预应力是锚索支护的关键参数,对支护效果起决定性作用,当锚索预应力出现损失时,将严重影响锚索支护效果。
锚索预应力损失的主要影响因素有锚索施工操作不规范,锚固剂未推送至孔底提前搅拌,锚索加压时间短,缺少稳定时间;支护材料引起的预应力损失,由钢绞线应力松弛引起与材料性能有关或锚固剂质量问题等;围岩蠕变引起的预应力损失;锚索张拉过程中的预应力损失,主要由锚索同孔壁的摩擦和千斤顶的摩擦引起;锁定过程中预应力损失,锚索张拉完成后卸荷时,夹片回缩引起钢绞线产生一定的回缩导致的预应力损失;锚索托盘、钢带与金属网变形引起的预应力损失;振动或冲击引起的预应力损失。
为确保支护效果,榆树岭煤矿采取一些列措施加强锚索预应力损失的控制。严格规范锚索施工流程。选用合理直径的钻头打孔,确保三径匹配;锚固剂搅拌前必须确认已送至孔底,不得提前搅拌。优先选用高强度、低松弛的预应力钢绞线制作锚索索体,并采用与钢绞线配套的高性能锚具;托盘、钢带与钢梁及金属网等护表构件的性能也应与锚索匹配;更换厂家的锚固剂投入使用前按照《煤矿巷道锚杆支护技术规范》进行相关试验,经试验合格方可投入使用。施工过程中,应保持锚具清洁;将夹片整齐地安装在锚具中,若夹片放置不整齐会增加夹片与锚环的摩擦阻力,使得夹片和锚索均受偏载,预应力损失量增加,安全性变差。
同时,大部分张拉千斤顶为带固定限位槽的普通千斤顶,其限位槽深度与最优限位距离往往不匹配。施工前先在现场实测所用钢绞线型号和锚具配套的限位距,同时施工前应做锚索张拉设备的配套试验,采用锚索测力计测出锚索实际受力,验证最优限位距离。在进行锚索预应力设计时,要充分考虑到锚索预应力损失。根据所选择的张拉设备和锚具配套情况,在保证安全前提下,进行超张拉,锚索张拉力高于锚索设计预应力一定比例,使锚索在张拉锁定后的张拉力达到预应力设计要求。超张拉的比例根据不同条件确定,一般为20%~30%。对于松软破碎煤岩体,应增加托板、组合构件及护网的面积、强度与刚度,减少由于围岩蠕变引起的锚索预应力损失。开展顶板岩性分析,并根据岩性情况调整锚索长度,确保锚索锚固段锚固在稳定岩层内。
此外,该矿严格按照顶板管理制度及时补充完善相关制度,同时加强技术资料管理,提高技术资料的编制质量,切实起到指导生产、服务生产、保证安全的作用。严格按照制度定期对井下所有巷道(含硐室)开展巡查,及时处理查出的事故隐患,消除安全威胁,并建立巡查档案,对检查的地段、查出的事故隐患、整改措施及措施落实情况作好记录并归档。
加强锚杆(索)的施工质量管理,从规范施工工艺、锚索张拉千斤顶的使用、锚具的安装、锚索张拉时间等方面持续强化现场管理,确保锚杆(索)支护有效,加强支护材料的验收和管理,规范支护材料的验收标准,严格把控支护材料的入库、运储和使用环节。
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