Test de qualité du support des boulons dans les routes profondes des districts miniers

Résumé

La qualité du support des boulons des routes de charbon est l'un des facteurs importants pour l'efficacité et la sécurité de la production de charbon. Au moyen d'une technique et d'un équipement auto-développés de tests aléatoires non destructeurs, de détection non destructive et d'analyse d'avant-avancement sur la qualité du soutien aux boulons dans les routes profondes des districts miniers ont été effectuées dans un certain nombre de zones minières. Les données mesurées ont été obtenues dans les instances de détection de la contrainte in situ anormale et de l'invalidation du support, etc. La relation correspondante entre la variation de la charge du boulon axiale et la route entourant la déformation et la stabilité de la roche a été résumé à différents stades de service minière. La technologie d'avant-avard sur la route entourant la stabilité des rochers est proposée en fonction de la détection de la charge de boulon axiale. Pendant ce temps, les indicateurs d'avant-allant de la charge du boulon axial dans différentes étapes de service d'extraction sont proposés et certains cas avant l'arrêt sont également illustrés. Les résultats de la recherche montrent que les règles de changement de la charge de boulon axiale dans différentes étapes de service d'extraction sont assez similaires dans différentes zones minières. Le changement de charge de boulon axiale est conforme à l'ajustement de la contrainte de roche environnante, qui peut par conséquent refléter l'état de déformation et de stabilité de la chaussée entourant la roche. Grâce à la détection de la charge de boulon axiale dans différentes sections de routes, l'état de la qualité du support du boulon en temps réel peut être réfléchi; Pendant ce temps, la rationalité de la conception du support des boulons peut être évaluée, ce qui fournit une référence pour l'optimisation des paramètres de boulonnage.

1. Introduction

De nombreuses coutures de charbon de plus de 800 m de profondeur sont extraites dans l'est de la Chine. Des routes de grande section sont développées dans des coutures de charbon à plus de 600 m de profondeur dans l'ouest de la Chine. De plus, ces routes sont généralement soutenues par des boulons de toit et ont rencontré de nombreux problèmes de soutien, notamment une grande profondeur, des strates de roche douce, un stress tectonique anormal et une perturbation minière intense. La stabilité de la roche environnante est difficile à entretenir et le boulon de toit échoue souvent avant l'extraction . Par conséquent, il est impératif de développer une technologie et un équipement de test non destructifs pour la qualité de soutien dans les routes profondes ainsi que la technologie d'avant-avard pour l'invalidation de soutien. Sur la base de la théorie des tests non destructeurs, de la technique et de l'équipement de la qualité du support des boulons dans les routes de charbon, des tests non destructifs sur la qualité du support des boulons dans les routes profondes des mines de charbon et une analyse d'avant-avxion ont été effectuées. Les données mesurées de stress in-situ anormal et d'invalidation de soutien, etc. ont été obtenues et analysées dans cet article. Pendant ce temps, certains cas d'avant-allons réussis ont également été illustrés.

2. État quo de la détection de qualité du support de boulons

Lors de l'installation de boulons de toit, la qualité de l'installation est fortement affectée par les équipements et les outils d'installation, les conditions de terrain et les compétences des opérateurs. La longueur d'ancrage effective des boulons et la fiabilité de la qualité de l'ancrage sont directement influencées si le trou de forage est trop profond, ou si le trou n'est pas complètement nettoyé ou si la cartouche de résine n'est pas complètement mélangée. Si le trou de forage est trop peu profond, l'extrémité de la tête du boulon dépasse de la surface du toit et est excessivement longue. La pré-tension des boulons est difficile à générer à partir du couple appliqué sur la tête de boulon et peut même casser le boulon. En conséquence, la force d'ancrage initiale des boulons est trop petite et la plage de support efficace se rétrécit, ce qui entraîne à son tour la défaillance de l'horizon de roche ancré . Après l'achèvement de l'installation du boulon, à mesure que les roches environnantes se déforment, la charge de boulon axiale augmente progressivement jusqu'à ce qu'elle devienne relativement stable. Lorsque l'exploitation de retraite commence, la charge de boulon axiale augmente considérablement dans la zone de pilier avant , dépassant parfois la résistance au boulon et provoquant des accidents . Malgré les avantages offerts par le boulonnage du toit, par exemple, le faible coût et l'installation rapide, il peut facilement provoquer un accident soudain de toit par les boulons retirés ou échouant lorsque la longueur de l'ancrage et la force d'ancrage initiale des boulons sont insuffisantes ou l'axial La charge dépasse la résistance ultime du boulon.

Étant donné que le système de boulonnage de toit installé n'est pas observable, il est difficile de détecter et de dépanner efficacement ses problèmes de qualité de support. Les problèmes discutés dans la section précédente influencent directement la stabilité et la sécurité de la structure de soutien des routes .

À l'heure actuelle, la détection de la qualité du support des boulons utilise principalement le test de retrait pour déterminer la capacité d'ancrage ultime. Dans le test, une clé à couple est utilisée pour appliquer la pré-tension, et une cellule de pression hydraulique ou un dynamomètre de boulon est utilisée pour surveiller la charge de boulon axiale. Ces outils endommagent ou modifient le système de boulonnage ou l'état du système de support des boulons. Les techniques de test actuelles nécessitent l'installation de capteurs de test aux points de mesure fixes sélectionnés à l'avance. Il est difficile d'effectuer une détection aléatoire pour une grande surface car chaque charge de boulon est différente, même si les boulons sont installés dans la même coupe de support.

Avec une augmentation de la charge du boulon ou de sa durée de vie de service, la cellule de pression hydraulique ou le dynamomètre du boulon est facilement endommagée et peut échouer. Il ne peut pas évaluer efficacement l'état de travail des boulons globaux dans la région près des instruments de surveillance fixes (généralement chaque ensemble de 50 m) par l'observation de la charge axiale des boulons individuels. Dans le même temps, il n'est pas en mesure de détecter la section anormale des routes ou un danger récessif tels que les défauts cachés.

Les difficultés ci-dessus entraînent des accidents de toit et des taux de réparation élevés des routes. D'un autre côté, la perte économique due à l'utilisation de boulons plus forts que censés est excessif. Par conséquent, il est très important d'adopter une sorte de technique de détection aléatoire, non destructive, facile, rapide et efficace pour surveiller la qualité des boulons et résoudre les problèmes de sécurité routière.