Los vehículos de perforación con pernos de anclaje son equipos mecánicos comúnmente utilizados en minas, túneles e ingeniería subterránea modernas. Se utilizan principalmente para refuerzo geológico, soporte y mejora de la estabilidad de estructuras subterráneas. En entornos de alto riesgo, como la minería y la construcción de túneles, los camiones perforadores de anclaje desempeñan un papel crucial. Este artículo profundizará en el principio de funcionamiento del vehículo perforador de pernos de anclaje y analizará cómo mejora la estabilidad geológica a través de una tecnología eficaz de soporte de pernos de anclaje.
I. Descripción general del vehículo perforador de pernos de anclaje
El camión perforador ancla es un tipo de equipo mecánico diseñado específicamente para operaciones de perforación, aplicado principalmente en la construcción de soporte de túneles, minas y proyectos subterráneos. Integra múltiples funciones como perforación, lechada e instalación de pernos de anclaje, y es capaz de lograr operaciones efectivas y precisas. El vehículo perforador de pernos de anclaje perfora orificios en la capa de roca mediante un equipo de perforación, luego instala los pernos de anclaje en los orificios y los consolida mediante lechada, proporcionando así el refuerzo y soporte geológico necesarios.
II. Principio de funcionamiento del vehículo perforador de pernos de anclaje
El proceso de trabajo de un vehículo perforador de pernos de anclaje generalmente incluye los siguientes pasos: perforación, instalación de pernos de anclaje, refuerzo de lechada y tensado de pernos de anclaje. Los pasos específicos son los siguientes:
1. Perforación
El camión perforador de anclaje primero perfora agujeros en rocas o capas de suelo a través de su potente dispositivo de perforación. Durante la rotación de la broca, el carro perforador proporciona suficiente torque y potencia a través del sistema de accionamiento para garantizar que la profundidad y el diámetro de perforación cumplan con los requisitos de diseño. Durante el proceso de perforación, el sistema de posicionamiento del vehículo perforador garantiza la precisión de la posición del orificio y evita la desviación de la perforación.
La profundidad y el ángulo del pozo se determinan en función de los requisitos de ingeniería y las condiciones geológicas reales. El diámetro y la profundidad del pozo pueden variar en diferentes ambientes geológicos. La precisión de la perforación afecta directamente el efecto de instalación de las barras de anclaje posteriores. Por lo tanto, al perforar, es necesario garantizar la estabilidad del equipo del vehículo de perforación y el filo de la broca.
2. Instalación de pernos de anclaje
Una vez completada la perforación, el vehículo perforador de pernos de anclaje empujará el perno de anclaje dentro del orificio. Las varillas de anclaje generalmente están hechas de barras de acero o acero de aleación de alta resistencia, presentan una excelente resistencia a la tracción y a la flexión y pueden formar de manera efectiva una conexión firme con las rocas o capas de suelo circundantes.
La instalación de pernos de anclaje se divide en dos tipos:
Pernos de anclaje estáticos: este tipo de perno de anclaje generalmente se inserta en el pozo mediante el brazo mecánico del vehículo perforador de pernos de anclaje, y el extremo frontal del perno de anclaje se fija en el orificio. El principio de refuerzo de las varillas de anclaje estáticas se basa principalmente en la fuerza de fricción entre las varillas de anclaje y los estratos rocosos circundantes para proporcionar soporte.
Varillas de anclaje dinámicas: las varillas de anclaje dinámicas generalmente se fijan mediante flujo de aire a alta presión o métodos de lechada. Pueden generar una fuerza de unión más fuerte entre las varillas de anclaje y los estratos de roca mediante el efecto de la presión dinámica.
El proceso de instalación de varillas de anclaje requiere que el equipo controle con precisión la profundidad de inserción, el ángulo y la posición de las varillas de anclaje para garantizar el efecto de refuerzo.
3. Refuerzo de lechada
Después de instalar las varillas de anclaje, el vehículo de perforación de varillas de anclaje aún necesita realizar operaciones de inyección, inyectando lechada para unir firmemente las varillas de anclaje con las capas de roca circundantes. Los materiales utilizados para la lechada suelen ser lechada de cemento o lechada química de alta resistencia. Después de ser inyectadas en los agujeros, estas lechadas se solidificarán y formarán una capa de cemento sólida.
La lechada no sólo mejora la fuerza de unión entre las varillas de anclaje y las rocas, sino que también refuerza aún más las capas de suelo o roca circundantes, mejorando las condiciones geológicas. Durante el proceso de inyección, la plataforma de perforación puede controlar con precisión el volumen, la presión y el tiempo de inyección para garantizar el mejor efecto de inyección.
4. Tensado de los pernos de anclaje
Después de que la lechada se haya solidificado, para aumentar la fuerza de tracción de las varillas de anclaje, el vehículo perforador de varillas de anclaje también tensará las varillas de anclaje ya instaladas. A través de dispositivos tensores mecánicos, las varillas de anclaje pueden generar aún más una fuerza de tracción ajustada con la capa de roca, mejorando así la fuerza de soporte. Este proceso es particularmente importante para la estabilidad geológica, especialmente en estratos de roca débiles o sueltos, donde la tensión de las varillas de anclaje puede mejorar significativamente la capacidad de soporte geológico.
III. ¿Cómo pueden los vehículos perforadores de pernos de anclaje mejorar la estabilidad geológica?
El vehículo perforador de pernos de anclaje desempeña un papel importante en la mejora de la estabilidad geológica a través de sus eficaces funciones de perforación, instalación y refuerzo. En concreto, el vehículo perforador de pernos de anclaje mejora la estabilidad geológica en los siguientes aspectos:
1. Mejorar la fuerza de soporte de la estructura de los estratos rocosos.
La estabilidad de los estratos rocosos suele estar influenciada por una variedad de factores, como estrés, cambios de temperatura y condiciones hidrológicas. Especialmente durante el proceso de explotación minera o construcción de túneles, los cambios en el ambiente externo pueden causar el deslizamiento o colapso de los estratos rocosos. El vehículo perforador de pernos de anclaje puede mejorar eficazmente la fuerza de soporte de los estratos rocosos mediante la perforación y el soporte de pernos de anclaje.
Las varillas de anclaje forman una fuerte conexión física con los estratos de roca a través de la tecnología de anclaje, mejorando significativamente la estabilidad de los estratos de roca y evitando la deformación o el colapso de los estratos de roca causados por tensiones externas.
2. Prevenir desastres geológicos
Los desastres geológicos, como desprendimientos de rocas, terremotos o hundimientos del suelo, suelen tener graves consecuencias para los proyectos subterráneos. El soporte de perno de anclaje del vehículo perforador de pernos de anclaje no solo puede mejorar la capacidad antideformación de la capa de roca, sino que también proporciona fuerza de soporte adicional cuando ocurren desastres geológicos, evitando la ocurrencia de desastres o reduciendo su impacto.
Al reforzar eficazmente los estratos rocosos, los vehículos perforadores de anclaje pueden reducir significativamente el riesgo de desastres geológicos y garantizar la seguridad de proyectos subterráneos como minas y túneles.
3. Mejorar la estabilidad de la cara de trabajo.
En sitios de construcción como túneles y minas, el frente de trabajo a menudo se ve afectado por factores geológicos inestables, lo que lo hace propenso a problemas como la caída y el colapso de estratos de roca. A través de un diseño y construcción de soporte precisos, el vehículo perforador de pernos de anclaje puede formar una estructura de soporte estable en la cara de trabajo, garantizando la seguridad del personal de construcción.
El efecto de refuerzo de las varillas de anclaje permite que los estratos de roca soporten uniformemente la presión externa, evitando así grietas o deformaciones causadas por tensiones de compresión excesivas en áreas locales.
4. Mejorar la resistencia al corte de los estratos de suelo o roca.
El vehículo de perforación con pernos de anclaje mejora significativamente la resistencia al corte de las capas de suelo o roca al reforzarlas. Especialmente en entornos geológicos débiles, es posible que las medidas de soporte tradicionales no puedan proporcionar suficiente resistencia al corte. Sin embargo, el vehículo de perforación de pernos de anclaje puede hacer que la capa de roca sea más estable cuando se somete a una fuerza de corte externa a través de la fuerza de tracción del perno de anclaje y el efecto de consolidación de la lechada.
La función principal de los pernos de anclaje es dispersar la fuerza de corte externa en un área más grande de estratos rocosos circundantes, reduciendo así la concentración de tensiones en un solo lugar y mejorando la estabilidad general.
5. Mejorar la capacidad de carga de estructuras subterráneas como minas y túneles.
En proyectos subterráneos complejos, la aplicación de vehículos de perforación con pernos de anclaje puede mejorar significativamente la capacidad de carga de las estructuras subterráneas. Especialmente en estratos rocosos relativamente sueltos o débiles, las varillas de anclaje, a través de sus funciones de fijación y refuerzo, pueden mejorar eficazmente la capacidad de la estructura subterránea para soportar cargas externas y reducir los accidentes geológicos causados por cargas excesivas.
IV. Perspectivas de aplicación de los vehículos perforadores de anclaje
Con el desarrollo continuo de la ingeniería subterránea, la tecnología de los vehículos de perforación con pernos de anclaje también está innovando y mejorando constantemente. Los camiones perforadores de anclaje modernos no sólo se limitan a las operaciones mineras tradicionales, sino que también se utilizan ampliamente en la construcción de túneles, construcción de metros, proyectos subterráneos a gran escala y refuerzo de presas, entre otros campos. Con la introducción de tecnología inteligente, los futuros vehículos de perforación de pernos de anclaje podrán lograr operaciones más efectivas y precisas, al tiempo que mejorarán la seguridad operativa y la eficiencia de la construcción.
Conclusión
Como equipo mecánico multifuncional y eficaz, el camión perforador de anclaje desempeña un papel crucial en la ingeniería subterránea, la minería y la construcción de túneles. A través de operaciones tales como perforación, instalación de pernos de anclaje, lechada y tensado, el vehículo perforador de pernos de anclaje puede mejorar eficazmente la estabilidad geológica y prevenir el colapso de la capa de roca, deslizamientos y otros desastres geológicos. Con el avance continuo de la tecnología, los camiones perforadores de anclaje desempeñarán un papel más importante en la mejora de la seguridad de los proyectos subterráneos, la mejora de la eficiencia de la producción y la reducción de la tasa de accidentes.
