[發(fā)明專利]一種巷道支護(hù)單元效率確定方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410475062.8
• 申請日: 2014-09-17
• 公開（公告）號: CN104265338A
• 公開（公告）日: 2015-01-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曹君陟;劉冰;付國琦;李靜
• 申請（專利權(quán)）人: 劉冰;付國琦;李靜;曹君陟
• 主分類號: E21D20/00
• 分類號: E21D20/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及地下礦產(chǎn)資源的開發(fā)利用，尤其涉及煤礦巷道支護(hù)單元的評價(jià)方法。

背景技術(shù)

本發(fā)明所說的巷道支護(hù)單元是指煤礦巷道支護(hù)中使用的各種類型的錨桿、錨索。

本發(fā)明所說的巷道支護(hù)單元效率是指對單個(gè)錨桿或錨索在巷道支護(hù)中的實(shí)際受力與鋼材國標(biāo)破斷力的比值。

目前，煤礦開采中需要對大量開掘的巷道進(jìn)行支護(hù)，包括大量使用的錨桿、錨索等支護(hù)產(chǎn)品，支護(hù)產(chǎn)品種類繁多。目前，對巷道的支護(hù)強(qiáng)度進(jìn)行評價(jià)時(shí)，往往采用支護(hù)單元的實(shí)際拉拔力，即使用錨桿或錨索拉拔儀對巷道支護(hù)中已經(jīng)施工的錨桿或錨索進(jìn)行實(shí)際拉拔力的測試，但是這個(gè)拉拔力數(shù)值只是說明支護(hù)單元可能提供的支護(hù)力，并不反映支護(hù)單元實(shí)際的工作狀態(tài)，也就不能評價(jià)目前巷道支護(hù)的狀態(tài)。因此，準(zhǔn)確地對巷道的支護(hù)強(qiáng)度和對一個(gè)支護(hù)單元的支護(hù)狀態(tài)進(jìn)行評價(jià)，涉及到對巷道支護(hù)進(jìn)行優(yōu)化的問題，以達(dá)到每個(gè)支護(hù)單元的最大的效費(fèi)比，從而以最經(jīng)濟(jì)的支護(hù)成本達(dá)到最優(yōu)的支護(hù)效果。所說的效費(fèi)比是指工作狀態(tài)下支護(hù)單元對巷道支護(hù)所提供的支護(hù)力與所用支護(hù)材料價(jià)格的比值。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決對巷道的支護(hù)強(qiáng)度和對一個(gè)支護(hù)單元的支護(hù)狀態(tài)進(jìn)行評價(jià)問題，本發(fā)明提供一種巷道支護(hù)單元效率確定方法。該發(fā)明不但能夠?qū)δ壳懊旱V使用的支護(hù)材料進(jìn)行統(tǒng)一評價(jià)，而且能夠依據(jù)評價(jià)對巷道支護(hù)強(qiáng)度進(jìn)行優(yōu)化，降低支護(hù)成本，達(dá)到最佳的支護(hù)經(jīng)濟(jì)效益。

為解決上述問題，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是：

第一步，對巷道中正在使用的支護(hù)單元進(jìn)行現(xiàn)場拉拔試驗(yàn)，拉拔試驗(yàn)不少于5根錨桿，拉拔后取試驗(yàn)平均值，得出實(shí)際拉拔力a值；

第二步，將實(shí)際拉拔力a值與制作支護(hù)單元的原始鋼材的國標(biāo)破斷力b值進(jìn)行比值，得到一個(gè)系數(shù)S，即a/b＝S；將系數(shù)S稱為支護(hù)單元效率系數(shù)；

第三步，通過對不同類型支護(hù)單元效率系數(shù)進(jìn)行對比，以效率系數(shù)最大的支護(hù)單元的參數(shù)作為優(yōu)選基準(zhǔn)，依據(jù)該基準(zhǔn)對支護(hù)單元的鉆孔直徑、桿體直徑、桿體材質(zhì)型號、錨固劑長度等參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化匹配。

本發(fā)明的有益效果是，因?yàn)楝F(xiàn)有支護(hù)類鋼材的國標(biāo)破斷力均為固定參數(shù)，可以將不同類型的支護(hù)材料統(tǒng)一到支護(hù)單元效率系數(shù)中，用支護(hù)單元效率系數(shù)這一數(shù)值對巷道支護(hù)強(qiáng)度和支護(hù)單元支護(hù)效率進(jìn)行統(tǒng)一評價(jià)，沒有不同地域與不同材質(zhì)的局限，計(jì)算簡單，通俗易懂，應(yīng)用前景廣闊。

具體實(shí)施方式

下面通過實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。

在某一煤礦巷道中原來設(shè)計(jì)使用了兩種錨桿，分別為1#錨桿和2#錨桿，兩種錨桿參數(shù)如下：

1#錨桿為Φ22×2200mm(Q335MPa)右旋全螺紋鋼等強(qiáng)錨桿，全螺紋鋼筋的國標(biāo)屈服力值為131KN，國標(biāo)破斷力為189KN。

2#錨桿Φ20×2200mm(Q500MPa)左旋無縱肋高強(qiáng)錨桿，無縱肋鋼筋的國標(biāo)屈服力值為153KN，國標(biāo)破斷力為202KN。

為了對這兩種巷道支護(hù)材料進(jìn)行優(yōu)化，以最經(jīng)濟(jì)的支護(hù)成本達(dá)到最優(yōu)的支護(hù)效果，獲得每個(gè)支護(hù)單元的最大的效費(fèi)比，所以對上述兩種錨桿的支護(hù)力和支護(hù)狀態(tài)進(jìn)行評價(jià)，技術(shù)方案是：

第一步，對巷道中正在使用的兩種錨桿進(jìn)行現(xiàn)場拉拔試驗(yàn)，每種錨桿拉拔試驗(yàn)取5根錨桿，拉拔后取試驗(yàn)平均值，通過拉拔測力計(jì)拉拔試驗(yàn)得知，1#錨桿的實(shí)際拉拔力平均a值為108KN，2#錨桿的實(shí)際拉拔力a值平均a值為140KN；

第二步，將兩種錨桿的實(shí)際拉拔力平均a值，與制作這兩種錨桿的原始鋼材的國標(biāo)破斷力b值分別進(jìn)行比值，如下：

S_1#＝a/b＝108/189＝0.571；

S_2#＝a/b＝140/202＝0.693；

將S_1#和S_2#稱為兩種錨桿的支護(hù)單元效率系數(shù)；

第三步，通過以上計(jì)算可以看出，2#錨桿的效率值0.693要高于1#錨桿效率值0.571，所以以2#錨桿的桿體直徑、桿體材質(zhì)、桿體型號作為優(yōu)選基準(zhǔn)，在以后的支護(hù)中可以優(yōu)先選用2#錨桿。

根據(jù)上述實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對支護(hù)單元的鉆孔直徑、錨桿(錨索)體直徑、錨固劑長度、錨桿布置參數(shù)等情況下的巷道支護(hù)單元效率進(jìn)行確定，從而對上述參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化匹配，達(dá)到每個(gè)支護(hù)單元的最大的效費(fèi)比，從而以最經(jīng)濟(jì)的支護(hù)成本達(dá)到最優(yōu)的支護(hù)效果。