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1、锚杆支护原理2、锚杆的组合梁理论利用锚杆的拉力将层状岩层组合起来构成组合梁构造进行支护，这就是锚杆组合梁作用。组合梁作用的本质在于通过锚杆的预拉应力将原视为叠合梁的岩层挤紧，增大岩层间的摩擦力；同时，锚杆本身也提供一定的抗剪能力，阻止其层间错动。锚杆把数层薄的岩层组合成类似铆钉加固的组合梁，这时被锚固的岩层便可看成组合梁，全部锚固层能保持同步变形，顶板岩层抗弯刚度得以大大提高。锚杆的组合作用3、锚杆锲固作用是指在围岩中存在一组或多组不同产状的不连续面的情况下，由于锚杆穿过这些不连续面，防止或减少了围岩沿不连续面的移动。如图3。锚杆的楔固作用pbp锚杆的楔固作用-p(bp5、锚杆的减跨作用假如把
2、不稳定的顶板岩层看成是支撑在两帮的叠合梁，由于可视悬吊在老顶上的锚杆为支点，安设了锚杆就相当于在该处打了点柱增加了支点而减少了顶板的跨度，进而降低了顶板岩层的弯曲应力和挠度，维持了顶板与岩石的稳定性，使岩石不易变形和毁坏。这就是锚杆的“减跨作用，它实际上来源于锚杆的悬吊作用。上述几种锚杆支护作用并非是孤立存在的，实际上是互相补充的综合作用，只不过在不同地质条件下，某种支护作用占的地位不同罢了。二、锚杆支护作用机理分析巷道开掘以后，由于受掘进工作面迎头及两帮的支撑，顶板下沉和变形很小。此时安装锚杆，其主要作用是控制顶板浅部岩层的离层、滑动。锚杆安装越及时，预应力越大，则锚固范围内岩层的整体刚度越
3、高，岩层处于压缩状态，岩层间不发生离层和弯曲变形等有害变形，岩层的完好性和整体强度得到保持。相反，假如锚杆没有预应力，则只要当岩层产生一定变形时锚杆才有载荷，显然不能控制在这以前顶板岩层的离层和错动，导致顶板从浅部向深部逐步离层、毁坏，失去完好性与稳定性。预应力太小也不能起到有效约束顶板离层的作用。假如锚杆安装不及时，较大范围内的岩层已产生离层、滑动，岩层承载能力丧失很大，再打锚杆，支护效果效果会遭到明显影响。综上所述，提出锚杆支护机理的要点为：(1)锚杆支护主要作用在于控制锚固区围岩的离层、滑动、裂隙张开、新裂纹产生等扩容变形与毁坏，尽量使围岩处于受压状态，抑制围岩弯曲变形、拉伸与剪切毁坏的
4、出现，最大限度地保持锚固区围岩的完好性，提高锚固区围岩的整体强度和稳定性。(2)在锚固区内构成刚度较大的次生承载构造，阻止锚固区外岩层产生离层，同时改善围岩深部的应力分布状态。(3)为了实现上述支护效果，锚杆支护系统的刚度特别重要，十分是锚杆预应力起着决定性作用。根据巷道围岩条件确定合理的锚杆预应力是支护设计的关键。当然，较高的预应力要求锚杆具有较高的强度。(4)锚杆预应力的大小对支护效果非常重要，锚杆预应力的扩散同样重要。单根锚杆预应力的作用范围是很有限的，必须通过托板、钢带和金属网等构件将锚杆预应力扩散到离锚杆更远的围岩中。十分是对于巷道外表，即便施加很小的支护力，也会明显抑制围岩的变形与
5、毁坏，保持顶板的完好。因而，钢带、金属网等护表构件在预应力支护系统中发挥重要的作用。(5)鉴于锚杆支护的上述作用，锚杆支护应尽量一次支护就能有效控制围岩变形与毁坏，避免二次支护和巷道维修。三、锚索支护作用机理分析锚索作为锚杆的一种，从加固拱理论上讲，它能使更大直径的巷道围岩成为一个整体，使其具有更强的承载能力；从悬吊理论上讲，它更有把握围岩悬吊于稳定的老顶中，确保巷道支护的可靠性。锚索与锚杆相比，具有锚固深度大、可施加较大的预紧力等众多优点，是困难巷道工程支护加固不可缺少的重要手段。锚索的作用主要有两方面：其一是将锚杆支护构成的次生承载构造与深部围岩相连，提高次生承载构造的稳定性，同时充分调动
6、深部围岩的承载能力，使更大范围内的岩体共同承载；其二是锚索施加较大的预紧力，可挤紧和压密岩层中的层理、节理裂隙等不连续面，增加不连续面之间的抗剪力，进而提高围岩的整体强度。20mm的等强螺纹钢锚杆的锚固力130KN，抗拉载荷156KN；锚索15.24mm的锚索锚固力不低于200KN，最低抗断载荷为260KN。所以，锚索无论从锚固力及材料的破断力上讲，都远远优于螺纹钢锚杆。四、锚杆支护技术管理规定第3条锚杆的锚固方式1、端锚：树脂锚固段长度350mm。2、加长锚：树脂锚固段长度700mm。3、全锚：树脂锚固段长度锚深的80%；水泥锚固段长度为锚深的100%。一般情况下应采用加长锚；类煤巷顶板和深
7、部全岩巷道严禁使用端锚。6、锚杆布置一般要沿巷道轴线方向的岩面上成菱形排列。锚杆间排距一般在6001200mm。要在作业规程中明确规定。顶板靠巷道两帮的锚杆，必须向巷道两帮倾斜，锚固端距各自邻近帮距离不小于0.5m并与钢带连接；巷道两帮肩角锚杆距顶板不大于400mm，倾斜角度根据顶板倾角调整，保证锚固端在顶板岩石中；巷道两帮最下一排锚杆距巷道底板不大于300mm(回采顺槽起底掘进，煤层底板为坚硬岩石时，最下一排锚杆锚至煤层底板岩石，距巷道底板不大于600mm),并向下倾斜，与水平线呈1030夹角，锚固端位于底板岩石中。肩角锚杆一般比正常使用锚杆长200mm。第8条煤巷锚杆支护质量监测和检查验收
8、1、煤巷锚杆支护质量监测锚杆锚固力检测锚杆必须按规定做拉力实验。在井下做锚固力实验时，必须有安全措施。试验数量，巷道每成巷30-50m或每300根含300根下面抽样一组5根进行检查。巷道内的锚索每20根抽检2根,锚索锚固力用张拉油缸进行检测。巷道交岔点和峒室的锚索视其支护状况确定能否需要检测,由分管矿长或分管副总确定。锚固力合格条件：被检查所有锚杆均应符合要求。其中有1根不合格，继续抽样检查，若再不符合要求，由矿分管矿长组织分析锚杆质量不合格原因，并采取补充加强支护措施进行处理。拉拔试验后，应及时重新拧紧螺母；假如锚杆失效应及时补打锚杆。螺纹钢锚杆扭矩检测对当班新打锚杆和迎头10米范围内锚杆，
9、必须进行扭矩检测。每小班抽样一组5个做螺母扭矩的检验，使用扭矩扳手，每个螺母拧紧力矩应不小于400Nm，埋深大于600米的深部巷道锚杆预紧力5T。假如其中一个扭矩不合格，将扭矩缺乏的螺母重新拧紧；有2个以上不合格，应将所有螺母重新拧紧一遍，螺母还应每月检查一次，对松动的螺母要拧紧。使用新型锚杆时，扭矩及初锚力符合设计要求。螺纹钢锚杆检测每月随机抽样一组5根锚杆送检，一组不合格再抽样一组；若再不合格，分析原因，并按规定对有关责任单位和人员进行处罚。锚杆安装质量检查螺纹钢锚杆外露长度符合规定。锚索外露长度不大于200mm。锚杆角度：巷道各部位锚杆角度要符合设计要求。锚固剂安装位置监测每条锚杆安装时
10、，在未上托盘之前，必须进行锚固剂位置检查，并填写在班质量检查记录中。矿旬检、月检时也必须对锚固剂位置进行抽查。每次抽查不少于5根。2、检查验收有关规定锚杆安装班次、人员要有明显标记，并记录于工程档案中。工区实行班验收制度，矿实行旬检查、月验收制度。检查验收结果纳入巷道工程档案管理，进行巷道工程质量和巷道保修制考核。锚杆支护巷道须配齐20或30吨锚杆拉力计，并根据所使锚杆种类配齐拉杆。同时，还应根据锚杆直径，配齐锚杆扭矩搬手。煤巷锚杆支护巷道顶、帮基本支护形式、锚杆类型、锚杆直径、锚杆长度、锚固力、锚固形式等要符合附表1要求，否则该巷道工程质量视为不合格。凡因无质量标准化检查工具造成锚固力、锚杆
11、扭矩无法检查的，锚固力和锚杆安设质量视为不合格。使用不合格锚杆支护材料的巷道工程，其巷道工程质量视为不合格。分管矿长、副总及专业管理人员必须按规定对锚杆锚固力等进行抽测，并填表备查。第三节锚喷支护第9条锚喷支护设计1、锚喷支护形式有四种：锚喷支护；锚网喷支护；喷锚喷、锚网喷支护；喷锚梁喷、锚网喷支护。2、锚喷支护适用范围：锚喷支护适用于服务年限5年下面石灰岩、砂岩等坚硬完好岩层巷道。锚网喷支护适用于服务年限5年下面稳定及较稳定岩层巷道。锚喷二次支护高强锚杆一次支护适用于服务年限5年以上，埋深600米以上的开拓、准备巷道支护。喷锚梁喷、锚网喷支护适用于处于松软、破碎带或应力集中区的二次锚网喷巷道支护。