一種巷道錨網(wǎng)索系統(tǒng)支護(hù)效果評(píng)價(jià)方法技術(shù)方案

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種巷道錨網(wǎng)索系統(tǒng)支護(hù)效果評(píng)價(jià)方法，主要通過監(jiān)測(cè)記錄若干個(gè)代表性的每根錨桿錨索的實(shí)際最大工作阻力F

Evaluation method of supporting effect of tunnel anchor net system

The invention discloses a support effect evaluation method for a tunnel anchor net cable system, which mainly monitors and records the actual maximum working resistance of each representative anchor bolt and anchor rope F

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種巷道錨網(wǎng)索系統(tǒng)支護(hù)效果評(píng)價(jià)方法
本專利技術(shù)涉及質(zhì)量評(píng)價(jià)方法，尤其涉及一種巷道錨網(wǎng)索系統(tǒng)支護(hù)效果評(píng)價(jià)方法。
技術(shù)介紹
在巷道支護(hù)中，錨網(wǎng)索支護(hù)因具有主動(dòng)控制圍巖變形、支護(hù)效果顯著、施工方便快捷等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)在我國(guó)眾多礦山得到推廣應(yīng)用。目前我國(guó)錨網(wǎng)索支護(hù)的巷道占所有巷道總量的65％以上。由于地質(zhì)采礦條件的復(fù)雜性和現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試的粗放性，錨網(wǎng)索支護(hù)設(shè)計(jì)參數(shù)以經(jīng)驗(yàn)方法為主，普遍采取保守態(tài)度，設(shè)計(jì)的支護(hù)參數(shù)過大，寧愿浪費(fèi)材料，也不愿造成巷道的變形量過大，因而造成我國(guó)錨網(wǎng)索支護(hù)材料消耗很大，生產(chǎn)成本增加。包括世界上的幾個(gè)主要采煤大國(guó)美國(guó)、澳大利亞和俄羅斯亦是如此。但也有的為了節(jié)約成本，設(shè)計(jì)的支護(hù)參數(shù)不足，雖然在近期不出現(xiàn)變形，但隨著時(shí)間的推移而造成巷道的冒頂事故。目前國(guó)內(nèi)外礦山巷道錨網(wǎng)索支護(hù)效果的評(píng)價(jià)方法，均以巷道的變形量為依據(jù)，并不考慮成本和工程造價(jià)問題，也不考慮服務(wù)年限問題。實(shí)際上應(yīng)將錨桿錨索的受力過程和最終的受力大小，也作為支護(hù)效果的評(píng)價(jià)依據(jù)，這樣既不會(huì)造成支護(hù)材料的浪費(fèi)也不會(huì)因支護(hù)參數(shù)設(shè)計(jì)不足而造成巷道的冒頂。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是提供一種巷道錨網(wǎng)索系統(tǒng)支護(hù)效果評(píng)價(jià)方法，用該方法評(píng)價(jià)的某一巷道的支護(hù)效果，可對(duì)今后的巷道支護(hù)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，達(dá)到即減少支護(hù)材料的浪費(fèi)，又能提高巷道支護(hù)效果。為達(dá)到上述目的，本專利技術(shù)所采用的技術(shù)方案是：一種巷道錨網(wǎng)索系統(tǒng)支護(hù)效果評(píng)價(jià)方法，包括如下步驟：第一步：在施工完成的一段有代表性的巷道中，設(shè)若干個(gè)有代表性的監(jiān)測(cè)點(diǎn)，首先采用現(xiàn)有監(jiān)測(cè)方法對(duì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的錨桿錨索的初始工作阻力進(jìn)行監(jiān)測(cè)，記錄每根錨桿錨索的實(shí)際最大工作阻力Fj；式中j為錨桿錨索的順序編號(hào)；第二步：再用現(xiàn)有觀測(cè)方法對(duì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)所處斷面的收斂率進(jìn)行觀測(cè)，觀測(cè)到巷道變形量穩(wěn)定為止，將巷道斷面收斂率小于10％的監(jiān)測(cè)點(diǎn)作為有效監(jiān)測(cè)點(diǎn)；第三步：采用現(xiàn)有拉拔試驗(yàn)方法對(duì)有效監(jiān)測(cè)點(diǎn)用的該型號(hào)的錨桿錨索進(jìn)行拉拔試驗(yàn)，記錄其實(shí)際的拉拔力，試驗(yàn)至少取三根求其平均值Gj；式中下標(biāo)j為錨桿錨索的順序編號(hào)；第四步：計(jì)算單根錨桿索支護(hù)效率系數(shù)ηj，即單根錨桿索最大工作阻力Fj與所在組的拉拔力取平均值Fk的比值；ηj的計(jì)算公式為：ηj＝Fj/Gj第五步：計(jì)算有效監(jiān)測(cè)點(diǎn)的錨桿索支護(hù)效率系數(shù)η，η的計(jì)算公式為：式中：n為有效監(jiān)測(cè)點(diǎn)的個(gè)數(shù)，η是對(duì)所有有效監(jiān)測(cè)點(diǎn)的單根錨桿索支護(hù)效率系數(shù)取均值；第六步：求取單根錨桿索支護(hù)效率系數(shù)在巷道錨網(wǎng)索系統(tǒng)支護(hù)效率系數(shù)中的離散性，即計(jì)算巷道錨網(wǎng)錨索系統(tǒng)支護(hù)效率系數(shù)方差S，公式為：第七步：對(duì)巷道錨網(wǎng)索系統(tǒng)的支護(hù)效率及支護(hù)參數(shù)的合理性進(jìn)行評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)是：當(dāng)巷道錨網(wǎng)索系統(tǒng)支護(hù)效率系數(shù)η＝0.7-0.8范圍內(nèi)、同時(shí)支護(hù)效率系數(shù)方差S小于等于0.01時(shí)，為合理的支護(hù)參數(shù)；當(dāng)單根錨桿錨索支護(hù)效率系數(shù)ηj不在0.7-0.8范圍內(nèi)時(shí)，說明該錨桿錨索所處的巷道局部的支護(hù)強(qiáng)度不合理；其中：η大于0.8時(shí)為支護(hù)強(qiáng)度過小，應(yīng)加大支護(hù)密度或加大錨桿錨索型號(hào)；η小于0.7時(shí)為支護(hù)強(qiáng)度過大，應(yīng)減小支護(hù)密度或減小錨桿錨索型號(hào)。本專利技術(shù)的有益效果是：通過將巷道變形和錨桿錨索的支護(hù)效率系數(shù)進(jìn)行協(xié)同評(píng)價(jià)，解決了錨網(wǎng)索支護(hù)巷道支護(hù)效果的評(píng)價(jià)方法和錨網(wǎng)索支護(hù)參數(shù)設(shè)計(jì)依據(jù)，為錨網(wǎng)索支護(hù)的巷道提供一種更為科學(xué)、可靠的評(píng)價(jià)方法，以實(shí)現(xiàn)巷道支護(hù)的真正節(jié)約、高效和可靠。附圖說明圖1是某煤礦一段代表性的錨網(wǎng)索支護(hù)巷道中代表性監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置斷面圖；圖2是圖1的代表性監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置展開平面圖。圖中，1-錨桿監(jiān)測(cè)點(diǎn)，2-錨索監(jiān)測(cè)點(diǎn)。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖對(duì)本專利技術(shù)技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明。一種巷道錨網(wǎng)索系統(tǒng)支護(hù)效果評(píng)價(jià)方法，包括如下步驟：第一步：在施工完成的一段有代表性的巷道中，設(shè)錨桿監(jiān)測(cè)點(diǎn)1和錨索監(jiān)測(cè)點(diǎn)2，共12個(gè)有代表性的監(jiān)測(cè)點(diǎn)，如圖1圖2所示，依次編號(hào)1#-12#；其中，1#-2#為材質(zhì)型號(hào)Φ22×2200(Q335)的錨桿；3#-4#直徑Φ20×2400(Q335)的錨桿；5#-6#為材質(zhì)型號(hào)Φ17.8×4500的鋼絞線錨索；7#-8#直徑22mm×2200(Q500)的錨桿；9#-10#為材質(zhì)型號(hào)Φ20×2400(Q500)的錨桿；11#-12#為材質(zhì)型號(hào)Φ20×2200(Q335)的錨桿。首先采用現(xiàn)有監(jiān)測(cè)方法對(duì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的十根錨桿和兩根錨索的初始工作阻力進(jìn)行監(jiān)測(cè)，記錄錨桿錨索的實(shí)際最大工作阻力Fj；記錄錨桿錨索的實(shí)際最大工作阻力Fj；1#-10#錨桿錨索監(jiān)測(cè)過程中的實(shí)際最大工作阻力分別為：F1＝148KN，F(xiàn)2＝137KN，F(xiàn)3＝126KN，F(xiàn)4＝123KN，F(xiàn)5＝192KN，F(xiàn)6＝188KN，F(xiàn)7＝138KN，F(xiàn)8＝132KN，F(xiàn)9＝192KN，F(xiàn)10＝190KN，F(xiàn)11＝120KN，F(xiàn)12＝126KN。第二步：再用現(xiàn)有觀測(cè)方法對(duì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)所處斷面的收斂率進(jìn)行觀測(cè)，觀測(cè)到巷道變形量穩(wěn)定為止，將巷道斷面收斂率小于10％的監(jiān)測(cè)點(diǎn)作為有效監(jiān)測(cè)點(diǎn)；通過監(jiān)測(cè)，其中11#和12#錨桿支護(hù)處巷道斷面收斂率大于10％，此處支護(hù)參數(shù)設(shè)計(jì)不合理，為無效監(jiān)測(cè)點(diǎn)，故有效監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)n＝10。第三步：采用現(xiàn)有拉拔試驗(yàn)方法對(duì)有效監(jiān)測(cè)點(diǎn)用的該型號(hào)的錨桿錨索進(jìn)行拉拔試驗(yàn)，記錄其實(shí)際的拉拔力，試驗(yàn)至少取三根求其平均值Gj；式中下標(biāo)j為錨桿錨索的順序編號(hào)；通過拉拔試驗(yàn)：直徑22mmQ335的錨桿(包括1#、2#)拉拔力G1、2＝210KN；直徑20mmQ335的錨桿(包括3#、4#)拉拔力G3、4＝175KN；直徑22mmQ500的錨桿(包括7#、8#)拉拔力G7、8＝260KN；直徑20mmQ500的錨桿(包括9#、10#)拉拔力G9、10＝230KN，Φ17.8鋼絞線錨索拉拔力G5、6＝240KN。第四步：計(jì)算單根錨桿索支護(hù)效率系數(shù)ηj，即單根錨桿索最大工作阻力Fj與所在組的拉拔力取平均值Fk的比值；ηj的計(jì)算公式為：ηj＝Fj/Gj經(jīng)計(jì)算，得出1#-10#錨桿錨索支護(hù)效率系數(shù)值分別為：η1＝0.705，η2＝0.65，η3＝0.72，η4＝0.703，η5＝0.8，η6＝0.78，η7＝0.6，η8＝0.574，η9＝0.738，η10＝0.73。第五步：計(jì)算有效監(jiān)測(cè)點(diǎn)的錨桿索支護(hù)效率系數(shù)η，η的計(jì)算公式為：式中n為有效監(jiān)測(cè)點(diǎn)的個(gè)數(shù)，η是對(duì)所有有效監(jiān)測(cè)點(diǎn)的單根錨桿索支護(hù)效率系數(shù)取均值；第六步：求取單根錨桿索支護(hù)效率系數(shù)在巷道錨網(wǎng)索系統(tǒng)支護(hù)效率系數(shù)中的離散性，即計(jì)算巷道錨網(wǎng)錨索系統(tǒng)支護(hù)效率系數(shù)方差S，公式為：經(jīng)計(jì)算，第七步：對(duì)巷道錨網(wǎng)索系統(tǒng)的支護(hù)效率及支護(hù)參數(shù)的合理性進(jìn)行評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)是：當(dāng)巷道錨網(wǎng)索系統(tǒng)支護(hù)效率系數(shù)η＝0.7-0.8范圍內(nèi)、同時(shí)支護(hù)效率系數(shù)方差S小于等于0.01時(shí)，為合理的支護(hù)參數(shù)；當(dāng)單根錨桿錨索支護(hù)效率系數(shù)ηj不在0.7-0.8范圍內(nèi)時(shí)，說明該錨桿錨索所處的巷道局部的支護(hù)強(qiáng)度不合理；其中：η大于0.8時(shí)為支護(hù)強(qiáng)度過小，應(yīng)加大支護(hù)密度或加大錨桿錨索型號(hào)；η小于0.7時(shí)為支護(hù)強(qiáng)度過大，應(yīng)減小支護(hù)密度或減小錨桿錨索型號(hào)；經(jīng)計(jì)算分析，本專利技術(shù)實(shí)施例巷道錨網(wǎng)錨索系統(tǒng)支護(hù)效率系數(shù)η＝0.7，巷道錨網(wǎng)索系統(tǒng)支護(hù)效率系數(shù)方差S＝0.00476，說明支護(hù)強(qiáng)度基本位于合理范圍之內(nèi)。本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種巷道錨網(wǎng)索系統(tǒng)支護(hù)效果評(píng)價(jià)方法，包括如下步驟：第一步：在施工完成的一段有代表性的巷道中，設(shè)多個(gè)有代表性的監(jiān)測(cè)點(diǎn)，首先采用現(xiàn)有監(jiān)測(cè)方法對(duì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的錨桿錨索的初始工作阻力進(jìn)行監(jiān)測(cè)，記錄每根錨桿錨索的實(shí)際最大工作阻力F

【技術(shù)特征摘要】
1.一種巷道錨網(wǎng)索系統(tǒng)支護(hù)效果評(píng)價(jià)方法，包括如下步驟：第一步：在施工完成的一段有代表性的巷道中，設(shè)多個(gè)有代表性的監(jiān)測(cè)點(diǎn)，首先采用現(xiàn)有監(jiān)測(cè)方法對(duì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的錨桿錨索的初始工作阻力進(jìn)行監(jiān)測(cè)，記錄每根錨桿錨索的實(shí)際最大工作阻力Fj；式中j為錨桿錨索的順序編號(hào)；第二步：再用現(xiàn)有觀測(cè)方法對(duì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)所處斷面的收斂率進(jìn)行觀測(cè)，觀測(cè)到巷道變形量穩(wěn)定為止，將巷道斷面收斂率小于10％的監(jiān)測(cè)點(diǎn)作為有效監(jiān)測(cè)點(diǎn)；第三步：采用現(xiàn)有拉拔試驗(yàn)方法對(duì)有效監(jiān)測(cè)點(diǎn)用的該型號(hào)的錨桿錨索進(jìn)行拉拔試驗(yàn)，記錄其實(shí)際的拉拔力，試驗(yàn)至少取三根求其平均值Gj；式中下標(biāo)j為錨桿錨索的順序編號(hào)；第四步：計(jì)算單根錨桿索支護(hù)效率系數(shù)ηj，即單根錨桿索最大工作阻力Fj與所在組的拉拔力取平均值Fk的比值；ηj的計(jì)算公式為：ηj＝Fj/Gj第五步：計(jì)算有效監(jiān)測(cè)點(diǎn)的錨桿索支護(hù)效率系數(shù)η，η的計(jì)算公式為：

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：劉立民，張進(jìn)鵬，閆旭，曹君陟，孫偉，付彪，李揚(yáng)，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：山東科技大學(xué)，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：山東,37