浅析口孜东矿锚索退锚原因

时间:2022-08-07 05:07:11

一、锚索退锚存在的可能因素

口孜东矿巷道埋藏深达千米,地压大,矿压显现明显,同时巷道受到放炮掘进的影响,巷道稳定性极差,巷道破坏严重,导致巷道返修率高。采用锚索网综合支护型式支护的巷道不同程度的出现锚索退锚现象。经过分析,造成锚索退锚的原因主要有以下几个方面:

1、地质方面的问题

锚固段为煤层或特别松软的岩层;锚固段岩层含水

2、现场施工问题

预应力不足:锚固剂失效或锚固剂量不够;搅拌时间不够或搅拌时间过长

3、锁具问题

与Φ17.8钢绞线配套锁具的锚夹片额定强度不能满足要求;锚夹片锈蚀严重;锁具质量问题

4、锁具与钢铰线型号配套问题

如果锁具型号和钢绞线型号不匹配,将造成锁具锁不住钢绞线,只要顶板稍微来压,就会发生退锚。

二、退锚原因排查

针对以上可能因素,矿压组积极会同锁具生产厂家、供应、地质组等相关单位,经过现场实验、观测,对以上的各种因素进行逐一筛选。把引起锚索退锚因素的范围逐步缩小到预应力不足、锚索锁具强度达不到要求两方面。

1、锁具强度实验

矿压组先后对锁具强度进行了两次检测实验,现把两次检测数据汇报如下:

第一次检测数据见下表:

第二次检测数据见下表:

两次实验钢铰线分别被拉断,然后进行退锚,查看锚夹片每次的受力情况,经检验锚夹片丝扣都没有被压平,也没有出现丝扣被捋现象。通过以上两次实验说明该锁具夹片的强度能够达到要求,没有质量方面的问题。

2、现场施工调研

从上面的锁具强度试验中可以看出,新锁具预应力只要达到20Mpa(70.16KN)就能将钢绞线拉断而不会发生退锚。但井下实际情况并不是这样,即使把预应力加到20~30Mpa(70.16~105.24KN),照样会发生退锚。针对这种情况,矿压组与供应部门、锁具生产厂家一起深入井下进行现场调研,并在现场做几组实验,实验数据见表3。

通过以上实验可以看出,预应力达到45Mpa(157.84KN)的锚索没有发生退锚现象,从而得出一个结论,锚索预应力大小与锚索退锚是有关系的。

3、地面模拟实验

根据以上现场施工调研,出现理论与实际不相符,初步判断与锁具锈蚀有关,为了弄清这个问题,矿压组先后做了两组模拟试验,具体操作如下:

被检测的钢铰线为Φ17.8mm,锁具规格为:锚环外径为53.50 mm、内径为31.5mm。

第一次检测一组三根锚索:首先把锁具用锚索张拉机分别预紧至45Mpa(157.86KN)、30Mpa(105.24KN)、20Mpa(70.16KN),放置一段时间,待锁具锈蚀后,进行加压试验,发现预紧至20Mpa、30Mpa的锁具在模拟顶板来压时,该锁具下滑,咬不住钢铰线;而预紧至45Mpa的锁具在模拟顶板来时锁具没有下滑,而是越拉越紧。

第二次检测与第一次步骤完全一样:首先预紧至45Mpa(157.86KN)、30Mpa(105.24KN)、20Mpa(70.16KN),待锈蚀后进行模拟试验,结果与第一次相同。预紧至20Mpa、30Mpa的锁具在加压时该锁具一起下滑,咬不住钢铰线;而预紧至45Mpa的锁具在加压时锁具也没有下滑,而是越拉越紧。

通过以上两组实验,更进一步说明锚索退锚与所加预应力大小有关。

之所以会出现这种情况,经过分析认为,当锚索预紧至20~30Mpa(70.16KN~105.24KN),钢铰线与锚夹片咬合的深度较浅,由于井下环境差、湿度大、再进行巷道洒水、喷浆等工作,锚环和夹片容易生锈,使锚环与夹片摩擦系数增大,当巷道来压顶板下沉时,就会导致锚夹片不能向锚环内滑动,一旦顶板压力大于锚夹片与钢铰线之间的咬合力,就有可能引起锁具下滑,造成退锚。

三、结论

通过锁具强度试验、现场施工调研及地面模拟实验说明锚索退锚与所加预应力大小有关。只有预紧力达到设计要求才不会发生退锚现象。

四、预防措施

1、更换张拉机具

目前使用的张拉机具型号为MSY180,额定张拉力为180KN,在施工过程中频繁发生张拉机具损坏,不能满足施工要求,应更换张拉机具。

2、规范操作

各单位技术人员要加强对操作人员规程措施贯彻,搞好技术交底工作,使操作人员懂得锚索预应力的重要性,严格按锚索安装工艺进行施工。

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