自旋錨桿的研究分析與應(yīng)用.pdf

1、在煤礦井巷中，回采巷道的長度占礦井巷道總長度60％以上，其服務(wù)期較短，在滿足安全的前提下，應(yīng)盡可能減少支護(hù)費用，降低支護(hù)成本。將錨桿進(jìn)行回收不僅是節(jié)約成本的一種很好的手段，同時也可以實現(xiàn)資源再利用。因此，研究可回收錨桿在回采巷道中的應(yīng)用具有十分重要的現(xiàn)實意義。 自旋錨桿是一種無粘結(jié)劑的可回收新型錨桿，其錨固力主要是靠刻入巖體的螺絲與巖體之間的摩擦力提供。國內(nèi)外很多學(xué)者對錨桿的荷載傳遞機理進(jìn)行了研究，得到多種錨桿荷載傳遞機理模型，

2、有剪應(yīng)力分布的指數(shù)函數(shù)模型、剪應(yīng)力分布的高斯曲線模型等，但上述荷載傳遞機理模型主要是針對粘結(jié)劑的樹脂錨桿或砂漿錨桿進(jìn)行研究，不適用于無粘結(jié)劑自旋錨桿。本文主要對自旋錨桿在巷道支護(hù)中的荷載傳遞機理進(jìn)行了研究，得出了如下結(jié)論：自旋錨桿螺旋段的摩阻力分布服從雙曲函數(shù)模型；摩阻力分布與巖體的性質(zhì)以及錨桿所受拉力的大小有密切關(guān)系。 對于無粘結(jié)劑錨桿(楔縫式錨桿、漲殼式錨桿等)的錨固力，很多學(xué)者都進(jìn)行了深入研究，并推導(dǎo)出了較完整的抗拔力公式

3、。由于自旋錨桿是一種新型錨桿，工程應(yīng)用過程中，其抗拔力的確定一般都是通過現(xiàn)場試驗和工程類比法獲得。目前，南京水利科學(xué)研究院汪濱對自旋錨桿進(jìn)行了試驗研究，推導(dǎo)出了自旋錨桿在砂土中的抗拔力公式，但不適用于巖體。本文分析了單根自旋錨桿的受力特點，推導(dǎo)出了自旋錨桿在巖體中的抗拔力公式，得出自旋錨桿抗拔力與巖體的粘結(jié)力、摩擦角、擠壓力等因素有關(guān)。通常，單根錨桿抗拔力無法滿足實際工程要求，需要多根錨桿共同承擔(dān)，因此要考慮群錨效應(yīng)，對單根錨桿錨固力進(jìn)

4、行折減，本文針對不同錨桿間距、不同性質(zhì)的巖體進(jìn)行分析，擬合出群錨的折減系數(shù)。 由于螺旋錨的安裝過程及工藝與其它錨桿不同，需要施加一定的扭矩和軸壓。因此，筆者對自旋錨桿安裝扭矩進(jìn)行了深入研究，通過對錨葉進(jìn)行分析，推導(dǎo)出了安裝自旋錨桿所需的扭矩和軸壓公式，得出自旋錨桿的安裝扭矩與自身的幾何形狀、巖體特性和安裝深度等因素有關(guān)。最后將自旋錨桿應(yīng)用于東坡礦務(wù)局712切眼巷道中，通過監(jiān)測施工過程中錨桿的受力狀態(tài)和巷道的變形情況，證明了自旋錨