一種巷道錨網索系統支護效果評價方法技術方案

本發明專利技術公開了一種巷道錨網索系統支護效果評價方法，主要通過監測記錄若干個代表性的每根錨桿錨索的實際最大工作阻力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

【技術實現步驟摘要】
一種巷道錨網索系統支護效果評價方法
本專利技術涉及質量評價方法，尤其涉及一種巷道錨網索系統支護效果評價方法。
技術介紹
在巷道支護中，錨網索支護因具有主動控制圍巖變形、支護效果顯著、施工方便快捷等優點，已經在我國眾多礦山得到推廣應用。目前我國錨網索支護的巷道占所有巷道總量的65％以上。由于地質采礦條件的復雜性和現場測試的粗放性，錨網索支護設計參數以經驗方法為主，普遍采取保守態度，設計的支護參數過大，寧愿浪費材料，也不愿造成巷道的變形量過大，因而造成我國錨網索支護材料消耗很大，生產成本增加。包括世界上的幾個主要采煤大國美國、澳大利亞和俄羅斯亦是如此。但也有的為了節約成本，設計的支護參數不足，雖然在近期不出現變形，但隨著時間的推移而造成巷道的冒頂事故。目前國內外礦山巷道錨網索支護效果的評價方法，均以巷道的變形量為依據，并不考慮成本和工程造價問題，也不考慮服務年限問題。實際上應將錨桿錨索的受力過程和最終的受力大小，也作為支護效果的評價依據，這樣既不會造成支護材料的浪費也不會因支護參數設計不足而造成巷道的冒頂。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種巷道錨網索系統支護效果評價方法，用該方法評價的某一巷道的支護效果，可對今后的巷道支護參數進行優化設計，達到即減少支護材料的浪費，又能提高巷道支護效果。為達到上述目的，本專利技術所采用的技術方案是：一種巷道錨網索系統支護效果評價方法，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，設若干個有代表性的監測點，首先采用現有監測方法對監測點的錨桿錨索的初始工作阻力進行監測，記錄每根錨桿錨索的實際最大工作阻力Fj；式中j為錨桿錨索的順序編號；第二步：再用現有觀測方法對監測點所處斷面的收斂率進行觀測，觀測到巷道變形量穩定為止，將巷道斷面收斂率小于10％的監測點作為有效監測點；第三步：采用現有拉拔試驗方法對有效監測點用的該型號的錨桿錨索進行拉拔試驗，記錄其實際的拉拔力，試驗至少取三根求其平均值Gj；式中下標j為錨桿錨索的順序編號；第四步：計算單根錨桿索支護效率系數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的計算公式為：ηj＝Fj/Gj第五步：計算有效監測點的錨桿索支護效率系數η，η的計算公式為：式中：n為有效監測點的個數，η是對所有有效監測點的單根錨桿索支護效率系數取均值；第六步：求取單根錨桿索支護效率系數在巷道錨網索系統支護效率系數中的離散性，即計算巷道錨網錨索系統支護效率系數方差S，公式為：第七步：對巷道錨網索系統的支護效率及支護參數的合理性進行評價，評價標準是：當巷道錨網索系統支護效率系數η＝0.7-0.8范圍內、同時支護效率系數方差S小于等于0.01時，為合理的支護參數；當單根錨桿錨索支護效率系數ηj不在0.7-0.8范圍內時，說明該錨桿錨索所處的巷道局部的支護強度不合理；其中：η大于0.8時為支護強度過小，應加大支護密度或加大錨桿錨索型號；η小于0.7時為支護強度過大，應減小支護密度或減小錨桿錨索型號。本專利技術的有益效果是：通過將巷道變形和錨桿錨索的支護效率系數進行協同評價，解決了錨網索支護巷道支護效果的評價方法和錨網索支護參數設計依據，為錨網索支護的巷道提供一種更為科學、可靠的評價方法，以實現巷道支護的真正節約、高效和可靠。附圖說明圖1是某煤礦一段代表性的錨網索支護巷道中代表性監測點布置斷面圖；圖2是圖1的代表性監測點布置展開平面圖。圖中，1-錨桿監測點，2-錨索監測點。具體實施方式下面結合附圖對本專利技術技術方案進行詳細說明。一種巷道錨網索系統支護效果評價方法，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，設錨桿監測點1和錨索監測點2，共12個有代表性的監測點，如圖1圖2所示，依次編號1#-12#；其中，1#-2#為材質型號Φ22×2200(Q335)的錨桿；3#-4#直徑Φ20×2400(Q335)的錨桿；5#-6#為材質型號Φ17.8×4500的鋼絞線錨索；7#-8#直徑22mm×2200(Q500)的錨桿；9#-10#為材質型號Φ20×2400(Q500)的錨桿；11#-12#為材質型號Φ20×2200(Q335)的錨桿。首先采用現有監測方法對監測點的十根錨桿和兩根錨索的初始工作阻力進行監測，記錄錨桿錨索的實際最大工作阻力Fj；記錄錨桿錨索的實際最大工作阻力Fj；1#-10#錨桿錨索監測過程中的實際最大工作阻力分別為：F1＝148KN，F2＝137KN，F3＝126KN，F4＝123KN，F5＝192KN，F6＝188KN，F7＝138KN，F8＝132KN，F9＝192KN，F10＝190KN，F11＝120KN，F12＝126KN。第二步：再用現有觀測方法對監測點所處斷面的收斂率進行觀測，觀測到巷道變形量穩定為止，將巷道斷面收斂率小于10％的監測點作為有效監測點；通過監測，其中11#和12#錨桿支護處巷道斷面收斂率大于10％，此處支護參數設計不合理，為無效監測點，故有效監測點數n＝10。第三步：采用現有拉拔試驗方法對有效監測點用的該型號的錨桿錨索進行拉拔試驗，記錄其實際的拉拔力，試驗至少取三根求其平均值Gj；式中下標j為錨桿錨索的順序編號；通過拉拔試驗：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：計算單根錨桿索支護效率系數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的計算公式為：ηj＝Fj/Gj經計算，得出1#-10#錨桿錨索支護效率系數值分別為：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：計算有效監測點的錨桿索支護效率系數η，η的計算公式為：式中n為有效監測點的個數，η是對所有有效監測點的單根錨桿索支護效率系數取均值；第六步：求取單根錨桿索支護效率系數在巷道錨網索系統支護效率系數中的離散性，即計算巷道錨網錨索系統支護效率系數方差S，公式為：經計算，第七步：對巷道錨網索系統的支護效率及支護參數的合理性進行評價，評價標準是：當巷道錨網索系統支護效率系數η＝0.7-0.8范圍內、同時支護效率系數方差S小于等于0.01時，為合理的支護參數；當單根錨桿錨索支護效率系數ηj不在0.7-0.8范圍內時，說明該錨桿錨索所處的巷道局部的支護強度不合理；其中：η大于0.8時為支護強度過小，應加大支護密度或加大錨桿錨索型號；η小于0.7時為支護強度過大，應減小支護密度或減小錨桿錨索型號；經計算分析，本專利技術實施例巷道錨網錨索系統支護效率系數η＝0.7，巷道錨網索系統支護效率系數方差S＝0.00476，說明支護強度基本位于合理范圍之內。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種巷道錨網索系統支護效果評價方法，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，設多個有代表性的監測點，首先采用現有監測方法對監測點的錨桿錨索的初始工作阻力進行監測，記錄每根錨桿錨索的實際最大工作阻力F

【技術特征摘要】
1.一種巷道錨網索系統支護效果評價方法，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，設多個有代表性的監測點，首先采用現有監測方法對監測點的錨桿錨索的初始工作阻力進行監測，記錄每根錨桿錨索的實際最大工作阻力Fj；式中j為錨桿錨索的順序編號；第二步：再用現有觀測方法對監測點所處斷面的收斂率進行觀測，觀測到巷道變形量穩定為止，將巷道斷面收斂率小于10％的監測點作為有效監測點；第三步：采用現有拉拔試驗方法對有效監測點用的該型號的錨桿錨索進行拉拔試驗，記錄其實際的拉拔力，試驗至少取三根求其平均值Gj；式中下標j為錨桿錨索的順序編號；第四步：計算單根錨桿索支護效率系數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的計算公式為：ηj＝Fj/Gj第五步：計算有效監測點的錨桿索支護效率系數η，η的計算公式為：

【專利技術屬性】
技術研發人員：劉立民，張進鵬，閆旭，曹君陟，孫偉，付彪，李揚，
申請(專利權)人：山東科技大學，
類型：發明
國別省市：山東,37