A kőcsavarok alátámasztásának elve a bányászati ​​útpálya-támasztásban

A sziklacsavar egy rúd alakú test, amely egy sziklatömegen belül van rögzítve. A horgonyrudak használata az úttest alátámasztására azt jelenti, hogy a feltárás után lyukakat kell fúrni a környező kőzetbe, majd rögzítőrudakat kell beépíteni a horgonylyukakba, hogy kézzel megerősítsék az úttestet körülvevő sziklát.
A horgonyzórudaknak számos előnye van: a gödörfa és acél megtakarítása, a támogatási költségek csökkentése, kis feltárási szakasz, az úttest minimális deformációja, alacsony karbantartási költségek, biztonságos és könnyű munka, csökkenti a fizikai munkát, csökkenti a szellőzés ellenállását és megkönnyíti az egyszeri használatot. alagútépítés és a feltárási sebesség felgyorsítása. Széleskörű alkalmazási körrel, erős alkalmazkodóképességgel, csökkentett szállítási mennyiséggel rendelkeznek, és elősegítik a bánya szállítását és korszerűsítését. A horgonyrudak azonban nem akadályozhatják meg a környező kőzet mállását, és nem akadályozhatják meg teljesen a kőzet leválását a horgonyrudak közötti repedésekben. Ezért, ha más támasztószerekkel, például fémhálóval, lőttbetonnal vagy lőttbetonnal együtt használják, a horgonyzórudak jobb támasztóhatást érhetnek el.
A horgonyrúd megtámasztásának elve
1. Felfüggesztési funkció: A horgonyrúd a gyenge kőzetréteget egy erős és stabil kőzetrétegre függeszti fel, hogy megakadályozza a leválást. A szénvarratos alagutak közvetlen teteje általában gyenge és vékony, hajlamos a leválásra és az összeomlásra, míg a felette lévő régi tető viszonylag erős. A horgonyrudak a közvetlen tetőn keresztül érhetik el a régi tetőt, rögzítve a közvetlen tetőt a régi tetőhöz.
2. Összetett gerenda funkció: A réteges sziklaút tetején horgonyzórudak sorozatával rögzítik a vékony kőzetréteget a horgonyrúd hosszában egy kompozit gerendává, ezáltal javítva annak teherbíró képességét. Ugyanazon terhelés mellett a kompozit gerendák kihajlása és belső feszültsége jelentősen csökken a nem kompozit födémgerendákhoz képest.
3. A környező kőzet erősítő hatása: Az alagút mélyen környező kőzetében lévő kőzet háromtengelyű összenyomott állapotban, míg az alagút közelében lévő kőzet kéttengelyű feszültségállapotban van, az előbbinél kisebb szilárdságú, így hajlamos a tönkremenetelre. és a stabilitás elvesztése. Miután az alagút környező kőzetét horgonyzórudakkal rögzítik, a felszíni kőzet részben visszaállítja háromtengelyű feszültségi állapotát, növelve saját erejét. Emellett a horgonyrudak növelhetik a kőzetréteg gyenge felületének nyírószilárdságát is, így az alagút körülvevő kőzet kevésbé lesz kitéve a károsodásnak és az instabilitásnak, amit a környező kőzet megerősítő hatásának neveznek.
4. Összenyomó csatlakozási hatás: A horgonyrúd megfeszíti az alagút környező kőzetét, előfeszítést fejt ki a kőzetre, megakadályozza a repedések további tágulását, valamint a laza kőzetnél szorító összekötő és erősítő szerepet is betölthet. Egy egyszerű és érdekes kísérletet végeztek külföldön: egy téglalap alakú fadobozt szorosan megtöltöttek apró kaviccsal, és szimulált horgonyrudakkal rögzítették őket. A horgonyrudak meghúzása után a fadobozt felborították, de a benne töltött apró kavicsot nem lehetett kiönteni. A horgonyrudak előfeszítő hatása révén az egymáshoz nem kapcsolódó zúzott kövek között oldalirányú nyomósúrlódási ellenállás jöhet létre, amely elegendő ahhoz, hogy maguknak a zúzott kövek súlyát leesés nélkül, mintha összekapcsolódnának.

5. Nyomós erősítő ív hatása: A fenti kísérletet folytatva a horgonyzórudakkal lehorgonyzott kis kavics nem csak összenyomja és összeköti azokat saját súlyuk megtartása érdekében, hanem teherhordó szerkezetként is szolgál a további terhelések elviselésére. A terhelési vizsgálatok során kiderült, hogy a lehorgonyzott kavicselemek horgonypárna lemezei között húzófeszültségi zóna jelent meg, aminek következtében a kis kavics ebben a zónában meglazult és leesett, kupolát alkotva. A terhelés növekedésével a kupola kitágul, ami a teherhordó szerkezet összeomlásához és széteséséhez vezet. Ennek elkerülése érdekében, ha a horgonypárna alá egy vékony dróthálót akasztunk, nagymértékben javítja a horgonyrúd tartóképességét. Jelentős napi terhelés esetén (ismételt terhelés) a károsodás a drótháló levágásával kezdődik. A fenti kísérletek azt mutatják, hogy a laza zúzottkő előfeszítés hatására minden horgonyrúd körül kúpos végekkel hengeres nyomózónát vagy nyomófeszültségi zónát képez. A szisztematikusan elrendezett horgonyrúd-csoportban ezek a nyomózónák jelentős szélességű és vastagságú, egyenletes nyomóerősítő szalagot alkotnak, amely teherhordó szerkezetnek felel meg és jelentős terhelést bír el. Az alagút körül sugárirányban csoportosan elrendezett horgonyzórudak felszerelése után a környező kőzet bizonyos vastagságtartományában íves nyomószalag vagy kompressziós erősítő ív képződik, amely az alagutat körülvevő kőzetet a támasztékon lévő „terhelésből” „terheléssé” alakítja. csapágy" szerkezet. Az ív nyomószalag vastagsága a horgonyrudak hosszától és távolságától függ.