煤矿巷道随钻探测及锚固支护关键技术

郑西贵; 向立; 贾豪; 刘灿灿

摘要：围岩特征快速准确探测以及高效锚固支护技术是巷道智能掘进的重要保障.随钻探测和高效锚固技术是当前矿业工程领域的研究热点,采用理论分析的方法建立了岩石力学参数与随钻参数的关系模型,研究钻进参数与岩石力学参数之间的关系;在实验室浇筑了不同力学性能的混凝土试块,对混凝土试块进行了随钻试验,同时实时采集了转速、钻速、扭矩和声压级等随钻参数,分析转速、钻速、扭矩和声压级等随钻参数同岩石力学参数的关系,建立预测模型;研制了预应力锚固综合实验台,通过预应力锚固综合实验台测试分析了不同锚固方式和预紧力锚杆预应力的传递规律.结果表明:钻速和转速与岩石单轴抗压和抗拉强度呈指数关系,其中钻速与岩石单轴抗压和抗拉强度的相关性最高,相关系数分别达到了 0.9631和 0.8718;声压级与单轴抗压强度和单轴抗拉强度均呈线性关系;扭矩做功与单轴抗压强度呈线性关系,与单轴抗拉强度呈对数关系;不论采用何种预应力锚固方式,锚杆上的轴力从锚固始端开始向锚固尾端逐渐递减;预紧力的增加会增大轴力在锚杆上的扩散范围;锚杆全长预应力技术在锚杆轴力传递上具有高效性.研究结果对提高巷道围岩参数探测准确性和锚杆支护效果,实现巷道安全高效掘进,减小事故发生概率,保证矿山安全生产具有重要意义.