• 
    

    
    

      99热精品在线国产_美女午夜性视频免费_国产精品国产高清国产av_av欧美777_自拍偷自拍亚洲精品老妇_亚洲熟女精品中文字幕_www日本黄色视频网_国产精品野战在线观看 ?

      張拉預(yù)緊式錨桿在深部巷道圍巖變形控制中應(yīng)用

      2022-02-09 08:09:14趙丙珍
      西部探礦工程 2022年12期
      關(guān)鍵詞:夾片鎖具張拉

      趙丙珍

      (山西鋪龍灣煤業(yè)有限公司,山西 大同 037104)

      動(dòng)壓巷道受采動(dòng)支承應(yīng)力影響,圍巖變形量大,維護(hù)較為困難,制約礦井高產(chǎn)高效和經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益,威脅礦井安全[1-3]。動(dòng)壓巷道的支護(hù)是當(dāng)前礦井面臨的難題之一,國(guó)內(nèi)外眾多學(xué)者進(jìn)行了大量研究,并針對(duì)傳統(tǒng)轉(zhuǎn)矩式的錨桿支護(hù)預(yù)應(yīng)力較小的問(wèn)題,提出通過(guò)監(jiān)測(cè)錨桿內(nèi)力、補(bǔ)打錨桿等方式,提高錨桿支護(hù)強(qiáng)度。但補(bǔ)打錨桿費(fèi)力費(fèi)工,制約巷道維護(hù)速度,影響礦井的經(jīng)濟(jì)效益[4-8]。平煤礦區(qū)是我國(guó)典型深部開采礦區(qū),開采深度已超過(guò)800m,巷道圍巖軟弱破碎、持續(xù)變形嚴(yán)重,支護(hù)維護(hù)困難,返修率高,礦井提出采用張拉預(yù)緊式錨桿對(duì)原錨桿重復(fù)預(yù)緊,預(yù)緊后巷道圍巖變形量得到明顯改善,有效提高了動(dòng)壓巷道圍巖穩(wěn)定性,減少了返修次數(shù)。

      1 工作面概況

      2308運(yùn)輸巷在西翼皮帶大巷西端開口,西側(cè)、北側(cè)為實(shí)體煤;南側(cè)距2306 回風(fēng)巷446.3m;東側(cè)距2306 工作面采空區(qū)(2306 回風(fēng)順槽)37.8m。巷道沿3#煤底板掘進(jìn),煤層平均厚度4.65m,平距傾角3.5°,煤層頂板為泥巖、各粒度砂巖、砂質(zhì)泥巖;底板為砂質(zhì)泥巖、粉砂巖。巷道掘進(jìn)平距深度850m以上,受礦壓、采動(dòng)影響,巷道兩幫擠出、底鼓嚴(yán)重,從巷道二部皮帶架子246 架向外,需擴(kuò)幫作業(yè),擴(kuò)幫深部約0.6~1.0m。

      2 傳統(tǒng)轉(zhuǎn)矩式錨桿預(yù)緊力現(xiàn)狀

      (1)由于傳統(tǒng)轉(zhuǎn)矩式錨桿施工要求與預(yù)緊方式不匹配,影響轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)化為預(yù)緊力效率。

      (2)如果為了提高預(yù)應(yīng)力而過(guò)度提高轉(zhuǎn)矩,錨桿會(huì)承受較大的疊加應(yīng)力載荷,發(fā)生破斷。

      (3)巷道擴(kuò)幫、巖層松軟等因素造成錨桿預(yù)緊實(shí)效后,錨桿無(wú)法重復(fù)預(yù)緊,造成資源浪費(fèi)。

      3 張拉預(yù)緊式錨桿支護(hù)系統(tǒng)

      張拉預(yù)緊式錨桿支護(hù)系統(tǒng)主要由鎖具、張拉千斤頂及錨桿攪拌器組成。

      3.1 鎖具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

      張拉預(yù)緊式錨桿鎖具代替?zhèn)鹘y(tǒng)轉(zhuǎn)矩式錨桿螺母對(duì)圍巖施加預(yù)緊力,鎖具由夾片和錨環(huán)構(gòu)成,如圖1所示。

      圖1 鎖具工作原理圖

      由圖1可知,將夾片推入鎖環(huán)后,實(shí)現(xiàn)錨桿的高預(yù)緊力,同時(shí)托盤也會(huì)受到巷道圍巖的反作用力,這個(gè)力通過(guò)托盤傳遞到鎖環(huán),而鎖環(huán)的倒圓臺(tái)結(jié)構(gòu)將這個(gè)沿錨桿徑向的力改變?yōu)榇怪庇阪i具夾片的力,從而使夾片鎖的更緊,即實(shí)現(xiàn)了鎖具的自鎖,當(dāng)圍巖的反作用力越大時(shí),鎖具咬的越緊,避免了退錨的發(fā)生。

      錨桿夾片硬度不宜過(guò)大或過(guò)小,硬度過(guò)大韌性不足,易發(fā)生開裂破壞;硬度過(guò)小無(wú)法咬住,易發(fā)生退錨。結(jié)合2308 運(yùn)輸巷地質(zhì)條件,最終確定采用500MPa錨桿的鎖具夾片,硬度需大于HRC35。

      3.2 張拉千斤頂結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

      (1)千斤頂結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。張拉千斤頂主要由張拉油缸、帶銷夾片、錨具及固定架組成,其工作原理類似錨索夾片和錨環(huán)鎖定錨桿實(shí)現(xiàn)高的預(yù)緊力,如圖2所示?,F(xiàn)場(chǎng)施工時(shí),鎖具與張拉千斤頂相互配合,通過(guò)張拉千斤頂推動(dòng)鎖具將錨桿鎖緊,達(dá)到提高錨桿預(yù)緊力的目的。

      圖2 張拉千斤頂結(jié)構(gòu)工作原理圖

      (2)張拉壓力與預(yù)緊力對(duì)應(yīng)關(guān)系計(jì)算。張拉千斤頂油缸活塞直徑d 為50mm,共有兩個(gè)油缸,則油缸的受力面積S為:

      帶入?yún)?shù)可得S=3925mm2。

      綜上所述,通過(guò)對(duì)給排水設(shè)計(jì)的實(shí)施優(yōu)化,保證設(shè)計(jì)時(shí)可以進(jìn)行最優(yōu)化的配置,進(jìn)而達(dá)到節(jié)能的效果。在設(shè)計(jì)質(zhì)量得到保證時(shí),給排水工程在各個(gè)環(huán)節(jié)都可以實(shí)現(xiàn)節(jié)能效果,并將城市功能提升得恰到好處,進(jìn)而帶動(dòng)城市的發(fā)展。為實(shí)現(xiàn)保護(hù)環(huán)境和節(jié)約能源的目標(biāo),在給排水系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)合理規(guī)劃排水工程,全方面地完善施工建設(shè)。

      千斤頂1MPa受力f如下:

      f=S×10-6m2×1×106N/m

      =3.93kN/MPa

      帶入?yún)?shù)可得f=3.93kN/MPa。

      如?20mmHRB500錨桿,屈服載荷157kN,設(shè)計(jì)預(yù)緊力F為95kN(屈服載荷的60%),則錨桿張拉應(yīng)力P為:

      帶入?yún)?shù)可得P=24MPa。

      3.3 攪拌器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

      由于張拉式鎖具錨桿已無(wú)需尾紋,為解決常規(guī)攪拌器無(wú)法攪拌此類錨桿的問(wèn)題,需配套采用一種抱鎖式錨桿攪拌器。

      4 張拉預(yù)緊式錨桿錨固數(shù)值模擬

      4.1 模擬方案

      取出巷道錨固分離體,探查巷道圍巖裂隙節(jié)理發(fā)育規(guī)律,利用3DEC7.0 建立含初始損傷的單軸抗壓數(shù)值模型,模型尺寸為1.6m×3m×3m,施加預(yù)緊力分別為0kN、30kN、60kN、90kN,具體參數(shù)如表1、表2所示。

      表1 圍巖力學(xué)參數(shù)

      4.2 模擬結(jié)果分析

      由圖3可知,安裝錨桿后,錨固體的強(qiáng)度峰值有所提高,且錨固體的強(qiáng)度與錨桿預(yù)緊力呈正相關(guān)。錨桿預(yù)緊力為30kN 時(shí),錨固體峰值強(qiáng)度為7.83MPa,相比零預(yù)緊力的峰值7.53MPa提高了0.3MPa,峰值強(qiáng)度強(qiáng)化系數(shù)為1.04;錨桿預(yù)緊力為60kN 時(shí),錨固體峰值強(qiáng)度為7.98MPa,峰值強(qiáng)度強(qiáng)化系數(shù)為1.06;當(dāng)預(yù)緊力提高到90kN 時(shí),錨固體峰值強(qiáng)度提高到8.26MPa,峰值強(qiáng)度強(qiáng)化系數(shù)為1.10。

      圖3 錨固體全應(yīng)力—應(yīng)變曲線

      (2)錨固體殘余強(qiáng)度強(qiáng)化作用分析。張拉預(yù)緊式錨桿預(yù)緊力為0、30kN、60kN、90kN 時(shí),錨固體峰后破壞特征與全應(yīng)力—應(yīng)變曲線如圖4所示。

      由圖4可知,安裝錨桿后,錨固體的殘余強(qiáng)度顯著提高,且隨預(yù)緊力的增加而顯著增大無(wú)預(yù)緊力巖體的殘余強(qiáng)度為2.11MPa,當(dāng)預(yù)緊力為30kN、60kN、90kN時(shí),殘余強(qiáng)度分別為2.38MPa、2.52MPa、2.72MPa,殘余強(qiáng)度強(qiáng)化系數(shù)為1.128、1.194、1.29。因此,預(yù)緊力越大,對(duì)錨固體殘余強(qiáng)度的強(qiáng)化效率越高。

      圖4 錨固體峰后破壞特征與全應(yīng)力—應(yīng)變曲線圖

      (3)錨固體內(nèi)部裂隙擴(kuò)展規(guī)律分析。張拉預(yù)緊式錨桿預(yù)緊力為0、30kN、60kN、90kN 時(shí),錨固體內(nèi)部剪切裂隙分布特征如圖5所示。

      由圖5可知,隨預(yù)緊力增大,剪切裂隙貫通程度減小,以水平方向剪切裂隙減少顯著,錨桿主動(dòng)預(yù)緊力約束與被動(dòng)工作載荷約束,對(duì)圍巖表面施加一定的壓力,對(duì)巖體受載擴(kuò)容起到較好的限制作用淺部圍巖的張拉破壞明顯減小,這說(shuō)明預(yù)緊力的提升能有效控制淺部圍巖變形破壞,有利于減少片幫現(xiàn)象。

      圖5 錨固體內(nèi)部剪切裂隙分布特征圖

      (4)巷道圍巖整體變形破壞特征。張拉預(yù)緊式錨桿預(yù)緊力為0、30kN、60kN、90kN 時(shí),巷道圍巖變形破壞特征如圖6所示。

      由圖6可知,隨著預(yù)緊力的增大,巷道圍巖變形量及裂隙發(fā)育數(shù)量顯著減小。巷道錨桿預(yù)緊力為30、60、90kN時(shí),相比無(wú)預(yù)緊力,兩幫相對(duì)移進(jìn)量減少了27%、50.7%、69%,裂隙發(fā)育數(shù)量減少了35%、49.2%、63%。

      圖6 巷道圍巖變形破壞特征圖

      5 工程實(shí)踐

      2308運(yùn)輸巷原擴(kuò)修支護(hù)方案為幫部擴(kuò)修后重新補(bǔ)打3 根直徑為20mm、長(zhǎng)度為2400mm、強(qiáng)度為500MPa左旋高強(qiáng)樹脂錨桿,但擴(kuò)修后預(yù)緊力低,錨桿貼幫護(hù)幫效果差,巷道片幫嚴(yán)重,同時(shí)補(bǔ)打錨桿,費(fèi)力費(fèi)工,制約修巷速度。

      采用張拉預(yù)緊式錨桿擴(kuò)幫支護(hù),利用鎖具直接對(duì)擴(kuò)幫后遺留的2000mm 左右的錨桿重復(fù)預(yù)緊,并施加60kN以上預(yù)緊力,無(wú)需補(bǔ)打錨桿。

      6 效果檢驗(yàn)

      通過(guò)對(duì)比2308運(yùn)輸巷分別采用傳統(tǒng)轉(zhuǎn)矩式錨桿和張拉預(yù)緊式錨桿時(shí)巷道兩幫變形量,驗(yàn)證張拉預(yù)緊式錨桿對(duì)加固巷道圍巖的作用。在20d的監(jiān)測(cè)時(shí)間內(nèi),巷道圍巖變形情況如圖7所示。

      由圖7可知,2308 運(yùn)輸巷采用張拉預(yù)緊式錨桿時(shí)巷道最大圍巖變形量為315mm,較采用傳統(tǒng)轉(zhuǎn)矩式錨桿時(shí)減小了252mm。因此,張拉預(yù)緊式錨桿對(duì)原支護(hù)錨桿重復(fù)預(yù)緊后,能夠有效減小巷道圍巖變形量,保證圍巖穩(wěn)定性。

      圖7 2308運(yùn)輸巷兩幫變形量

      7 結(jié)論

      (1)2308 運(yùn)輸巷采用傳統(tǒng)轉(zhuǎn)矩式的錨桿支護(hù)后巷道圍巖變形量大,補(bǔ)打錨桿不僅預(yù)緊力低,錨桿貼幫護(hù)幫效果差,巷道片幫嚴(yán)重,還費(fèi)力費(fèi)工,制約修巷速度。礦井提出采用張拉預(yù)緊式錨桿對(duì)原錨桿重復(fù)預(yù)緊,通過(guò)3DEC7.0 數(shù)值模擬可知,安裝錨桿后,巷道圍巖變形量及裂隙發(fā)育數(shù)量顯著減小,并與預(yù)緊力大小成正相關(guān)。

      (2)通過(guò)監(jiān)測(cè)2308運(yùn)輸巷兩幫變形量可知,采用張拉預(yù)緊式錨桿時(shí)巷道最大圍巖變形量為315mm,較采用傳統(tǒng)轉(zhuǎn)矩式錨桿時(shí)減小了252mm。由此可知,采用張拉預(yù)緊式錨桿支護(hù)效果優(yōu)于補(bǔ)打傳統(tǒng)轉(zhuǎn)矩式錨桿,不僅提高了圍巖穩(wěn)定性,還減少了作業(yè)強(qiáng)度和支護(hù)成本。

      猜你喜歡
      夾片鎖具張拉
      考慮夾片影響的反拉法錨下有效預(yù)應(yīng)力檢測(cè)技術(shù)研究
      智能張拉技術(shù)在預(yù)制T梁施工中的應(yīng)用
      山西建筑(2022年14期)2022-07-18 02:35:36
      頂壓器在鋼絞線拉索的試驗(yàn)研究和工程應(yīng)用
      福州昌宇五金鎖具制品有限公司
      五金科技(2020年4期)2020-09-23 08:54:10
      夾片群錨體系鋼絞線拉索整體放張單根拆除換索施工工藝
      一種用于檢測(cè)智能鎖具微型直流電機(jī)耐久壽命的裝置
      夾片機(jī)床自動(dòng)上下料機(jī)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用
      大長(zhǎng)細(xì)比斜跨拱肋的空間吊桿張拉方法研究
      可更換式“五防”鎖具防護(hù)罩的研發(fā)
      閔浩:做鎖具行業(yè)的“蘋果公司”
      金乡县| 奉化市| 新建县| 安乡县| 濉溪县| 玛曲县| 海城市| 柘城县| 固阳县| 大埔区| 桓仁| 桦川县| 苏尼特右旗| 铁岭市| 长沙市| 大埔县| 含山县| 梨树县| 介休市| 淳化县| 厦门市| 墨脱县| 伊吾县| 微博| 嘉鱼县| 广南县| 永春县| 赫章县| 柳林县| 阳山县| 平顶山市| 华池县| 临湘市| 岳阳市| 于都县| 贡觉县| 泾阳县| 巧家县| 金沙县| 兴山县| 深圳市|