Les véhicules de forage à boulons d'ancrage sont des équipements mécaniques couramment utilisés dans les mines, les tunnels et l'ingénierie souterraine modernes. Ils sont principalement utilisés pour le renforcement géologique, le soutènement et l’amélioration de la stabilité des structures souterraines. Dans les environnements à haut risque tels que l’exploitation minière et la construction de tunnels, les camions de forage à ancre jouent un rôle crucial. Cet article approfondira le principe de fonctionnement du véhicule de forage de boulons d'ancrage et analysera comment il améliore la stabilité géologique grâce à une technologie efficace de support de boulons d'ancrage.
I. Présentation du véhicule de forage de boulons d'ancrage
Le camion de forage à ancre est une sorte d'équipement mécanique spécialement conçu pour les opérations de forage, principalement utilisé dans la construction de tunnels, de mines et de projets souterrains. Il intègre de multiples fonctions telles que le forage, l'injection et l'installation de boulons d'ancrage, et est capable de réaliser des opérations efficaces et précises. Le véhicule de forage de boulons d'ancrage perce des trous dans la couche rocheuse à l'aide d'un équipement de forage, puis installe les boulons d'ancrage dans les trous et consolide les boulons d'ancrage par injection, fournissant ainsi le renforcement et le support géologiques nécessaires.
II. Principe de fonctionnement du véhicule de forage de boulons d'ancrage
Le processus de travail d'un véhicule de forage de boulons d'ancrage comprend généralement les étapes suivantes : perçage, installation des boulons d'ancrage, renforcement du coulis et tension des boulons d'ancrage. Les étapes spécifiques sont les suivantes :
1. Forage
Le camion de forage à ancre perce d'abord des trous dans les roches ou les couches de sol grâce à son puissant dispositif de forage. Pendant la rotation du trépan, le chariot de forage fournit un couple et une puissance suffisants via le système d'entraînement pour garantir que la profondeur et le diamètre de forage répondent aux exigences de conception. Pendant le processus de forage, le système de positionnement du véhicule de forage assure la précision de la position du trou et évite la déviation du forage.
La profondeur et l'angle du forage sont déterminés en fonction des exigences techniques réelles et des conditions géologiques. Le diamètre et la profondeur du forage peuvent varier selon les environnements géologiques. La précision du perçage affecte directement l'effet d'installation des tiges d'ancrage ultérieures. Par conséquent, lors du forage, il est nécessaire de garantir la stabilité de l’équipement du véhicule de forage et le tranchant du foret.
2. Installation du boulon d'ancrage
Une fois le forage terminé, le véhicule de forage du boulon d'ancrage poussera le boulon d'ancrage dans le trou. Les tiges d'ancrage sont généralement constituées de barres d'acier ou d'acier allié à haute résistance, présentant une excellente résistance à la traction et à la flexion, et peuvent former efficacement une connexion ferme avec les roches ou les couches de sol environnantes.
L'installation des boulons d'ancrage est divisée en deux types :
Boulons d'ancrage statiques : ce type de boulon d'ancrage est généralement inséré dans le trou de forage par le bras mécanique du véhicule de forage de boulon d'ancrage, et l'extrémité avant du boulon d'ancrage est fixée dans le trou. Le principe de renforcement des tiges d'ancrage statiques repose principalement sur la force de frottement entre les tiges d'ancrage et les strates rocheuses environnantes pour fournir un support.
Tiges d'ancrage dynamiques : les tiges d'ancrage dynamiques sont généralement fixées par un flux d'air à haute pression ou des méthodes de coulis. Ils peuvent générer une force de liaison plus forte entre les tiges d’ancrage et les strates rocheuses grâce à l’effet de la pression dynamique.
Le processus d'installation des tiges d'ancrage nécessite que l'équipement contrôle avec précision la profondeur d'insertion, l'angle et la position des tiges d'ancrage pour garantir l'effet de renforcement.
3. Renfort de jointoiement
Une fois les tiges d'ancrage installées, le véhicule de forage de tiges d'ancrage doit encore effectuer des opérations d'injection, en injectant du coulis pour lier fermement les tiges d'ancrage aux couches rocheuses environnantes. Les matériaux utilisés pour le jointoiement sont généralement du coulis de ciment ou des coulis chimiques à haute résistance. Après avoir été injectées dans les trous, ces coulis vont se solidifier et former une couche de ciment solide.
Le coulis améliore non seulement la force de liaison entre les tiges d'ancrage et les roches, mais renforce également davantage les couches de sol ou de roches environnantes, améliorant ainsi les conditions géologiques. Pendant le processus d'injection, l'appareil de forage peut contrôler avec précision le volume, la pression et le temps d'injection pour garantir le meilleur effet d'injection.
4. Tension des boulons d'ancrage
Une fois le coulis solidifié, afin d'augmenter la force de traction des tiges d'ancrage, le véhicule de forage de tiges d'ancrage tendra également les tiges d'ancrage déjà installées. Grâce à des dispositifs de tension mécanique, les tiges d'ancrage peuvent en outre générer une force de traction serrée avec la couche rocheuse, améliorant ainsi la force de support. Ce processus est particulièrement important pour la stabilité géologique, en particulier dans les strates rocheuses faibles ou meubles, où la tension des tiges d'ancrage peut améliorer considérablement la capacité de support géologique.
III. Comment les véhicules de forage de boulons d’ancrage peuvent-ils améliorer la stabilité géologique
Le véhicule de forage de boulons d'ancrage joue un rôle important dans l'amélioration de la stabilité géologique grâce à ses fonctions efficaces de forage, d'installation et de renforcement. Plus précisément, le véhicule de forage de boulons d'ancrage améliore la stabilité géologique dans les aspects suivants :
1. Améliorer la force de support de la structure des strates rocheuses
La stabilité des strates rocheuses est généralement influencée par divers facteurs, tels que les contraintes, les changements de température et les conditions hydrologiques. En particulier pendant le processus d'exploitation minière ou de construction de tunnels, les changements dans l'environnement extérieur peuvent provoquer le glissement ou l'effondrement de couches rocheuses. Le véhicule de forage de boulons d'ancrage peut améliorer efficacement la force de support des strates rocheuses grâce au forage et au support des boulons d'ancrage.
Les tiges d'ancrage forment une connexion physique solide avec les strates rocheuses grâce à la technologie d'ancrage, améliorant considérablement la stabilité des strates rocheuses et empêchant la déformation ou l'effondrement des strates rocheuses provoquées par des contraintes externes.
2. Prévenir les catastrophes géologiques
Les catastrophes géologiques, telles que les coups de toit, les tremblements de terre ou les affaissements de terrain, ont généralement de graves conséquences sur les projets souterrains. Le support de boulon d'ancrage du véhicule de forage de boulon d'ancrage peut non seulement améliorer la capacité anti-déformation de la couche rocheuse, mais également fournir une force de soutien supplémentaire lorsque des catastrophes géologiques se produisent, évitant ainsi l'apparition de catastrophes ou réduisant leur impact.
En renforçant efficacement les strates rocheuses, les véhicules de forage à ancrage peuvent réduire considérablement le risque de catastrophes géologiques et assurer la sécurité des projets souterrains tels que les mines et les tunnels.
3. Améliorer la stabilité du front de taille
Sur les chantiers de construction tels que les tunnels et les mines, le front de taille est souvent affecté par des facteurs géologiques instables, ce qui le rend sujet à des problèmes tels que la chute et l'effondrement de couches rocheuses. Grâce à une conception et une construction de support précises, le véhicule de forage de boulons d'ancrage peut former une structure de support stable au niveau du front de taille, garantissant ainsi la sécurité du personnel de construction.
L'effet de renforcement des tiges d'ancrage permet aux strates rocheuses de supporter uniformément la pression externe, évitant ainsi les fissures ou les déformations causées par des contraintes de compression excessives dans les zones locales.
4. Améliorer la résistance au cisaillement des strates de sol ou de roche
Le véhicule de forage de boulons d'ancrage améliore considérablement la résistance au cisaillement des couches de sol ou de roches en les renforçant. En particulier dans des environnements géologiques faibles, les mesures de soutènement traditionnelles peuvent ne pas être en mesure de fournir une résistance au cisaillement suffisante. Cependant, le véhicule de forage de boulons d'ancrage peut rendre la couche rocheuse plus stable lorsqu'elle est soumise à une force de cisaillement externe grâce à la force de traction du boulon d'ancrage et à l'effet de consolidation du coulis.
La fonction principale des boulons d'ancrage est de disperser la force de cisaillement externe dans une plus grande zone de strates rocheuses autour, réduisant ainsi la concentration des contraintes en un seul endroit et améliorant la stabilité globale.
5. Améliorer la capacité portante des structures souterraines telles que les mines et les tunnels
Dans les projets souterrains complexes, l'application de véhicules de forage de boulons d'ancrage peut améliorer considérablement la capacité portante des structures souterraines. Surtout dans les strates rocheuses relativement lâches ou faibles, les tiges d'ancrage, grâce à leurs fonctions de fixation et de renforcement, peuvent améliorer efficacement la capacité de la structure souterraine à supporter des charges externes et réduire les accidents géologiques causés par des charges excessives.
IV. Perspectives d'application des véhicules de forage d'ancrage
Avec le développement continu de l’ingénierie souterraine, la technologie des véhicules de forage de boulons d’ancrage innove et s’améliore également constamment. Les camions de forage à ancre modernes ne se limitent pas aux opérations minières traditionnelles, mais sont également largement utilisés dans la construction de tunnels, la construction de métros, les projets souterrains à grande échelle et le renforcement de barrages, entre autres domaines. Avec l'introduction d'une technologie intelligente, les futurs véhicules de forage de boulons d'ancrage seront en mesure de réaliser des opérations plus efficaces et plus précises, tout en améliorant la sécurité opérationnelle et l'efficacité de la construction.
Conclusion
En tant qu'équipement mécanique multifonctionnel et efficace, le camion de forage à ancrage joue un rôle crucial dans l'ingénierie souterraine, l'exploitation minière et la construction de tunnels. Grâce à des opérations telles que le forage, l'installation de boulons d'ancrage, l'injection et la tension, le véhicule de forage de boulons d'ancrage peut améliorer efficacement la stabilité géologique et empêcher l'apparition d'effondrements de couches rocheuses, de glissements et d'autres catastrophes géologiques. Avec l'avancement continu de la technologie, les camions de forage à ancrage joueront un rôle plus important dans l'amélioration de la sécurité des projets souterrains, l'amélioration de l'efficacité de la production et la réduction du taux d'accidents.
