新型高凸T型钢带的研究分析与应用.pdf

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1、煤矿现代化2010年第5期总第98期冯景(陕西煤矿安全监察局咸阳监察分局，陕西咸阳71~18)摘要传统钢带设计过分强调承托作用，忽视了钢带的抗拉性能。新型高凸T型钢带利用其断面自身力学特点，充分发挥钢带的力学作用，协调锚杆整体变形，增强支护体系的安全可靠性。文章分析了新型高凸T型铜带的力学特性，并进行了工业试验，通过试验验证了该型钢带的应用可行性。关键词钢带：巷道；锚杆中图分类号：TG14文献标志码：B文章编号：1009—0797(2010)05—0120—02煤矿巷道锚杆支护设计通过近二十多年的推广，已广泛2．1较大的抗撕裂力应用于我国煤炭

2、生产企业。随着煤矿开采南浅部资源向深部在高地应力巷道中，巷道的力较大．采用普通钢带，由发展，巷道的围岩压力的增大，纯锚杆支护已不适应深部高地于断面厚度较薄，容易被托盘边缘压人，造成钢带撕裂。高凸T应力巷道，必须配合锚杆使用相关护表构件，如钢带，托梁，桁型钢带其自身厚度较大，抗撕裂能力较强，同时由于断面形式架等。通过护表构件与锚杆形成的支护体系来阻止围岩的变的特殊，可以不必再使用托盘，保证了钢带的抗拉性能。形。因此，如何合理有效的设计出相关护表构件就成为了今后2-2有效承托面积大支护设计研究的重点1_作。虽然传统钢带在设计卜d王强调承托能力，但

3、由于高地应力巷道顶板的不完整性和破碎性，造成了铡带往往无法全面l新型高凸T型钢带的设计思路接触顶板围岩，钢带的有效承托面积较小。新型高凸T型钢带钢带作为锚杆支护体系中重要的一环，起着约束表面围由于断面形状的特点可以保证锚杆支护的预紧力有效传递，岩，协调锚杆变形等作用。目前我常用的钢带主要有平铡使钢带与顶板紧密接触，形成较大的承托面积。带，w型俐带和M型钢带二种。此类钢带都是以大面积承托2．3形成简易的桁架结构作为基本的没计珲念，仅仅把钢带的理解当做扩大顶板的承传统的钢带设计中锚杆钢带孔之间的接触主要以刚性托面积。连接为主，锚杆支护体系的作用有

4、限。新型高凸T钢带中锚因此这类钢带虽然具有较大的承托面积，但其抗撕拉杆可以在钢带中做一定角度的转动，使锚杆与钢带的连接形能力却很差：随着锚杆支护越来越多的应用于高地应力软岩式由刚性连接变为铰接，形成了简易的桁架结构，增强了锚杆巷道，以承托作用为设计思路的钢带已慢慢被淘汰。[2l体系的支护作用。按照传统巷道顶板钢带的理论来说，钢带的主要作用应2．4强大的支护协调能力当是抗托，其次才是大面积承托。L大]此，对钢带的断面形式进根据以往丁程资料表明，在使用钢带的巷道中有相当一行研究设计应首先考虑钢带的抗抟能J。近几年经过研究部分锚杆失效是由于锚杆被钢

5、带孑L挤压，发生剪切破坏所致。发现具有商凸T型断面结构的钢带不fH具有较大断面的承『f『i新型高T钢带由丁铺lfT口J以在钢带孔中以一定角度转托，同时还具有较强的抗撕拉力。动，有效的协调了锚杆之间的变形，增强锚杆支护的整体性，新型高T犁钢带足将每根锚杆的托盘连续制造形成一避免铺杆被破坏体强力钢带，每条钢带5-6个非常小的孑L径与锚杆连穿起来，2．5抵抗持续变形能力强锚杆可以在钢带孔中一定角度转动。下图是新型高凸T型钢在高地应力软岩巷道中，同岩变形具有一定的时间效应，带形状罔变形持续时间较长。高I1T型钢带m于具有较高的变形协调能力，可以使满足

6、长时间的持续变形，保证的r=f呈的安全。钢带的主要力学指标有屈服载荷，撕裂载荷，破断载荷等。下表是新型高凸T型钢带与一些传统铡带的力学指标。通过对比可以发现在力学指标及经济性上均有明显优势。表1钢带参数表种类／ram／ram／ram／toni戴／kN力／kN载，kN平钢带250640I5o0502126735w型钢带28034081927463401M型钢带l73640ll56387126566图1新型高凸T型钢带形状图高凸T犁钢带1401()321585530I687762新型高凸T型钢带的力学分析3数值模拟新型高l1T钢带的主要力学特性有

7、如下』L点为了进一步分析钢带的支护效果，利用FLAC3D软件对·120·煤矿现代化2010年第5期总第98期陔型带支护设计进行数值模拟，以某高地应力软岩巷道为模2200ram，树脂锚同刹2个Z2360帮锚杆采用无纵筋右旋螺纹拟参数。下罔是该型钢带的水平应力。钢锚杆，规格为(b20×2200tnm，树脂锚利2个Z2360。锚杆通过馍拟发现该型钢带的抗拉效果明湿，同时可以近似沿巷道周边法线l布置，问排距600×700mm网片采用钢塑复的用下式来表示该钢带在桁架作用中的横向抗拉力对顶板的合网，网片规格为2200×900ram。锚索采用7股低松驰钢绞

8、水平应力的补强作用：线，规格为15．24×5300mm，树脂锚阎刹3个Z2360，间距1600mm。钢带采用新型高凸T型钢带，宽度为140mm，厚度为lOmm，孑L