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斜拉锚索锁具的设计与应用

2021
10/12
11:34
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一、立项原因:

   掘进巷道过程中经常会遇到顶板层间距薄或者巷道压力大,需要在特殊地段采取斜拉锚索吊挂钢梁或者单点斜拉锚索加强支护;在实际操作过程中经常会出现锚索从锁具根部拉断现象,这是由于使用斜拉锚索在使用普通锁具压紧时,锚索在锁具根部产生变形,锚索收到了横向剪切力,在受力时剪切力逐渐增大导致锚索在锁具根部断裂;在这种情况下,我们在锁具上进行创新,将锁具进行改良。

二、成果内容:

斜拉锚索在过上覆煤柱,应力集中区时常常会被设计施工,虽然降低了巷道尖角处横向剪切力的作用,很好的控制了剪切力对对巷道的破坏程度,有效的防止“切顶”现象的出现。但是在施工中斜拉锚索配合普通锁具进行顶板支护时,当顶板压力较大时,锚索往往在没有达到自身屈服极限时就在锁具根部出现断裂现象。

通过研究设计将普通锁具分为了两部分,底部上端加工成半球面,上部上端加工成15°斜切面,这样两部分通过中间半球面和上部斜切面能够有效的控制锚索角度,使锚索在受力时能够保持与锁具的受压方向一致,有效的减轻了锚索收到的横向剪切力,保证了锚索的强度,从而确保了支护的有效性。

斜拉锚索锁具加工图:

                                                   

加工实物图片:

 

 

 

以51220巷为例,51220巷掘至1701m出上覆12#层81220面采空区,掘至1727m进入12#层81001面采空区。煤柱宽26m。受上覆煤柱影响,此处压力显现尤为严重,顶板破碎,为控制顶板特对此区段施工斜拉锚索加强支护。巷道两帮尖角处分别施工斜拉锚索,间距2.0m;通过对锚索压力及锚索变化进行监测,得出锚索随压力变化形变曲线。

 

 

(井下锚索锚具改造前实物实景图)

 

 

(井下锚索锚具改造后实物实景图)

                                       

三、创新点:

1、有效的减小了横向剪切力对锚索的破坏,从而保证了支护的稳定性。

2、有效的降低了巷道片帮冒顶现象发生的概率,对人员的安全有保证。

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