自旋錨桿的研究分析與應用.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，其服務期較短，在滿足安全的前提下，應盡可能減少支護費用，降低支護成本。將錨桿進行回收不僅是節(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用具有十分重要的現(xiàn)實意義。 自旋錨桿是一種無粘結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。國內外很多學者對錨桿的荷載傳遞機理進行了研究，得到多種錨桿荷載傳遞機理模型，

2、有剪應力分布的指數(shù)函數(shù)模型、剪應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劑的樹脂錨桿或砂漿錨桿進行研究，不適用于無粘結劑自旋錨桿。本文主要對自旋錨桿在巷道支護中的荷載傳遞機理進行了研究，得出了如下結論：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以及錨桿所受拉力的大小有密切關系。 對于無粘結劑錨桿(楔縫式錨桿、漲殼式錨桿等)的錨固力，很多學者都進行了深入研究，并推導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，南京水利科學研究院汪濱對自旋錨桿進行了試驗研究，推導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力、摩擦角、擠壓力等因素有關。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，因此要考慮群錨效應，對單根錨桿錨固力進

4、行折減，本文針對不同錨桿間距、不同性質的巖體進行分析，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行了深入研究，通過對錨葉進行分析，推導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。最后將自旋錨桿應用于東坡礦務局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