一、立項原因:
掘進巷道過程中經常會遇到頂板層間距薄或者巷道壓力大,需要在特殊地段采取斜拉錨索吊掛鋼梁或者單點斜拉錨索加強支護;在實際操作過程中經常會出現(xiàn)錨索從鎖具根部拉斷現(xiàn)象,這是由于使用斜拉錨索在使用普通鎖具壓緊時,錨索在鎖具根部產生變形,錨索收到了橫向剪切力,在受力時剪切力逐漸增大導致錨索在鎖具根部斷裂;在這種情況下,我們在鎖具上進行創(chuàng)新,將鎖具進行改良。
二、成果內容:
斜拉錨索在過上覆煤柱,應力集中區(qū)時常常會被設計施工,雖然降低了巷道尖角處橫向剪切力的作用,很好的控制了剪切力對對巷道的破壞程度,有效的防止“切頂”現(xiàn)象的出現(xiàn)。但是在施工中斜拉錨索配合普通鎖具進行頂板支護時,當頂板壓力較大時,錨索往往在沒有達到自身屈服極限時就在鎖具根部出現(xiàn)斷裂現(xiàn)象。
通過研究設計將普通鎖具分為了兩部分,底部上端加工成半球面,上部上端加工成15°斜切面,這樣兩部分通過中間半球面和上部斜切面能夠有效的控制錨索角度,使錨索在受力時能夠保持與鎖具的受壓方向一致,有效的減輕了錨索收到的橫向剪切力,保證了錨索的強度,從而確保了支護的有效性。
斜拉錨索鎖具加工圖:
加工實物圖片:
以51220巷為例,51220巷掘至1701m出上覆12#層81220面采空區(qū),掘至1727m進入12#層81001面采空區(qū)。煤柱寬26m。受上覆煤柱影響,此處壓力顯現(xiàn)尤為嚴重,頂板破碎,為控制頂板特對此區(qū)段施工斜拉錨索加強支護。巷道兩幫尖角處分別施工斜拉錨索,間距2.0m;通過對錨索壓力及錨索變化進行監(jiān)測,得出錨索隨壓力變化形變曲線。
(井下錨索錨具改造前實物實景圖)
(井下錨索錨具改造后實物實景圖)
三、創(chuàng)新點:
1、有效的減小了橫向剪切力對錨索的破壞,從而保證了支護的穩(wěn)定性。
2、有效的降低了巷道片幫冒頂現(xiàn)象發(fā)生的概率,對人員的安全有保證。