Teste de qualidade do suporte parafusos em estradas profundas de distritos de mineração

Abstrato

A qualidade do suporte do parafuso das estradas de carvão é um dos fatores importantes para a eficiência e a segurança da produção de carvão. Por meio de uma técnica e equipamentos autodesenvolvidos de testes aleatórios não destrutivos, detecção não destrutiva e análise pré-aviso sobre a qualidade do suporte dos parafusos em estradas profundas dos distritos de mineração, foram realizadas em várias áreas de mineração. Os dados medidos foram obtidos nas instâncias de detecção de estresse in situ e suportam invalidação anormal etc. A relação correspondente entre a variação da carga de parafuso axial e a rodovia ao redor da rochosa e a estabilidade foi resumida em diferentes estágios de serviço de mineração. A tecnologia de pré-aviso da estrada em torno da estabilidade das rochas é proposta com base na detecção de carga de parafuso axial. Enquanto isso, são oferecidos indicadores pré-aviso de carga de parafuso axial em diferentes estágios de serviço de mineração e alguns casos bem-sucedidos pré-aviso também são ilustrados. Os resultados da pesquisa mostram que as regras de mudança de carga de parafuso axial em diferentes estágios de serviço de mineração são bastante semelhantes em diferentes áreas de mineração. A mudança de carga de parafuso axial está de acordo com o ajuste do estresse rochoso circundante, que pode, consequentemente, refletir o estado de deformação e estabilidade da estrada ao redor da rocha. Através da detecção de carga de parafuso axial em diferentes seções de estradas, o status da qualidade do suporte para o parafuso em tempo real pode ser refletido; Enquanto isso, a racionalidade do projeto de suporte do parafuso pode ser avaliada, que fornece referência para a otimização de parâmetros de parafuso.

1. Introdução

Muitas costuras de carvão com mais de 800 m de profundidade estão sendo extraídas no leste da China. Estradas de grande seção transversal estão sendo desenvolvidas em costuras de carvão com mais de 600 m de profundidade no oeste da China. Além disso, essas estradas são comumente apoiadas por parafusos de telhado e encontraram muitos problemas de apoio, incluindo grande profundidade, estratos de rocha mole, estresse tectônico anormal e intensa distúrbio de mineração. A estabilidade da rocha circundante é difícil de manter e o parafuso do telhado geralmente falha antes da mineração . Portanto, é imperativo desenvolver uma tecnologia e equipamento de testes não destrutivos para a qualidade de suporte em estradas profundas, bem como a tecnologia de pré-aviso para a invalidação de suporte. Com base na teoria dos testes não destrutivos, a técnica e o equipamento da qualidade do suporte para o parafusos em estradas de carvão, foram realizados testes não destrutivos na qualidade do suporte para o parafusos em estradas profundas de minas de carvão e análise pré-aviso. Os dados medidos de estresse e suporte in situ anormais, etc. foram obtidos e analisados ​​neste artigo. Enquanto isso, alguns casos bem-sucedidos pré-aviso também foram ilustrados.

2. Status quo da detecção de qualidade de suporte do parafuso

Durante a instalação dos parafusos do telhado, a qualidade da instalação é fortemente afetada por equipamentos e ferramentas de instalação, condições de campo e habilidades dos operadores. O comprimento efetivo da ancoragem dos parafusos e a confiabilidade da qualidade da ancoragem são diretamente influenciados se o orifício da broca for muito profundo ou o orifício não for limpo completamente, ou o cartucho de resina não for mixado completamente. Se o orifício da broca for muito raso, a extremidade da cabeça dos parafusos se projeta da superfície do telhado e é excessivamente longa. A pré-tensão dos parafusos é difícil de gerar a partir do torque aplicado na cabeça do parafuso e pode até quebrar o parafuso. Como resultado, a força de ancoragem inicial dos parafusos é muito pequena e a faixa de suporte efetiva diminui, o que, por sua vez, leva à falha do horizonte de rocha ancorado . Após a conclusão da instalação do parafuso, à medida que as rochas circundantes se deformam, a carga do parafuso axial aumenta gradualmente até que se torne relativamente estável. Quando a mineração de retiros começa, a carga do parafuso axial aumenta drasticamente na zona de pilar frontal , às vezes excedendo a força do parafuso e causando acidentes . Apesar das vantagens oferecidas por parafusos, por exemplo, baixo custo e instalação rápida, pode facilmente causar um acidente repentino nos parafusos sendo puxados ou falhando quando o comprimento da ancoragem e a força de ancoragem inicial dos parafusos são insuficientes ou a axial axial A carga excede a força final do parafuso.

Como o sistema de parafuso de telhado instalado não é observável, é difícil detectar e solucionar problemas de apoio aos problemas de qualidade. Os problemas discutidos na seção anterior influenciam diretamente a estabilidade e a segurança da estrutura de suporte da estrada .

Atualmente, a detecção da qualidade do suporte do parafuso emprega principalmente o teste de extração para determinar a capacidade de ancoragem final. No teste, uma chave de torque é usada para aplicar a pré-tensão, e uma célula de pressão hidráulica ou dinamômetro de parafuso é usada para monitorar a carga do parafuso axial. Essas ferramentas danificam ou alteram o sistema de parafuso ou o estado do sistema de suporte para parafusos. As técnicas atuais de teste requerem a instalação de sensores de teste nos pontos de medição fixos selecionados com antecedência. É difícil realizar detecção aleatória para uma grande área, pois cada carga de parafuso é diferente, mesmo que os parafusos estejam instalados na mesma seção transversal de suporte.

Com um aumento na carga do parafuso ou sua vida útil prolongada, a célula de pressão hidráulica ou o dinamômetro do parafuso é facilmente danificada e pode falhar. Ele não pode avaliar efetivamente o status de trabalho dos parafusos gerais na região próximo aos instrumentos de monitoramento fixo (geralmente cada conjunto de 50 m) através da observação da carga axial de parafusos individuais. Ao mesmo tempo, é incapaz de detectar a seção anormal de estradas ou perigo recessivo, como falhas ocultas.

As dificuldades acima resultam em acidentes de telhado e altas taxas de reparo das estradas. Por outro lado, a perda econômica devido ao uso de parafusos mais fortes do que exigidos é excessiva. Portanto, é muito importante adotar uma espécie de técnica de detecção aleatória, não destrutiva, fácil, rápida e eficaz para monitorar os problemas da qualidade dos parafusos e solucionar problemas de segurança das estradas.