在赵固二矿1105切眼导硐进行了顶板岩层结构精细探测和岩层移动规律研究,结果表明赵固二矿1105切眼顶板表面至深部呈现裂隙密集区、裂隙渐疏区、裂隙稀少区等特征,3.5m以上裂隙发育较少,顶... 为了解决大采高工作面超大断面切眼的支护问题,在赵固二矿1105切眼导硐进行了顶板岩层结构精细探测和岩层移动规律研究,结果表明赵固二矿1105切眼顶板表面至深部呈现裂隙密集区、裂隙渐疏区、裂隙稀少区等特征,3.5m以上裂隙发育较少,顶板4～6m范围内为稳定岩层,据此提出了长锚杆锚索组合支护技术,并采用理论计算、计算机数值模拟方法对支护参数进行了优化设计。该方案在赵固二矿1105超大断面切眼进行了现场应用,监测结果表明该方案能够有效控制巷道围岩,长锚杆支护效果良好。 展开更多

关键词 大采高 超大断面切眼 切眼支护 锚杆索支护

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麻地梁煤矿大采高综放工作面主动式超前支护技术应用

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作者 阚磊 《工矿自动化》 北大核心 2025年第6期44-54,共11页

针对大采高综放工作面超前液压支架支护存在作业空间受限、劳动强度大等问题,以麻地梁煤矿507工作面辅助运输巷为研究对象,提出采用补强锚杆(索)主动式超前支护代替超前液压支架的支护方案。采用TS−C1201型矿用钻孔成像仪对煤岩体内部... 针对大采高综放工作面超前液压支架支护存在作业空间受限、劳动强度大等问题,以麻地梁煤矿507工作面辅助运输巷为研究对象,提出采用补强锚杆(索)主动式超前支护代替超前液压支架的支护方案。采用TS−C1201型矿用钻孔成像仪对煤岩体内部裂隙进行观测,结果显示507综放工作面回采巷道顶板浅部存在少量纵向裂隙,其余区域裂隙不发育,表明顶板整体完整性良好,具备实施主动式超前支护的条件。结合上述观测结果,设计锚杆(索)主动式超前支护方案:顶板采用“锚杆+锚索+钢带”联合支护,布置7根左旋无纵筋螺纹钢锚杆和3根锚索,配合M3型钢带;左帮布置4根全螺纹锚杆;右帮采用4根玻璃钢锚杆。理论计算结果表明,补强锚杆(索)主动式超前支护提升了支护系统强度,满足巷道超前段支护需求。数值模拟结果表明:507综放工作面回采期间,采用原主动式超前液压支架支护方案,超前工作面10 m范围出现明显的应力集中,垂直方向最大应力为4.5 MPa,顶板最大下沉量约为35 mm;超前工作面30 m范围,垂直方向最大应力约为5.5 MPa。采用锚杆(索)补强支护后,巷道垂直应力小幅度下降,巷道垂直应力场分布得到优化;在超前工作面10~30 m范围顶板最大下沉量无明显变化。可见,采用补强锚杆(索)主动式超前支护代替超前液压支架可满足超前支护要求。工业试验结果表明:补强锚杆(索)受力稳定,约为81 kN;巷道顶底板及两帮最大位移分别为41,37 mm,顶板无离层现象,满足安全生产需求。 展开更多

关键词 大采高综放工作面 主动式超前液压支架支护 补强锚杆(索)主动式超前支护 辅助运输巷顶板下沉量 顶板集中应力

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深部回采巷道锚杆(索)防冲吸能机理与实践 被引量：24

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作者 付玉凯 鞠文君 +3 位作者 吴拥政 陈建强 焦建康 刘昆轮 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第S02期609-617,共9页

为解决深部冲击地压巷道大变形、支护体失效破断难题,以义马常村煤矿21220下巷典型冲击地压巷道为试验现场,采用井下调查、室内试验及理论分析等相结合的方法,分析了冲击载荷下巷道围岩变形破坏机制、高冲击韧性锚杆(索)防冲吸能机理及... 为解决深部冲击地压巷道大变形、支护体失效破断难题,以义马常村煤矿21220下巷典型冲击地压巷道为试验现场,采用井下调查、室内试验及理论分析等相结合的方法,分析了冲击载荷下巷道围岩变形破坏机制、高冲击韧性锚杆(索)防冲吸能机理及其应用效果。结果表明:深部回采巷道易冲击大变形的主要原因在于高叠加集中应力,使厚层坚硬岩层释放高积聚弹性能,而现有支护结构强度低、吸能特性差及无法协同防冲,导致支护结构各个被击破而失效;与传统支护材料相比,高冲击韧性锚杆(索)强度高、吸能能力强,合理布置锚杆(索)支护参数可提高其协同防冲的工作区间,通过支护系统吸收冲击地压释放的能量,降低剩余能量对巷道围岩的破坏效应。研究成果在井下进行了工业性试验,试验结果表明:新开发的高冲击韧性锚杆破断载荷342 kN,冲击吸收功166 J,高强锚索破断强度1770 MPa,伸长率8%,高强金属网静载荷承载能力15.7 kN,单位面积吸收能量达到2.2 kJ/m2。冲击载荷作用下,锚杆和锚索分别在各自安全可靠工作区间内承载,锚杆和锚索轴力呈锯齿状波动,但高冲击韧性支护材料均未出现脆性断裂失效。巷道两帮移近量500 mm,顶板下沉量100 mm,底臌量500 mm,高冲击韧性支护系统大幅度降低了冲击地压巷道围岩变形量,提高了围岩抗冲击能力,支护结构对冲击能量缓冲效果好,有效控制了冲击地压巷道的失稳破坏。 展开更多

关键词 冲击地压 高冲击韧性锚杆 深部开采 巷道支护 吸能减冲原理

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兴安煤矿深部高应力强膨胀型软岩巷道支护对策研究 被引量：3

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作者 李国峰 王炯 +1 位作者 王福强 马冲 《煤炭工程》 北大核心 2009年第9期31-33,共3页

随着矿井开采深度的增加,地质环境趋于复杂,使得深部软岩巷道支护十分困难,高应力强膨胀型软岩巷道的支护难度尤为突出。结合鹤岗矿务局兴安矿四水平新副井井筒与马头门工程实例,分析了深部中生代高应力强膨胀型软岩巷道的破坏特征,提... 随着矿井开采深度的增加,地质环境趋于复杂,使得深部软岩巷道支护十分困难,高应力强膨胀型软岩巷道的支护难度尤为突出。结合鹤岗矿务局兴安矿四水平新副井井筒与马头门工程实例,分析了深部中生代高应力强膨胀型软岩巷道的破坏特征,提出了锚网索喷+底角锚杆+柔层桁架耦合支护技术,分析了其在深部中生代高应力强膨胀型软岩巷道支护中的可适用性,并在工程中得到了验证。 展开更多

关键词 深部开采 高应力强膨胀型软岩巷道 锚网索喷+底角锚杆+柔层桁架耦合支护

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受高水平构造应力影响的软岩巷道支护技术研究 被引量：5

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作者 王子越 孙维顺 汤梁 《中国煤炭》 北大核心 2015年第12期60-63,共4页

针对白皎煤矿2410巷遭受高量值水平构造应力影响且围岩极其软弱的特点,对巷道变形特征进行了数值模拟研究。分析了裸巷开挖、低预紧力支护和高预紧力支护条件下巷道变形特征和塑性区分布情况,最终确定高预紧力强力锚杆索联合支护方案。... 针对白皎煤矿2410巷遭受高量值水平构造应力影响且围岩极其软弱的特点,对巷道变形特征进行了数值模拟研究。分析了裸巷开挖、低预紧力支护和高预紧力支护条件下巷道变形特征和塑性区分布情况,最终确定高预紧力强力锚杆索联合支护方案。方案实施后,矿压监测结果表明锚杆索预紧力较高时,巷道围岩变形得到有效控制,锚杆索最终稳定工作栽荷与初始预紧力相差不大。 展开更多

关键词 软岩巷道 巷道支护 锚杆索联合支护 构造应力 高预紧力 矿压监测

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深部冲击地压巷道“卸压-支护-防护”协同防控原理与技术 被引量：87

9

作者 吴拥政 付玉凯 +3 位作者 何杰 陈金宇 褚晓威 孟宪志 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期132-144,共13页

针对深部冲击地压巷道高应力、强冲击造成的强矿压显现难题,分析了深部冲击地压巷道围岩变形破坏特征,确定了导致深部冲击地压巷道强冲击显现的防控难点,揭示了巷道冲击破坏机制。在分析深部冲击地压巷道破坏机制的基础上,建立了深部冲... 针对深部冲击地压巷道高应力、强冲击造成的强矿压显现难题,分析了深部冲击地压巷道围岩变形破坏特征,确定了导致深部冲击地压巷道强冲击显现的防控难点,揭示了巷道冲击破坏机制。在分析深部冲击地压巷道破坏机制的基础上,建立了深部冲击地压巷道围岩力学模型,分析了动、静叠加载荷、支护应力、围岩力学属性与莫尔圆间的相互作用关系,提出了深部冲击地压巷道“卸压-支护-防护”协同防控原理。通过对巷道围岩远、近场进行卸压,从动、静载荷角度降低巷道冲击能量和所受应力;利用高预应力、高强度、高延伸率及高冲击韧性“四高”锚杆(索)主动支护,结合围岩结构重塑技术,提高巷道围岩自承载和抗冲击能力;结合钢棚、缓冲垫层及防护支架,通过高阻尼作用快速抑制巷道围岩的冲击震动。通过协调“卸压-支护-防护”3种技术手段的时空关系,改变冲击地压巷道能量释放、传播及耗散形式。基于“卸压-支护-防护”协同防控原理,提出了深部冲击地压巷道“卸压-支护-防护”协同防控技术,开发了长、短孔分段水力压裂工艺,研发了配套的压裂机具和设备;研制了高冲击韧性锚杆(索)系列支护材料,大幅度提高了支护材料的强度和韧性;提出了以钢棚、缓冲垫层及防护支架为一体的巷道复合防护结构,复合防护结构能有效吸收巷道围岩内的冲击动能,抑制围岩震动。研究成果在蒙陕和义马典型冲击地压矿井开展了工业性试验,“卸压-支护-防护”协同防控技术改变了厚层坚硬岩层冲击能量释放形式,有效抵御了高动、静叠加载荷,减小了巷道围岩整体冲击变形,控制了深部冲击地压巷道围岩稳定。 展开更多

关键词 冲击地压 远、近场卸压 “四高”锚杆(索) 三级防控 深部巷道

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底板钻锚注浆技术在高应力软岩回采巷道底臌防治中的应用 被引量：1

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作者 杨晓成 刘志蒙 《中国矿业》 北大核心 2013年第7期83-86,共4页

针对某矿8902回风巷底臌防治难题,本文在理论分析巷道底臌的形式和原因的基础上,分析了空心注浆锚杆加固改善底板岩层的结构与强度、形成锚杆压缩区组合拱、浆液扩散加固拱的机理,认为空心注浆锚杆加固技术可提高支护结构的整体性和承... 针对某矿8902回风巷底臌防治难题,本文在理论分析巷道底臌的形式和原因的基础上,分析了空心注浆锚杆加固改善底板岩层的结构与强度、形成锚杆压缩区组合拱、浆液扩散加固拱的机理,认为空心注浆锚杆加固技术可提高支护结构的整体性和承载能力;根据试验巷道的采矿地质条件设计了底板锚注加固支护方案,并进行了工业性试验,结果表明:底板钻锚注加固技术显著减小了巷道底板变形量,有效控制了巷道底臌。 展开更多

关键词 高应力 动压软岩巷道 分阶段加固补强 锚杆(索)支护 滞后注浆加固 分阶段锚注支护

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复合顶板巷道分类及控制技术研究 被引量：5

11

作者 张蕾 张志明 +1 位作者 翟济 李争争 《煤炭工程》 北大核心 2014年第4期80-82,共3页

针对复合泥岩顶板巷道在采掘过程中出现的垮冒灾害难题,根据顶板中复合泥岩的厚度和分布位置对此类巷道进行分类,并在此基础上建立力学模型,分析引起顶板变形或冒顶的根源,提出采用"高预应力锚杆索+索桁架体"联合控制技术,现... 针对复合泥岩顶板巷道在采掘过程中出现的垮冒灾害难题,根据顶板中复合泥岩的厚度和分布位置对此类巷道进行分类,并在此基础上建立力学模型,分析引起顶板变形或冒顶的根源,提出采用"高预应力锚杆索+索桁架体"联合控制技术,现场工程试验表明,该技术能有效控制顶板变形,保障了顶板支护稳定性。 展开更多

关键词 复合顶板巷道 高预应力锚杆索 索桁架体 冒顶 联合控制技术

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