长期载荷作用下柔性锚杆力学特性及工程应用

• Published in: 煤炭学报 Vol. 45; no. 9; pp. 3096 - 3106
• Main Authors: 谢正正, 张农, 王朋, 汪明坤
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 中国矿业大学矿业工程学院,江苏徐州221116%中国矿业大学深部煤炭资源开采教育部重点实验室,江苏徐州221116 01.09.2020; 中国矿业大学矿业工程学院,江苏徐州221116; 中国矿业大学深部煤炭资源开采教育部重点实验室,江苏徐州221116; 江苏师范大学,江苏徐州221116
• Subjects: 长期载荷; 耐久性; 柔性锚杆; 力学特性; 巷道安全; 掘进效率
• ISSN: 0253-9993
• DOI: 10.13225/j.cnki.jccs.2020.0712

TD353.6; 以联合强化支护为主的控制技术是当前深部煤巷围岩控制的主要手段,复杂化的支护形式明显降低巷道掘进效率,采掘矛盾突出,已成为制约煤矿高效生产的普遍性难题.而不受巷道高度限制且能实现快速安装的柔性锚杆已在静态拉伸下表现出良好的力学性能,可有效解决巷道安全与掘进效率相制约的问题.为研究柔性锚杆在长期载荷作用下的力学特性和动态变化特征,通过自主研发的锚杆(索)耐久性实验系统对柔性锚杆进行长达5个月加载实验,分别设置无处理对照组、不同淋水环境和不同安装角度3种相似工程环境,并对长期加载后的柔性锚杆开展静态拉伸实验.结果 表明,与未经长期载荷作用的柔性锚杆相比,长期加载对柔性锚杆力学性能影响较小,峰值力仅降低1.2％;淋水环境下柔性锚杆出现多处锈蚀,其峰值载荷和延伸性能较无处理对照组均出现降低,分别降低8.6％和21.4％,而经防锈处理的柔性锚杆能保持自身的力学性能;不同安装角度的柔性锚杆有差异性的力学行为,角度过大时对柔性锚杆的承载能力带来不利影响;现场应用时,要确保柔性锚杆经过防锈处理且安装角度不宜过大.最后,在大倾角强动压巷道、高应力大断面巷道和厚顶煤巷道等复杂条件巷道中进行柔性锚杆单一化支护技术的现场实践,锚杆支护效率和巷道掘进速度有明显提升,同时围岩变形得到有效控制.