一、研究背景
在煤礦巷道的施工場地，錨索支護技術(shù)作為一種關(guān)鍵手段，被普遍應(yīng)用于加固巷道頂部及煤柱。然而，在特定區(qū)域，例如綜放沿空掘巷、孤島工作面以及迎采掘巷等，錨索的使用會受到工作面強烈采動的影響。在此情況下，巖體內(nèi)的應(yīng)力會急劇增加，導(dǎo)致錨索承受的力達到其極限狀態(tài)。因此，錨索在錨孔內(nèi)外均可能出現(xiàn)斷裂現(xiàn)象。由于斷裂前錨索內(nèi)部積累了大量的彈性能量，一旦斷裂，這些能量會轉(zhuǎn)化為動能，使得斷裂的錨索以極高的速度彈射出來，從而引發(fā)彈射傷害事故，造成嚴重的后果。
二、研究內(nèi)容
旨在開發(fā)一種新型錨索支護系統(tǒng)，以有效應(yīng)對綜放沿空掘巷、孤島工作面、迎采掘巷等特殊區(qū)域的強烈采動影響，并減少錨索在使用過程中的斷裂風險。研究內(nèi)容包括分析不同工作面條件下錨索的受力情況，確定影響其穩(wěn)定性的關(guān)鍵因素；設(shè)計并優(yōu)化錨索支護結(jié)構(gòu)，以適應(yīng)高應(yīng)力環(huán)境下的工作條件；開發(fā)新型錨索斷裂防護裝置，并通過實驗驗證其有效性和可靠性；通過數(shù)值模擬和現(xiàn)場試驗評估改進后的系統(tǒng)在減少錨索斷裂和彈射傷害方面的效果；研究錨索支護系統(tǒng)的經(jīng)濟性，包括成本分析和效益評估。
三、主要創(chuàng)新點
1.當錨索破斷向外彈射時，緩沖夾塊在力的作用下嵌入緩沖盒內(nèi)，使瓣狀結(jié)構(gòu)閉合緊緊夾住錨索，錨索孔內(nèi)的緩沖彈簧被壓縮，實現(xiàn)錨索破斷彈射的一重緩沖防護。
2.錨索孔外的緩沖彈簧也被壓縮，實現(xiàn)錨索破斷彈射的二重緩沖防護，雙重緩沖防護作用下可以大幅減緩斷裂錨索向外彈射的速度和力量，從而起到一定的保護作用，保證了井下工作人員生命安全。
四、推廣應(yīng)用
在某煤業(yè)公司的24113號和26113號工作面，已成功實施了上述設(shè)計。24113號工作面的回采長度大約為1300米，通過采用該設(shè)計，減少了回風順槽錨索的二次防護工作以及相關(guān)的人工成本。預(yù)計在材料和人工費用方面可節(jié)約30萬元，同時確保了安全回采的實現(xiàn)，并有效減輕了工人的勞動強度。
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