一种应力均衡扩散锚固巷道方法技术

本发明专利技术公开了一种应力均衡扩散锚固巷道方法，包括：确定巷道锚固范围和锚杆锚索长度；确定一次锚固长度、应力和二次锚固长度；确定锚固点位置，巷道顶板中间和帮部中间必须设置锚固点，锚杆最佳布置方式是五花布置；梁带设置条件是：当巷道宽度大于6m并且巷道顶板是平顶时，在巷道顶板中间位置设置巷道环向托梁或钢带，托梁或钢带的长度为巷道宽度的

A method of stress equilibrium diffusion anchoring roadway

The invention discloses a stress balanced diffusion anchoring roadway method, which comprises the following steps: determining the roadway anchoring range and anchor cable length; determining the primary anchoring length, stress and secondary anchoring length; determining the anchor point position, the middle of the roadway roof and the middle of the side must be provided with anchor points, and the optimal arrangement mode of the anchor bolt is five flower arrangement; the setting condition of the beam belt is: when the roadway width is more than 6m When the roadway roof is a flat roof, a ring joist or steel strip is set in the middle of the roadway roof, and the length of the joist or steel strip is the width of the roadway

【技术实现步骤摘要】
一种应力均衡扩散锚固巷道方法
本专利技术涉及地下工程锚杆支护，具体涉及一种应力均衡扩散锚固巷道方法。
技术介绍
现有的煤矿巷道支护中的锚杆支护方式，支护构件采用锚杆、网片和托梁钢带。从这种技术产生到现在，各种构件都有很多进步。锚杆从早期的机械式端头锚固发展到粘结式锚固大大增加了可靠性，也出现了在破碎围岩情况下的注浆锚杆和注浆锚索。网片也是出现了很多种铁丝网、非金属网和钢筋焊接网。各种梁带更是品种繁多。尽管发展快，新的产品层出不穷。但对于松软破碎地层的巷道支护问题还是不能较好的解决。在围岩条件较差，地压和矿压较大的区域，巷道变形严重，支护系统中的环向梁带随着变形收缩增大而失去作用并且在变形过程中与围岩的不协调隆起导致锚固点的承托性能大大降低，使得整个支护系统不能有效的控制围岩稳定性。锚网梁支护系统中采用的梁带主要是连接锚固点并增加锚固点的承托性能。增加承托面积和范围对于围岩稳定是决定性的重要，但由于目前锚网支护系统的环向梁带配置方向刚好是围岩单向收缩状态，梁带在围岩变形能作用下属于力学上的压杆失稳弯曲变形。这种梁带的受压特性与系统设计梁带的力学原理不相符合，起不到理想效果，尤其是当支护系统遇到松软破碎地层或大埋深高矿压情况时，梁带不但不能起到大面积连体承托作用，反而由于梁带弯曲造成锚固点附近梁带外翘在承托点出产生反作用力而影响支撑承托作用。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有锚网梁支护系统不能很好解决松软破碎地层的巷道支护问题的缺陷，提供一种应力均衡扩散锚固巷道方法，采用了预应力扩散托盘替代梁带，增加了单点锚固扩散对围岩的控制效果，同时使用应力均衡锚杆在不使用环向梁带的情况下克服现有技术的承托效率降低的问题，本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种应力均衡扩散锚固巷道方法，其特征在于包括应力均衡锚杆和以下步骤：所述应力均衡锚杆的托盘是应力均衡扩散星肋托盘，杆体及其他附件根据地质环境和工程应用确定；锚固巷道方法包括：步骤a：确定巷道锚固范围和锚杆锚索长度；步骤b：确定一次锚固长度、应力和二次锚固长度；步骤c：确定锚固点位置，巷道顶板中间和帮部中间必须设置锚固点，锚杆最佳布置方式是五花布置；步骤d：梁带设置条件是：当巷道顶板是平顶且巷道顶板中间水平拉应力大于顶板岩体抗拉强度时，在巷道顶板中间位置设置巷道环向托梁或钢带，托梁或钢带的长度为巷道宽度的对于岩体普氏系数小于1且破碎地层，设置走向托梁或钢带。优选地，应力均衡扩散星肋托盘外轮廓为一个多边形，多边形托盘中心设置一个与锚固杆体匹配的锚杆孔，从锚杆孔周边向着多边形的每个顶角设置放射状变截面肋条。优选地，所述多边形的边数为4-6，多边形的边可以设置卷边，卷边高度大于5mm。优选地，靠近锚杆孔位置的肋条截面模量大，向顶角位置延伸的肋条截面模量逐渐减小。优选地，靠近锚杆孔位置的肋条高度为15mm-55mm，距离顶角10mm处的肋条高度尖灭为0。优选地，所述多边形托盘的制造原材料截面为中间厚外侧薄，厚度变化范围为3mm-20mm。优选地，放射状变截面肋条的结构为弧形截面锥形，或三角形截面锥形。优选地，巷道锚固范围中的顶板锚固最大高度必须达到巷道帮部锚固范围是式中B为巷道宽，h为巷道高度。优选地，锚索长度为帮锚杆长度为顶板锚杆长度为式中B为巷道宽，h为巷道高度。优选地，锚索一次锚固长度为1000-1800mm，锚索应力为锚索屈服强度的60％，二次锚固长度大于锚索长度的60％，锚杆一次锚固长度为500-1000mm，预力为锚杆屈服强度的40％，二次锚固在一次锚固1小时后进行，二次锚固长度大于锚杆长度的50％。本专利技术采用了应力均衡锚杆和梁带设置方法，增加了单点锚固扩散对围岩的控制效果，同时使用应力均衡锚杆在不使用环向梁带的情况下达到高效控制围岩，本专利技术与现有技术相比，使用单托盘替代环向梁带降低施工成本10％，应力均衡扩散锚固方法改善了支护系统力学特征，能够有效的控制围岩，简化锚网梁支护系统，施工方便快速，降低劳动力，提高施工速度。本专利技术与现有技术相比具有以下优点:1、使用单托盘替代环向梁带降低施工成本10％。2、应力均衡扩散锚固方法改善了支护系统力学特征，能够有效的控制围岩。3、采用单点锚固替代环向梁带，没有了对齐梁带小孔的不方便性，简化锚网梁支护系统，施工方便快速，降低劳动力，提高施工速度。附图说明图1是六角托盘弧形截面锥形肋条结构三视图和立体图。图2是六角托盘三角形截面锥形肋条结构三视图和立体图。图3是四角托盘弧形截面锥形肋条结构三视图和立体图。图4是四角托盘三角形截面锥形肋条结构三视图和立体图。图5是五角托盘弧形截面锥形星肋结构三视图和立体图。图6是五角托盘三角形截面锥形肋条结构三视图和立体图。图7是带卷边肋条的结构三视图和立体图。图8是弧形截面锥形星肋条结构三视图和立体图。图9是三角形截面锥形肋条结构三视图和立体图。图10是四角托盘弧形截面锥形肋条，支护锚杆布置矩形示意图。图11是四角托盘三角形截面锥形肋条，支护锚杆为五花布置示意图。图12是六角托盘三角形截面锥形肋条，支护锚杆为矩形布置示意图。图13是六角托盘三角形截面锥形肋条，支护锚杆为五花布置示意图。具体实施方式现在结合附图对本专利技术作进一步详细的说明。一种应力均衡扩散锚固巷道方法，在于包括应力均衡锚杆和以下步骤：所述应力均衡锚杆的托盘是应力均衡扩散星肋托盘，杆体及其他附件根据地质环境和工程应用确定；锚固巷道方法包括：步骤a：确定巷道锚固范围和锚杆锚索长度；步骤b：确定一次锚固长度、应力和二次锚固长度；步骤c：确定锚固点位置，巷道顶板中间和帮部中间必须设置锚固点，锚杆最佳布置方式是五花布置；步骤d：梁带设置条件是：当巷道顶板是平顶且巷道顶板中间水平拉应力大于顶板岩体抗拉强度时，在巷道顶板中间位置设置巷道环向托梁或钢带，托梁或钢带的长度为巷道宽度的对于岩体普氏系数小于1且破碎地层，设置走向托梁或钢带。其中巷道锚固范围中的顶板锚固最大高度必须达到巷道帮部锚固范围是式中B为巷道宽，h为巷道高度。优选地，锚索长度为帮锚杆长度为顶板锚杆长度为式中B为巷道宽，h为巷道高度。优选地，锚索锚固长度为1000-1800mm，预应力为锚索屈服强度的60％，二次锚固长度大于锚索长度的60％，锚杆一次锚固长度为500-1000mm，预应力为锚杆屈服强度的40％，二次锚固在一次锚固1小时后进行，二次锚固长度大于锚杆长度的50％。其中预应力均衡扩散星肋托盘外轮廓为一个多边形，多边形边数为4-6；多边形托盘中心设置一个直径为20mm-35mm的锚杆孔，从锚杆孔周边向着多边形的每个顶角设置放射状变截面肋条。所述多边形托盘的制造原材料最佳截面为中间厚外侧薄，厚度本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种应力均衡扩散锚固巷道方法，其特征在于包括应力均衡锚杆和以下步骤：/n所述应力均衡锚杆的托盘是应力均衡扩散星肋托盘，杆体及其他附件根据地质环境和工程应用确定；/n锚固巷道方法包括：/n步骤a：确定巷道锚固范围和锚杆锚索长度；/n步骤b：确定一次锚固长度、应力和二次锚固长度；/n步骤c：确定锚固点位置，巷道顶板中间和帮部中间必须设置锚固点，锚杆最佳布置方式是五花布置；/n步骤d：梁带设置条件是：当巷道顶板是平顶且巷道顶板中间水平拉应力大于顶板岩体抗拉强度时，在巷道顶板中间位置设置巷道环向托梁或钢带，托梁或钢带的长度为巷道宽度的

【技术特征摘要】
1.一种应力均衡扩散锚固巷道方法，其特征在于包括应力均衡锚杆和以下步骤：
所述应力均衡锚杆的托盘是应力均衡扩散星肋托盘，杆体及其他附件根据地质环境和工程应用确定；
锚固巷道方法包括：
步骤a：确定巷道锚固范围和锚杆锚索长度；
步骤b：确定一次锚固长度、应力和二次锚固长度；
步骤c：确定锚固点位置，巷道顶板中间和帮部中间必须设置锚固点，锚杆最佳布置方式是五花布置；
步骤d：梁带设置条件是：当巷道顶板是平顶且巷道顶板中间水平拉应力大于顶板岩体抗拉强度时，在巷道顶板中间位置设置巷道环向托梁或钢带，托梁或钢带的长度为巷道宽度的对于岩体普氏系数小于1且破碎地层，设置走向托梁或钢带。


2.根据权利要求1所述的一种应力均衡扩散锚固巷道方法，其特征在于应力均衡扩散星肋托盘外轮廓为一个多边形，多边形托盘中心设置一个与锚固杆体匹配的锚杆孔，从锚杆孔周边向着多边形的每个顶角设置放射状变截面肋条。


3.根据权利要求2所述的一种应力均衡扩散锚固巷道方法，其特征在于所述多边形的边数为4-6，多边形的边可以设置卷边，卷边高度大于5mm。


4.根据权利要求2所述的一种应力均衡扩散锚固巷道方法，其特征在于靠近锚杆孔位置的肋条截面模量大，向顶角位置延伸的肋条截面模量逐...

【专利技术属性】
技术研发人员：惠兴田，
申请(专利权)人：陕西惠天煤矿工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61