高预应力、强力自钻式中空锚杆系统开发出后,在新汶、潞安、晋城等矿区井下得到成功应用,巷道支护状况发生本质变化,并发现以下现象。 1、预应力对锚杆支护控制围岩变形的能力起决定性作用。大幅度提高锚杆预应力可显著减小巷道围岩变形,有效控制顶板离层。新汶协庄矿1202E运输巷,埋深1150~1200m,最大水平主应力达35~40MPa.巷道采用低强度、低预紧力(15~30KN)的锚杆支护,两帮位移量达779mm,顶底板移近量达930mm,顶板离层80mm,部分锚索及锚杆被拉断,钢带被撕裂,顶板下沉和破坏严重;采用高预紧力(80~100KN)强力锚杆支护,巷道两帮位移量为173mm,顶底板移近量为281mm,顶板离层仅为4mm,分别为前者的22.2%,30.2%,5.0%.巷道围岩稳定,顶板非常完整,围岩变形量大幅度降低。 2、钢带在预应力支护系统中的作用非常重要。在井下试验过程中,对不同类型、规格的组合构件的支护效果进行了比较.钢筋托梁由于强度低、刚度低、护表面积小,与围岩表面为线接触,预应力扩散效果差,与高自钻式中空锚杆支护性能不匹配,因而支护效果差。 W钢带具有良好的支护性能,但不同尺寸的钢带支护效果也有明显差别.新汶矿区的应用结果表明,对于超千米深井巷道,在同样锚杆支护参数的条件下,采用厚3mm的W钢带围岩变形较大,顶板比较破碎,钢带易出现撕裂与压穿等破坏现象;采用厚5mm的W钢带后顶板变得非常完整,围岩变形明显减小,钢带撕裂与压穿现象消失.晋城矿区特大断面开切眼(40m2)采用厚5mm的W钢带配强力锚杆与锚索支护,有效控制了围岩变形,顶板没有出现明显的离层现象。 3、预应力锚杆支护存在临界支护刚度。对不同预紧力的锚杆受力监测数据分析比较得出:低预紧力(15~30KN)锚杆安装后,受力增加很快;将预紧力增加到40~50KN,锚杆受力增加也比较快,但比低预紧力锚杆小,围岩变形与顶板离层仍比较大;而高预紧力(80~100KN)强力锚杆安装后受力变化不大,有效控制了围岩的扩容与离层.因此,自钻式中空锚杆支护的预应力存在临界值. http://www.lcswzjs.com/