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

3. Techniques et équipements de test non destructeurs pour la qualité du support des boulons

En tenant compte de la norme de l'industrie du charbon en Chine: «Bolt Support Spécifications techniques» (MT / T 1104-2009) , l'analyse des caractéristiques des boulons pré-tendu et ancré et les problèmes de la qualité du support des boulons in situ indiquent que les paramètres de détection de la qualité du support à boulons simples incluent deux aspects principaux. L'un est la longueur pleine longueur et la longueur d'ancrage des boulons; L'autre est la charge axiale en temps réel de boulons . Pour un boulon nouvellement installé, les paramètres à détecter sont la longueur pleine longueur et la longueur d'ancrage, car ils déterminent l'horizon de support et la stabilité de la structure de support du boulon. Simultanément, la prétension du boulon est examinée pour déterminer si elle répond aux valeurs conçues. Après l'installation du boulon, la tâche principale est de surveiller le changement d'ampleur de la charge de boulon axiale en temps réel à différentes étapes de service d'exploitation. La surveillance de la charge de boulon axiale peut évaluer si la prise en charge du boulon est ou non en bon état de travail.

4. Test non destructif de la charge et de la prédiction du boulon d'ancrage sur la stabilité de la chaussée entourant la roche

Les routes dans les districts d'extraction de charbon, du développement à l'abandon, passeront par trois étapes de service selon différentes méthodes d'exploitation, c'est-à-dire le stade de soutien initial, le stade de pré-mine et le stade de perturbation minière. Grâce à l'analyse sur les résultats existants de l'évolution de la charge des boulons dans les routes profondes et de nombreux résultats de test in situ , les caractéristiques d'état de travail des boulons dans les routes des districts miniers à différents stades de service minier sont présentées sur la figure 2 .

D'une manière générale, un couple de serrage relativement important (généralement 200 à 400 nm) est exercé sur la tête de boulon afin que le boulon nouvellement installé puisse fournir une excellente pré-tension (généralement 20–50 kN) dans le temps après le creusé. Selon les recherches sur le terrain, la charge de rendement ( PS ) de la plupart des boulons dans les routes profondes est conçue pour être d'environ 150 kN. Cela indique que la pré-tension des boulons nouvellement installés dans les routes profondes est préférable d'être définie à 30% de la charge de rendement afin que les boulons puissent prendre en charge plus activement dans le temps.

Dans les 3 à 5 jours suivant l'installation de boulons ou 25 m d'excavation routière, la roche environnante se contracte rapidement, provoquant ainsi une forte augmentation de la charge de boulon axiale. Au cours de cette étape, la charge de boulon axiale augmente rapidement à 50–70 kN, une augmentation d'environ 20 à 30 kN.

Lorsque la chaussée est creusée sur 25 m, la contraction de la roche environnante a tendance à être stable avec de légers ajustements. À ce stade, qui est également appelé stade préalable, le taux de déformation est beaucoup plus bas que celui de l'étape de soutien initial. La charge de boulon axiale fluctue mais présente une tendance à la hausse globale. La charge de boulon axiale reste finalement à environ 50% de sa charge de rendement ( PS ). Lorsque la chaussée est creusée sur 50 m, la déformation des rochers environnante est presque à l'abri de l'influence d'excavation.

Pendant la phase minière, les contraintes s'accumulent dans la roche environnante de la face de travail. La pression de la baisse apparaît devant la face de travail, et la plage d'influence minière est d'environ 20 à 30 m. Dans la zone d'influence minière, la charge de boulon axiale augmente à environ 80 à 120 kN, à savoir à moins de 80% de la charge de rendement. Mais dans le cas de conditions géologiques complexes, des cas rares apparaissent également lorsque la charge de boulon axiale atteint ou dépasse même la charge de rendement, ce qui entraîne le fractionnement du plateau de boulon ou la fracture du boulon. Lorsque la pression de pilier causée par l'exploitation minière augmente, voire dépasse la capacité de portage maximale de la roche environnante étroitement adjacente à la face de travail, le charbon et la roche échouent, puis libère la pression. La charge du boulon axiale augmente à son tour à sa valeur maximale, puis diminue. Le changement de charge de boulon axiale est déterminé par la pression avant de la culée et une grande corrélation peut être détectée entre eux. Les zones éloignées de la face de travail sont moins influencées par l'exploitation minière et la déformation de la roche environnante dans les zones à exploiter reste relativement stable.

En résumé, il existe une bonne correspondance entre la charge du boulon axial en temps réel et l'ensemble du processus de déformation, de défaillance et de destruction des routes dans les districts minières. Les résultats de surveillance de la charge du boulon axial en temps réel peuvent être utilisés pour évaluer et juger la stabilité de la roche environnante. Certains cas de projet sont examinés dans la section suivante pour démontrer les index d'avant l'avertissement de la charge du boulon axial et illustrer la technologie d'avant l'ourlet de la stabilité des rochers environnante.

4.1. AVANTAGE DE LA STABILITÉ EN ROCLE ANTRADIN

Selon les règles de modification de la charge de boulon axiale à différentes étapes de service de la figure 2 , la détection de la charge du boulon axiale dans l'étape de support initiale peut fournir une bonne référence pour l'évaluation de la résistance à la support routier; Pendant ce temps, il est très avantageux d'ajuster rapidement les paramètres de support ou même le schéma de support et de dépanner les risques de sécurité potentiels dans le support des boulons. Par conséquent, il est nécessaire de détecter et d'évaluer la variation de prétension et de charge axiale des boulons au stade de support initial. Dans ce qui suit, trois cas de projet typiques sont présentés pour démontrer les caractéristiques de variation des charges de boulons axiales au stade de support initial. Un cas représente une prétension de boulon insuffisante, une autre montre une force d'ancrage initiale beaucoup trop grande et la troisième présente une croissance rapide des charges de boulons axiales au stade de support initial. Grâce à l'analyse de ces projets, l'index d'avant l'avertissement pour les charges de boulons axiales au stade de support initial est proposé.