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非金属锚杆在金山店铁矿应用中的安全可靠性分析

作　者: 黄军
导　师: 叶义成
学　校: 武汉科技大学
专　业: 安全技术及工程
关键词: 金山店铁矿 GFRP锚杆 巷道 支护技术
分类号: TD353.6
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 61次
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内容摘要


根据国内外岩土锚固工程实践表明,钢质锚杆的腐蚀问题严重影响了锚杆支护工程的安全性和耐久性。非金属纤维增强塑料(FRP)锚杆具有质轻、高强度、耐腐蚀等优良性能及价格低廉等优势将成为钢质锚杆的替代者之一,具有良好的推广运用前景。在金山店铁矿地质条件、巷道围岩变形机理和支护现状调查的基础上,分析了金山店铁矿巷道支护中存在的锚杆腐蚀等问题。为探索FRP锚杆在金属矿山中的实践应用,有针对性的开展了GFRP锚杆的力学实验和现场应用实验。在经典拉伸、剪切试验模型的基础上,结合玻璃钢纤维增强塑料(GFRP)独特的受力特性,对GFRP锚杆进行了拉伸和剪切试验。详细介绍了拉伸试验试件锚具的制作,较为准确的得到了GFRP锚杆的拉伸、剪切实验参数及破坏形态。进行了GFRP锚杆的托盘螺母的极限承载力和杆体锚固性能试验。相关试验结果为GFRP锚杆在金属矿山推广应用中科学确定支护参数和支护操作制度提供了科学依据。在对GFRP锚杆的锚固力进行理论力学分析的基础上结合金山店的开采技术工艺和锚杆支护的成功经验,在金山店余华寺采区-228m水平16#、17#、18#、19#典型地质和矿压条件下的回采巷道中进行了GFRP锚杆和螺纹钢锚杆的喷锚网支护对比试验,并对试验巷道的变形量进行了监测与分析,从实践上对GFRP锚杆在金山店铁矿的应用进行检验。从失效类型和支护倾角两方面对GFRP锚杆在金山店铁矿锚喷网支护中安全稳定性进行了分析,相关的实验方法为FRP锚杆在金属矿山推广运用奠定基础。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-8
第一章 绪论  8-17
  1.1 课题的提出及研究意义  8-9
  1.2 锚杆支护技术研究概况  9-11
    1.2.1 国外锚杆支护技术发展历史  9-10
    1.2.2 国内锚杆支护技术发展历史  10-11
  1.3 非金属纤维材料及锚杆的研究与应用现状  11-13
  1.4 锚杆的分类及优缺点  13-15
    1.4.1 机械型锚杆  13-14
    1.4.2 粘结型锚杆  14
    1.4.3 摩擦型锚杆  14-15
  1.5 主要研究内容与研究方法  15-17
    1.5.1 研究内容  15-16
    1.5.2 研究方法及技术路线  16-17
第二章 金山店地质及支护现状调查  17-24
  2.1 地质特征  17
  2.2 矿岩类型及物理力学性质  17-18
  2.3 金山店岩体稳定性分级  18-20
    2.3.1 矿区岩体结构特征  19
    2.3.2 岩体稳定性分类  19-20
  2.4 金山店巷道支护现状及存在的问题  20-22
  2.5 金山店锚杆支护的基本性能要求  22-24
第三章 非金属锚杆力学性能试验研究  24-35
  3.1 GFRP 锚杆  24-26
  3.2 GFRP 锚杆的力学性能试验  26-35
    3.2.1 杆体拉伸实验  26-29
    3.2.2 杆体抗剪试验  29-31
    3.2.3 托盘螺母承载试验  31-32
    3.2.4 GFRP 锚杆纵向拉拔试验  32-35
第四章 GFRP 锚杆的锚固力分析  35-40
  4.1 GFRP 锚杆锚固力分类  35-36
  4.2 GFRP 锚杆锚固力计算  36-40
    4.2.1 纵向锚固力  36-37
    4.2.2 横向剪锚力  37-40
第五章 金山店GFRP 锚杆的现场工业试验  40-49
  5.1 试验巷道的工程地质条件  40-41
  5.2 试验巷道支护参数  41
  5.3 试验巷道收敛量监测  41-48
    5.3.1 JSS20A 型收敛计的结构及性能  42
    5.3.2 测点的选择与操作  42-43
    5.3.3 巷道收敛量的监测分析  43-44
    5.3.4 监测记录与数据处理  44-48
  5.4 支护效果评价及技术经济比较  48-49
第六章 金山店GFRP 锚杆支护安全稳定性分析  49-53
  6.1 GFRP 锚杆支护中存在的问题  49-52
    6.1.1 锚杆自身的实效现象  49-50
    6.1.2 GFRP 锚杆倾角对巷道稳定性的影响  50-52
  6.2 改善GFRP 锚杆支护稳定性的措施  52-53
第七章 结论与展望  53-55
参考文献  55-58
致谢  58-59
硕士期间发表论文  59

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中图分类: > 工业技术 > 矿业工程 > 矿山压力与支护 > 矿井支护与设备 > 巷道支护 > 锚杆支护
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