螺旋錨桿對(duì)松散巷幫支護(hù)有較強(qiáng)的適應(yīng)性,為特定地質(zhì)條件下樹(shù)脂錨固系統(tǒng)失效帶來(lái)的安全風(fēng)險(xiǎn)提供了解決方案。螺旋錨桿錨固力生成、工作及失效機(jī)理研究對(duì)煤巷支護(hù)產(chǎn)品優(yōu)化升級(jí)至關(guān)重要。本文聚焦于螺旋錨桿錨固機(jī)制,采用理論分析、實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)、現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證等綜合研究手段,分析了螺旋錨桿錨固微元運(yùn)動(dòng)及受力狀態(tài),闡述了螺旋錨桿錨固力生成過(guò)程,提出了螺旋錨桿嵌固式、摩擦式和反作用力式的三種錨固力生成途徑;通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè),研究了安裝工藝、螺桿結(jié)構(gòu)高度,螺旋嵌固段長(zhǎng)度分別與螺旋錨桿錨固效果的關(guān)系;總結(jié)了螺旋錨桿錨固系統(tǒng)失效特征,表征了螺旋錨桿實(shí)驗(yàn)室極限工作條件下的載荷分布規(guī)律;開(kāi)展了螺旋錨桿錨固力現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè),分析了圍巖穩(wěn)定及采動(dòng)條件下螺旋錨桿錨固力在煤幫中的演化規(guī)律。主要結(jié)論如下:（1）在滿足錨桿結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度的前提下,減小錨桿螺旋大徑D、螺旋結(jié)構(gòu)槽深度h,控制槽寬比u₀,選擇與錨桿參數(shù)匹配的鉆機(jī)有利于螺旋錨桿旋進(jìn)及錨固力生成。（2）螺旋錨桿錨固力與導(dǎo)孔直徑呈先增加后降低的趨勢(shì);導(dǎo)孔儲(chǔ)備值在30mm⁶0mm之間,錨固效果最好;螺旋嵌固段長(zhǎng)度要綜合考慮螺旋高度、導(dǎo)孔深度、煤體的物理... 

【文章來(lái)源】：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：85 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

螺旋錨桿類型Figure2-1TypeofScrewbolt

螺旋錨桿旋進(jìn)模型中，螺旋結(jié)構(gòu)的螺旋結(jié)構(gòu)槽受到煤體垂直方向上的壓應(yīng)力 σv作用，因此，螺旋錨葉受到方向與螺旋微分單元速度 v 相反的煤體摩擦應(yīng)力 ，螺旋結(jié)構(gòu)槽內(nèi)的煤屑受到的剪應(yīng)力為 τ，其方向與煤屑微分單元速度 νa相反。圖中 σv 下指螺旋桿體下方煤巖體對(duì)桿體產(chǎn)生的應(yīng)力，由于忽略了桿體自重，孔外煤體受到的干擾忽略不計(jì)，σv 下與垂直方向上應(yīng)力 σv大小相等，方向相反。螺旋錨桿錨固力生成的三個(gè)機(jī)制中提到，錨桿螺旋擠壓煤體并在重力及構(gòu)造應(yīng)力的作用下錨固力會(huì)明顯增大，由此可見(jiàn)，螺旋錨桿錨固力與安裝位置處應(yīng)力環(huán)境密切相關(guān)，錨固微元收到的正應(yīng)力、剪應(yīng)力都與煤體的受力存在聯(lián)系，基于此，我們對(duì)螺旋錨桿表明煤體的受力進(jìn)行探討分析。在摩擦阻力和剪切力共同作用下，需要建立垂直壓應(yīng)力 σv和桿體螺旋結(jié)構(gòu)槽內(nèi)煤屑受到的剪應(yīng)力 τ 在水平方向的變化規(guī)律，其中，煤體垂直壓應(yīng)力 σv可以與摩擦阻力 的變化規(guī)律建立聯(lián)系。2.3.1 旋進(jìn)模型表面煤體垂直應(yīng)力

3.1.1 試驗(yàn)儀器準(zhǔn)備本次井下試驗(yàn)，所需儀器設(shè)備均為現(xiàn)場(chǎng)常用的設(shè)備，試驗(yàn)之前都經(jīng)過(guò)檢修校對(duì)，滿足試驗(yàn)要求。具體包括手動(dòng)式錨桿拉拔儀如圖3-1（a）所示；帶有銘牌和刻度盤(pán)的扭矩扳手如圖3-1（b）所示；手持式氣動(dòng)幫錨桿鉆機(jī)如圖3-1（c）所示；卷尺，液壓測(cè)力計(jì)如圖3-1（d）所示；鉆頭系列等。（a）手動(dòng)式錨桿拉拔儀 （b）扭矩扳手（c）手持式氣動(dòng)幫錨桿鉆機(jī) （d）液壓測(cè)力計(jì)圖 3-1 試驗(yàn)所用的主要儀器Figure 3-1 The main instruments required for the test

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]煤巖錨固系統(tǒng)滑移脫黏試驗(yàn)研究與力學(xué)性能分析[J]. 李懷珍,李學(xué)華,種照輝,龍景奎.  采礦與安全工程學(xué)報(bào). 2017(06)
[2]強(qiáng)力錨桿桿體斷裂失效的微細(xì)觀試驗(yàn)研究[J]. 吳擁政,褚曉威,吳建星,何杰.  煤炭學(xué)報(bào). 2017(03)
[3]西部礦區(qū)植被根系采動(dòng)損傷特征及細(xì)觀力學(xué)機(jī)制[J]. 潘東江,張農(nóng),趙一鳴,雷少剛.  煤炭學(xué)報(bào). 2017(02)
[4]煤炭精準(zhǔn)開(kāi)采科學(xué)構(gòu)想[J]. 袁亮.  煤炭學(xué)報(bào). 2017(01)
[5]端部錨固錨桿預(yù)應(yīng)力場(chǎng)分布特征的大型模型試驗(yàn)研究[J]. 林健,石垚,孫志勇,王正勝,蔡嘉芳.  巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào). 2016(11)
[6]我國(guó)煤礦巷道錨桿支護(hù)技術(shù)發(fā)展60年及展望[J]. 康紅普.  中國(guó)礦業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2016(06)
[7]鋼螺旋錨桿承載能力的有限元分析[J]. 尹新生,宋曉東.  吉林建筑大學(xué)學(xué)報(bào). 2016(04)
[8]淺部煤礦井下地應(yīng)力分布特征研究及應(yīng)用[J]. 康紅普,司林坡,張曉.  煤炭學(xué)報(bào). 2016(06)
[9]超千米深井巷道圍巖變形特征與支護(hù)技術(shù)[J]. 康紅普,范明建,高富強(qiáng),張輝.  巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào). 2015(11)
[10]千米深井高地壓軟巖巷道沿空留巷工程案例[J]. 張農(nóng),陳紅,陳瑤.  煤炭學(xué)報(bào). 2015(03)

博士論文
[1]全長(zhǎng)錨固系統(tǒng)失效機(jī)制及耐久性探究[D]. 馮曉巍.中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2017
[2]巷道快速掘進(jìn)空頂區(qū)頂板破壞機(jī)理及穩(wěn)定性控制[D]. 馬睿.中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2016

碩士論文
[1]螺旋鋼樁豎向承載機(jī)理試驗(yàn)研究[D]. 王達(dá)麟.天津大學(xué) 2012
[2]自旋錨管技術(shù)在軟巖隧道支護(hù)中的研究與應(yīng)用[D]. 周楊.西安科技大學(xué) 2011
[3]土層自旋錨管的研究與工程應(yīng)用[D]. 許剛.西安科技大學(xué) 2010



本文編號(hào)：2932478