1、1 錨桿支護(hù)開(kāi)展錨桿支護(hù)開(kāi)展2 錨桿支護(hù)實(shí)際錨桿支護(hù)實(shí)際3 錨桿支護(hù)體系錨桿支護(hù)體系4 錨桿支護(hù)巷道冒頂調(diào)查分析錨桿支護(hù)巷道冒頂調(diào)查分析5 設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)方法6 施工施工7 監(jiān)測(cè)監(jiān)測(cè)u澳、美、英錨桿支護(hù)比重已達(dá)90%以上，德、俄、波正在大力開(kāi)展，比重在50%以上；我國(guó)為15.15%低程度。u世界上最早運(yùn)用錨桿并以錨桿作為獨(dú)一的煤礦頂板支護(hù)方式的國(guó)家。u美國(guó)最早開(kāi)創(chuàng)性地運(yùn)用錨桿可以追溯到本世紀(jì)30年代初，1943年開(kāi)場(chǎng)有方案有系統(tǒng)地運(yùn)用錨桿。u1947年在原美國(guó)礦務(wù)局研討中心旨在減少頂板事故的努力下錨桿遭到普遍歡迎。在不到2年的時(shí)間內(nèi)，錨桿在采礦工業(yè)中得到普及。美國(guó)美國(guó)美國(guó)的勝利閱歷美國(guó)的勝利閱歷

2、英國(guó)英國(guó)澳大利亞澳大利亞德國(guó)德國(guó) 2個(gè)階段：以個(gè)階段：以1995年引進(jìn)澳大利亞錨桿支護(hù)技術(shù)為年引進(jìn)澳大利亞錨桿支護(hù)技術(shù)為分界點(diǎn)。之前機(jī)械錨固、鋼絲繩砂漿錨桿以及開(kāi)發(fā)分界點(diǎn)。之前機(jī)械錨固、鋼絲繩砂漿錨桿以及開(kāi)發(fā)研制的快硬水泥錨桿；之后高強(qiáng)度樹(shù)脂錨固錨桿研制的快硬水泥錨桿；之后高強(qiáng)度樹(shù)脂錨固錨桿 錨桿支護(hù)實(shí)際、錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)方法、施工機(jī)具、小錨桿支護(hù)實(shí)際、錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)方法、施工機(jī)具、小孔徑預(yù)應(yīng)力錨索加強(qiáng)支護(hù)、錨桿孔徑、錨固劑及錨固孔徑預(yù)應(yīng)力錨索加強(qiáng)支護(hù)、錨桿孔徑、錨固劑及錨固方式、監(jiān)測(cè)技術(shù)等均發(fā)生了變化。方式、監(jiān)測(cè)技術(shù)等均發(fā)生了變化。美國(guó)、澳大利亞接近美國(guó)、澳大利亞接近100%，英國(guó)，英國(guó)80%，美

3、國(guó)錨桿支，美國(guó)錨桿支護(hù)為巷道頂板的獨(dú)一支護(hù)方式。護(hù)為巷道頂板的獨(dú)一支護(hù)方式。我國(guó)我國(guó)1995年時(shí)約年時(shí)約15.15%，目前約，目前約50%。 錨桿支護(hù)運(yùn)用范圍錨桿支護(hù)運(yùn)用范圍 、類全面推行，類全面推行，、類得到推行運(yùn)用類得到推行運(yùn)用綜放沿空掘巷錨桿支護(hù)綜放沿空掘巷錨桿支護(hù)脆弱、破碎煤巷錨桿支護(hù)脆弱、破碎煤巷錨桿支護(hù)三軟煤巷錨桿支護(hù)三軟煤巷錨桿支護(hù)深井煤巷錨桿支護(hù)深井煤巷錨桿支護(hù)錨桿支護(hù)效果錨桿支護(hù)效果 錨桿支護(hù)與架棚支護(hù)相比，其優(yōu)越性錨桿支護(hù)與架棚支護(hù)相比，其優(yōu)越性表如今：表如今： 屬于自動(dòng)支護(hù)屬于自動(dòng)支護(hù) 將巷道圍巖變成承載體將巷道圍巖變成承載體 對(duì)巷道不規(guī)那么斷面順應(yīng)性強(qiáng)對(duì)巷道不規(guī)那么斷面

4、順應(yīng)性強(qiáng)巷道圍巖變形量顯著減小，平安消費(fèi)得到巷道圍巖變形量顯著減小，平安消費(fèi)得到保證，大幅度減少保證，大幅度減少 了冒頂、瓦斯、火災(zāi)事了冒頂、瓦斯、火災(zāi)事故故簡(jiǎn)化巷道布置，減少巖石工程簡(jiǎn)化巷道布置，減少巖石工程實(shí)現(xiàn)沿空掘巷，提高煤炭資源采出率，延實(shí)現(xiàn)沿空掘巷，提高煤炭資源采出率，延伸礦井壽命伸礦井壽命 錨桿支護(hù)具有宏大的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益和錨桿支護(hù)具有宏大的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，是我國(guó)煤炭行業(yè)繼綜合機(jī)械化社會(huì)效益，是我國(guó)煤炭行業(yè)繼綜合機(jī)械化之后的第二次支護(hù)技術(shù)革命之后的第二次支護(hù)技術(shù)革命拱型可縮性支架破壞木支架嚴(yán)重?fù)p壞支架破壞實(shí)況架棚巷道變形和支架損壞情況架棚巷道變形和支架損壞情況沿空掘巷維護(hù)情況

5、沿空掘巷維護(hù)情況錨桿支護(hù)巷道維護(hù)情況錨桿支護(hù)巷道維護(hù)情況1懸吊實(shí)際懸吊實(shí)際機(jī)理：將巷道頂板較脆弱巖層懸吊在穩(wěn)定巖層機(jī)理：將巷道頂板較脆弱巖層懸吊在穩(wěn)定巖層上，以防止較脆弱巖層的破壞、失穩(wěn)和塌落，上，以防止較脆弱巖層的破壞、失穩(wěn)和塌落，錨桿所受的拉力來(lái)自被懸吊的巖層分量。錨桿所受的拉力來(lái)自被懸吊的巖層分量。缺陷：沒(méi)有思索圍巖的自承才干，而且將被錨缺陷：沒(méi)有思索圍巖的自承才干，而且將被錨固體與原巖體分開(kāi)。固體與原巖體分開(kāi)。1懸吊實(shí)際懸吊實(shí)際適用條件：錨桿可以錨固到頂板鞏固穩(wěn)定巖層適用條件：錨桿可以錨固到頂板鞏固穩(wěn)定巖層2組合梁實(shí)際組合梁實(shí)際機(jī)理：將錨固范圍內(nèi)的巖層擠緊，添加巖層間的摩擦力，機(jī)理：將

6、錨固范圍內(nèi)的巖層擠緊，添加巖層間的摩擦力，防止巖石沿層面滑動(dòng)，防止各巖層出現(xiàn)離層景象，提高其防止巖石沿層面滑動(dòng)，防止各巖層出現(xiàn)離層景象，提高其自撐才干。將幾層薄巖層鎖緊成一個(gè)較厚的巖層組合自撐才干。將幾層薄巖層鎖緊成一個(gè)較厚的巖層組合梁。在上覆巖層載荷的作用下，這種組合厚巖層內(nèi)的最梁。在上覆巖層載荷的作用下，這種組合厚巖層內(nèi)的最大彎曲應(yīng)變和應(yīng)力都將大大減小，組合梁的撓度亦減小。大彎曲應(yīng)變和應(yīng)力都將大大減小，組合梁的撓度亦減小。缺陷：將錨桿作用與圍巖的自穩(wěn)作用分開(kāi)；在頂板較破碎、缺陷：將錨桿作用與圍巖的自穩(wěn)作用分開(kāi)；在頂板較破碎、延續(xù)性遭到破壞時(shí)，難以構(gòu)成組合梁。延續(xù)性遭到破壞時(shí)，難以構(gòu)成組合梁

7、。適用條件：適用條件：層狀地層層狀地層頂板在相當(dāng)間隔內(nèi)不存在穩(wěn)定頂板在相當(dāng)間隔內(nèi)不存在穩(wěn)定巖層，懸吊作用途于次要位置。巖層，懸吊作用途于次要位置。3組合拱實(shí)際組合拱實(shí)際機(jī)理：在破碎區(qū)安裝預(yù)應(yīng)力錨桿時(shí)，在桿體兩端將構(gòu)成機(jī)理：在破碎區(qū)安裝預(yù)應(yīng)力錨桿時(shí)，在桿體兩端將構(gòu)成圓錐形分布的壓應(yīng)力，假設(shè)沿巷道周邊布置錨桿群，只圓錐形分布的壓應(yīng)力，假設(shè)沿巷道周邊布置錨桿群，只需鋪桿間距足夠小，各個(gè)錨桿構(gòu)成的壓應(yīng)力圓錐體將相需鋪桿間距足夠小，各個(gè)錨桿構(gòu)成的壓應(yīng)力圓錐體將相互交錯(cuò)，在巖體中構(gòu)成一個(gè)均勻的緊縮帶，即承壓拱，互交錯(cuò)，在巖體中構(gòu)成一個(gè)均勻的緊縮帶，即承壓拱，這個(gè)承壓拱可以接受其上部破碎巖石施加的徑向荷載。

8、這個(gè)承壓拱可以接受其上部破碎巖石施加的徑向荷載。在承壓拱內(nèi)的巖石徑向及切向均受壓，處于三向應(yīng)力形在承壓拱內(nèi)的巖石徑向及切向均受壓，處于三向應(yīng)力形狀，其圍巖強(qiáng)度得到提高，支撐才干也相應(yīng)加大。狀，其圍巖強(qiáng)度得到提高，支撐才干也相應(yīng)加大。缺陷：普通不能作為準(zhǔn)確的缺陷：普通不能作為準(zhǔn)確的定量設(shè)計(jì)。定量設(shè)計(jì)。適用條件：頂板無(wú)穩(wěn)定巖層適用條件：頂板無(wú)穩(wěn)定巖層4最大程度應(yīng)力實(shí)際最大程度應(yīng)力實(shí)際機(jī)理：礦井巖層的程度應(yīng)力通常大于垂直應(yīng)力，程度機(jī)理：礦井巖層的程度應(yīng)力通常大于垂直應(yīng)力，程度應(yīng)力具有明顯的方向性。在最大程度應(yīng)力作用下，頂應(yīng)力具有明顯的方向性。在最大程度應(yīng)力作用下，頂?shù)装鍘r層易于發(fā)生剪切破壞，出現(xiàn)錯(cuò)動(dòng)

9、與松動(dòng)而膨脹底板巖層易于發(fā)生剪切破壞，出現(xiàn)錯(cuò)動(dòng)與松動(dòng)而膨脹呵斥圍巖變形，錨桿的作用即是約束其沿軸向巖層膨呵斥圍巖變形，錨桿的作用即是約束其沿軸向巖層膨脹和垂直于軸向的巖層剪切錯(cuò)動(dòng)。脹和垂直于軸向的巖層剪切錯(cuò)動(dòng)。4最大程度應(yīng)力實(shí)際最大程度應(yīng)力實(shí)際5錨桿支護(hù)強(qiáng)度強(qiáng)化實(shí)際錨桿支護(hù)強(qiáng)度強(qiáng)化實(shí)際 錨桿與圍巖相互作用，構(gòu)成錨桿錨桿與圍巖相互作用，構(gòu)成錨桿圍巖的共同承載構(gòu)造，改圍巖的共同承載構(gòu)造，改善錨固膂力學(xué)性能，提高錨固體峰值強(qiáng)度和剩余強(qiáng)度，特別是剩善錨固膂力學(xué)性能，提高錨固體峰值強(qiáng)度和剩余強(qiáng)度，特別是剩余強(qiáng)度的提高，有效提高圍巖的自承才干，控制圍巖塑性區(qū)、破余強(qiáng)度的提高，有效提高圍巖的自承才干，控制圍

10、巖塑性區(qū)、破碎區(qū)開(kāi)展，促使巷道圍巖由不穩(wěn)定形狀向穩(wěn)定形狀轉(zhuǎn)變。碎區(qū)開(kāi)展，促使巷道圍巖由不穩(wěn)定形狀向穩(wěn)定形狀轉(zhuǎn)變。 煤 層巖 層破 碎 區(qū) 、 塑 性 區(qū) 錨固體錨固體C C、C C* *、* * 隨錨桿支護(hù)強(qiáng)度隨錨桿支護(hù)強(qiáng)度t t的添加而提高。的添加而提高。不同錨桿支護(hù)強(qiáng)度下錨固體破壞前的不同錨桿支護(hù)強(qiáng)度下錨固體破壞前的C、 值值 錨桿支護(hù)強(qiáng)度錨桿支護(hù)強(qiáng)度 t / MPa00.060.080.110.140.170.22等效內(nèi)聚力等效內(nèi)聚力C / MPa0.34660.35680.36260.36770.38280.37730.3869等效內(nèi)摩擦角等效內(nèi)摩擦角 / 31.5131.5333.5

11、135.5737.1438.840.4不同錨桿支護(hù)強(qiáng)度下錨固體破壞后的不同錨桿支護(hù)強(qiáng)度下錨固體破壞后的C*、* 值值錨桿支護(hù)強(qiáng)度錨桿支護(hù)強(qiáng)度t / MPa00.060.080.110.140.170.22等效內(nèi)聚力等效內(nèi)聚力C* / MPa0.01680.01820.01830.01840.01860.01940.021等效內(nèi)摩擦角等效內(nèi)摩擦角 */ 31.5131.5333.5135.5737.1438.840.4圖圖 錨固體應(yīng)力應(yīng)變曲線圖錨固體應(yīng)力應(yīng)變曲線圖注：曲線上數(shù)字為錨桿支護(hù)強(qiáng)度注：曲線上數(shù)字為錨桿支護(hù)強(qiáng)度tMPa 錨固體強(qiáng)度隨錨桿支護(hù)強(qiáng)度錨固體強(qiáng)度隨錨桿支護(hù)強(qiáng)度t 的提高而得到強(qiáng)的

12、提高而得到強(qiáng)化，到達(dá)一定程度就可堅(jiān)持圍巖穩(wěn)定。化，到達(dá)一定程度就可堅(jiān)持圍巖穩(wěn)定。錨固體錨固體 1、1*的表達(dá)式：的表達(dá)式：)2/*45tan(24.264.0)2/45tan(289.154.0*11CCtt式中：式中： 1 錨固體極限強(qiáng)度，錨固體極限強(qiáng)度，MPa， 1*錨固體剩余強(qiáng)度，錨固體剩余強(qiáng)度，MPa。 t 錨桿支護(hù)強(qiáng)度，錨桿支護(hù)強(qiáng)度，MPa 提高支護(hù)強(qiáng)度提高支護(hù)強(qiáng)度 t ，可使，可使C、C*、* 提高；它們的提高，使提高；它們的提高，使 1、 1*顯著加強(qiáng)顯著加強(qiáng)。 開(kāi)展高超高強(qiáng)開(kāi)展高超高強(qiáng)度錨桿，提高支護(hù)強(qiáng)度度錨桿，提高支護(hù)強(qiáng)度 t 、圍巖更加穩(wěn)定。、圍巖更加穩(wěn)定。1鋼筋或鋼絲繩砂

13、漿錨桿 鋼筋砂漿錨桿 鋼絲繩砂漿錨桿 鋼筋或鋼絲繩砂漿錨桿是全長(zhǎng)錨固型錨桿。設(shè)計(jì)錨固為為3050KN。2全屬倒楔式錨桿 由桿體、固定楔、活動(dòng)倒楔、墊板和螺帽組成，屬端頭錨固型，安裝后可立刻承載，可回收。錨固力達(dá)40kN左右。常用于圍巖比較破碎，需求立刻承載的地下工程。 楔縫式錨桿構(gòu)造1-桿體 2-楔縫 3-絲扣 4-楔子 5-墊板 6-螺母u 脹殼式錨桿：靠錐形螺帽前移迫使脹殼向左右張開(kāi)、楔嵌入孔壁。錨桿構(gòu)造較復(fù)雜，對(duì)圍巖能及時(shí)支護(hù)。錨固力普通為50100kN。可回收。 桿體漲圈墊圈楔形螺母 用樹(shù)脂為粘結(jié)劑，在固化劑和加速劑的作用下，將錨桿用樹(shù)脂為粘結(jié)劑，在固化劑和加速劑的作用下，將錨桿的頭部

14、粘結(jié)在錨桿孔內(nèi)。端頭錨固型樹(shù)脂錨桿是由樹(shù)脂藥包的頭部粘結(jié)在錨桿孔內(nèi)。端頭錨固型樹(shù)脂錨桿是由樹(shù)脂藥包和桿體組成。和桿體組成。 快硬水泥錨桿的桿體構(gòu)造與樹(shù)脂錨桿一樣，是端頭錨固型錨桿。 管縫式錨桿是采用高強(qiáng)度鋼板卷壓成帶縱縫的管狀桿體外徑38.1，用鑿巖機(jī)強(qiáng)行壓入比桿徑小23mm的錨孔，為安裝方便，打入端略呈錐形。由于管壁彈性恢復(fù)力擠壓孔壁而產(chǎn)生錨固力，屬全長(zhǎng)錨固型錨桿。 對(duì)地層橫向錯(cuò)動(dòng)，有良好順應(yīng)才干，鉆孔變彎曲，錨固得更牢。 構(gòu)造可伸縮式錨桿。這種錨桿是對(duì)桿件、內(nèi)錨頭、外錨頭及托板等構(gòu)件采用特殊構(gòu)造實(shí)現(xiàn)可伸縮的目的。2桿體可伸縮錨桿桿體可伸縮錨桿 用優(yōu)質(zhì)鋼材，并對(duì)資料進(jìn)展專門加工處置，可制成用

15、優(yōu)質(zhì)鋼材，并對(duì)資料進(jìn)展專門加工處置，可制成較大延伸率的錨桿桿體。較大延伸率的錨桿桿體。11其它錨桿水力膨脹式錨桿脹裂式速效預(yù)應(yīng)力錨桿玻璃鋼錨桿中空自鉆式錨桿 玻璃鋼錨桿水力膨脹錨桿將無(wú)縫鋼管軋制成雙層異形桿體，然后注入壓力2530MPa的高壓力水，使異形鋼管錨桿膨脹變形，緊緊地鑲嵌在錨孔的巖壁上。3.2 目前我國(guó)錨桿支護(hù)體系及要求目前我國(guó)錨桿支護(hù)體系及要求1錨桿錨桿高強(qiáng)度、大直徑。破斷載荷普通在高強(qiáng)度、大直徑。破斷載荷普通在200 300kN以上，近年運(yùn)用破斷載荷以上，近年運(yùn)用破斷載荷400kN以以上的錨桿。上的錨桿。延伸率均大于延伸率均大于15% 錨桿直徑錨桿直徑2022mm穩(wěn)定性較高、維護(hù)

16、要求低、效力時(shí)間短的巷穩(wěn)定性較高、維護(hù)要求低、效力時(shí)間短的巷道可以采用道可以采用Q235圓鋼制造。圓鋼制造。采用左旋、無(wú)縱筋高強(qiáng)度螺紋鋼錨桿，等強(qiáng)錨采用左旋、無(wú)縱筋高強(qiáng)度螺紋鋼錨桿，等強(qiáng)錨桿尾部螺紋部分采用墩粗或熱處置、滾絲桿尾部螺紋部分采用墩粗或熱處置、滾絲錨桿成套：桿體、托盤(pán)鋼板軋制，厚度根據(jù)礦錨桿成套：桿體、托盤(pán)鋼板軋制，厚度根據(jù)礦壓確定、球形墊圈鑄鋼、減摩墊圈壓確定、球形墊圈鑄鋼、減摩墊圈1個(gè)聚個(gè)聚氨酯、氨酯、1個(gè)鋁合金、螺母高強(qiáng)度、快速安裝螺個(gè)鋁合金、螺母高強(qiáng)度、快速安裝螺帽帽錨桿煤體快速樹(shù)脂藥卷中速樹(shù)脂藥卷螺母 2錨固劑及錨固方式錨固劑及錨固方式錨固劑：樹(shù)脂藥卷，普通采用凝結(jié)速度為

17、超快與中速的錨固劑：樹(shù)脂藥卷，普通采用凝結(jié)速度為超快與中速的樹(shù)脂藥卷配合。樹(shù)脂藥卷配合。錨桿煤體快速樹(shù)脂藥卷中速樹(shù)脂藥卷螺母運(yùn)用藥卷長(zhǎng)度普通運(yùn)用藥卷長(zhǎng)度普通CK2335、Z2360mm，復(fù)合頂板普，復(fù)合頂板普通采用雙速通采用雙速2360和和Z2360。錨桿煤體快速樹(shù)脂藥卷中速樹(shù)脂藥卷螺母3三徑匹配三徑匹配 鉆孔直徑比錨桿直徑大鉆孔直徑比錨桿直徑大610mm 鉆孔直徑比樹(shù)脂藥卷大鉆孔直徑比樹(shù)脂藥卷大6mm左右左右普通鉆孔直徑普通鉆孔直徑29mm，錨桿直徑，錨桿直徑20、22mm，樹(shù)脂藥卷直徑樹(shù)脂藥卷直徑23mm。010203040506070253035鉆孔直徑 /mm錨固力 /kN18mm無(wú)縱

18、筋20mm無(wú)縱筋22mm無(wú)縱筋錨固力與鉆孔直徑、錨固力與鉆孔直徑、錨桿直徑的關(guān)系錨桿直徑的關(guān)系4網(wǎng)及鋼帶網(wǎng)及鋼帶網(wǎng)：采用金屬網(wǎng)、塑料網(wǎng)。嚴(yán)禁將最前排錨桿螺網(wǎng)：采用金屬網(wǎng)、塑料網(wǎng)。嚴(yán)禁將最前排錨桿螺帽松開(kāi)或等待后壓網(wǎng)。帽松開(kāi)或等待后壓網(wǎng)。鋼帶：鋼筋梯子梁、鋼帶：鋼筋梯子梁、M型鋼帶、型鋼帶、W型鋼帶等。要型鋼帶等。要求鋼筋梯子梁采用高強(qiáng)度焊條焊接，防止開(kāi)焊。求鋼筋梯子梁采用高強(qiáng)度焊條焊接，防止開(kāi)焊。鋼帶的厚度或鋼筋直徑根據(jù)礦壓確定。鋼帶的厚度或鋼筋直徑根據(jù)礦壓確定。5施工機(jī)具施工機(jī)具機(jī)載錨桿鉆機(jī)機(jī)載錨桿鉆機(jī)鉆機(jī)鉆機(jī) 頂板：風(fēng)動(dòng)錨桿鉆機(jī)、液壓鉆機(jī)、鑿巖機(jī)頂板：風(fēng)動(dòng)錨桿鉆機(jī)、液壓鉆機(jī)、鑿巖機(jī) 兩幫：

19、強(qiáng)力煤電鉆、幫錨桿鉆機(jī)兩幫：強(qiáng)力煤電鉆、幫錨桿鉆機(jī)鉆頭：合金鋼鉆頭、金剛石鉆頭鉆頭：合金鋼鉆頭、金剛石鉆頭鉆桿：鉆桿：B19、B22六方中空合金鋼鉆桿六方中空合金鋼鉆桿安裝器：頂板錨桿采用錨桿鉆機(jī)，幫錨桿采用風(fēng)安裝器：頂板錨桿采用錨桿鉆機(jī)，幫錨桿采用風(fēng)炮炮聯(lián)接器：快速聯(lián)接器聯(lián)接器：快速聯(lián)接器聯(lián)接器聯(lián)接器快速安裝螺母快速安裝螺母5施工機(jī)具施工機(jī)具頂板鉆機(jī)：風(fēng)動(dòng)錨桿鉆機(jī)、液壓鉆機(jī)、鑿巖機(jī)頂板鉆機(jī)：風(fēng)動(dòng)錨桿鉆機(jī)、液壓鉆機(jī)、鑿巖機(jī) 兩幫鉆機(jī)：強(qiáng)力煤電鉆、幫錨桿鉆機(jī)兩幫鉆機(jī)：強(qiáng)力煤電鉆、幫錨桿鉆機(jī)fMQT鉆速7665鉆速1.52.11.531.81.141.40.8550.90.660.550.570.

20、350.480.210.390.10.24100.060.2100.511.522.501234567891011硬度系數(shù)/f鉆速（m/min）MQT鉆速7665鉆速普氏系數(shù)f普通型PDC型1.52.12.131.81.841.21.450.620.960.230.5570.060.3580.020.2190.1100.0600.511.522.5024681012普氏系數(shù)f鉆速（m/min）普通型PDC型f普通型PDC型1.5230650317047041063605322356118772.230.580.318.990.112.401002003004005006007000123456

21、78910普氏系數(shù)f鉆頭壽命(m/個(gè))普通型PDC型6小孔徑預(yù)應(yīng)力錨索加強(qiáng)支護(hù)小孔徑預(yù)應(yīng)力錨索加強(qiáng)支護(hù) 是一種自動(dòng)加強(qiáng)支護(hù)是一種自動(dòng)加強(qiáng)支護(hù) 以錨桿支護(hù)為主，以錨索為輔以錨桿支護(hù)為主，以錨索為輔 樹(shù)脂錨固端加粗，鉆孔與錨索直徑不匹配樹(shù)脂錨固端加粗，鉆孔與錨索直徑不匹配 錨固在穩(wěn)定煤巖層中均可以錨固在穩(wěn)定煤巖層中均可以 高應(yīng)力巷道可以采用直徑高應(yīng)力巷道可以采用直徑18mm的錨索的錨索7桁架支護(hù)桁架支護(hù)桁架改動(dòng)頂板的應(yīng)力形狀，拉應(yīng)力將減小，桁架改動(dòng)頂板的應(yīng)力形狀，拉應(yīng)力將減小，甚至出現(xiàn)壓應(yīng)力；預(yù)緊力添加裂隙體間的甚至出現(xiàn)壓應(yīng)力；預(yù)緊力添加裂隙體間的摩擦作用，提高頂板穩(wěn)定性；提高頂板兩摩擦作用，提高

22、頂板穩(wěn)定性；提高頂板兩肩窩的抗剪切才干，防止剪切冒落。肩窩的抗剪切才干，防止剪切冒落。 單式雙拉桿桁架錨桿 1錨頭；2錨桿；3托架；4程度拉桿 復(fù)式桁架錨桿 1錨桿；2拉桿；3拉緊器；4墊木 交叉桁架錨桿 18個(gè)礦區(qū)調(diào)研結(jié)果開(kāi)灤、鐵法、大同、汾西、潞安、晉城、邢臺(tái)、平頂山、鶴壁、鄭州、徐州、淮南、淮北、兗州、新汶、邯鄲、焦作、義馬等l 非穩(wěn)定巖層變厚超越錨桿索長(zhǎng)度非穩(wěn)定巖層變厚超越錨桿索長(zhǎng)度l冒頂緣由冒頂緣由:直接頂板泥巖厚度由設(shè)計(jì)時(shí)的直接頂板泥巖厚度由設(shè)計(jì)時(shí)的4.4m變?yōu)槊绊斪優(yōu)槊绊敃r(shí)的時(shí)的6.3m, 超越了設(shè)計(jì)的超越了設(shè)計(jì)的 錨索長(zhǎng)度錨索長(zhǎng)度(5m)l共發(fā)生共發(fā)生48起，占總事故數(shù)的起，占

23、總事故數(shù)的29.63%。l 穩(wěn)定巖層變薄穩(wěn)定巖層變薄l冒頂緣由冒頂緣由:9與與10煤層間設(shè)計(jì)時(shí)粉砂巖厚煤層間設(shè)計(jì)時(shí)粉砂巖厚79m變變?yōu)槊奥鋾r(shí)的為冒落時(shí)的4.06m。錨索錨在了煤層中。錨索錨在了煤層中,錨固才干大大錨固才干大大降低降低.冒落長(zhǎng)冒落長(zhǎng)40m，寬，寬6m，高，高6.5m.l此類事故共發(fā)生此類事故共發(fā)生19起，占總事故數(shù)的起，占總事故數(shù)的11.73%。l頂板一定范圍內(nèi)出現(xiàn)脆弱夾層頂板一定范圍內(nèi)出現(xiàn)脆弱夾層l此類事故共發(fā)生此類事故共發(fā)生32起，占總事故數(shù)的起，占總事故數(shù)的19.75%。l冒頂緣由冒頂緣由:直接頂板泥巖與根本頂砂巖間忽然出現(xiàn)直接頂板泥巖與根本頂砂巖間忽然出現(xiàn)50mm厚的厚的

24、一層煤線。長(zhǎng)一層煤線。長(zhǎng)9.4m，寬，寬4.2m，高，高2.35ml頂板出現(xiàn)小斷層頂板出現(xiàn)小斷層l此類事故共發(fā)生此類事故共發(fā)生15起，占總事故數(shù)的起，占總事故數(shù)的9.26 。l巷道附近出現(xiàn)隱含小斷層巷道附近出現(xiàn)隱含小斷層l事故共發(fā)生事故共發(fā)生10起，占總事故數(shù)的起，占總事故數(shù)的6.17% 。剖面 l節(jié)理發(fā)育節(jié)理發(fā)育l褶曲構(gòu)造引起頂板部分褶曲構(gòu)造引起頂板部分變化，斜交節(jié)理發(fā)育，變化，斜交節(jié)理發(fā)育，導(dǎo)致巷道頂板楔形冒落。導(dǎo)致巷道頂板楔形冒落。長(zhǎng)寬高為長(zhǎng)寬高為2030(2.83.2)0.82.5ml此類事故共有此類事故共有7起，占總起，占總事故數(shù)的事故數(shù)的4.32 。l圍巖出現(xiàn)鑲嵌型構(gòu)造圍巖出現(xiàn)鑲嵌

25、型構(gòu)造l共共4起，占調(diào)查事故總數(shù)的起，占調(diào)查事故總數(shù)的2.5%鍋底形裂隙錨索6 長(zhǎng) 部分拉斷有小部分留在頂板內(nèi) ?l3應(yīng)力突變應(yīng)力突變 l因應(yīng)力突變導(dǎo)致冒頂事故共有因應(yīng)力突變導(dǎo)致冒頂事故共有10起，占調(diào)查事故起，占調(diào)查事故總數(shù)的總數(shù)的6.2 l4施工不良型施工不良型 l此類緣由呵斥的頂板事故搜集到此類緣由呵斥的頂板事故搜集到3起起 CD型巖層組合劣化型CB1 型錨固失效-2起，1.23% CB2 型不及時(shí)支護(hù)-4起，2.47% CB3 型偷工減料-3起，1.85% CB型施工不良型 CD1型非穩(wěn)定巖層變厚 -48起，29.63% CD2型穩(wěn)定巖層變薄 -19起，11.73% CD3型錨固范圍外

26、的巖層間出現(xiàn)脆弱夾層-32起，19.75% CD4型與水分有關(guān) SF2.1型顯現(xiàn)-15起，9.26% SF2.2型隱含-10起，6.17% SF3.1型鍋底矸-2起 SF3.2型古槽-1起 SF3.3型陷落柱-1起 SF1型節(jié)理-7起，4.32%SF2型斷層SF3型鑲嵌型構(gòu)造SF型巖層構(gòu)造缺陷型 SC型應(yīng)力突變型SC1 型原巖應(yīng)力-4起，2.47% SC2 型次生應(yīng)力-6起，3.7% CD4.1型地下水-6起，CD4.2型潮濕空氣-2起，4.93% 107起，66.4% 25起，15.43%4起，2.47% 36起，22.22% 10起，6.2% 9起，5.55% 斷層、褶曲等地質(zhì)構(gòu)造破壞帶層

27、理裂隙發(fā)育的巖層中掘進(jìn)任務(wù)面無(wú)支護(hù)巷道過(guò)長(zhǎng) 可歸納為三大類，分別是工程類比法、實(shí)際計(jì)算法、以可歸納為三大類，分別是工程類比法、實(shí)際計(jì)算法、以計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬為根底的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法。計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬為根底的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法。 1工程類比法工程類比法 是一種適用的方法，在我國(guó)錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)中是一種適用的方法，在我國(guó)錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)中占主導(dǎo)位置。占主導(dǎo)位置。 在已有的大量、勝利實(shí)際的根底上，根據(jù)巷在已有的大量、勝利實(shí)際的根底上，根據(jù)巷道的消費(fèi)地質(zhì)條件確定支護(hù)參數(shù)。道的消費(fèi)地質(zhì)條件確定支護(hù)參數(shù)。 主要有以回采巷道圍巖穩(wěn)定性分類為根底的主要有以回采巷道圍巖穩(wěn)定性分類為根底的工程類比法；巷道圍巖松動(dòng)圈分類為根底的

28、工程工程類比法；巷道圍巖松動(dòng)圈分類為根底的工程類比法。類比法。 采用采用，將巷道分為，將巷道分為5類。制定相應(yīng)的煤巷錨類。制定相應(yīng)的煤巷錨桿支護(hù)技術(shù)規(guī)范。桿支護(hù)技術(shù)規(guī)范。 第1條 頂板必需采用樹(shù)脂藥卷錨固、金屬錨桿支護(hù)。全長(zhǎng)錨固或加長(zhǎng)錨固應(yīng)采用左旋無(wú)縱筋螺紋鋼高強(qiáng)錨桿支護(hù)。頂板錨桿破壞性拉拔力不小于100kN，正常拉拔力不小于80kN。靠巷道兩幫的頂錨桿，宜向煤幫傾斜1020度與鉛垂線夾角，其它頂錨桿應(yīng)盡能夠與巖層層面垂直。防止頂錨桿沿巖層層面布置。頂角錨桿傾斜的作用：頂角錨桿傾斜的作用：使錨固端位于兩幫上使錨固端位于兩幫上方穩(wěn)定的區(qū)域，錨桿方穩(wěn)定的區(qū)域，錨桿錨固力大；錨固力大；顯著減小兩頂角

29、處的顯著減小兩頂角處的剪應(yīng)力；剪應(yīng)力；防止鉆孔誘導(dǎo)頂板破防止鉆孔誘導(dǎo)頂板破壞面的構(gòu)成。壞面的構(gòu)成。 第2條 巷幫支護(hù)：兩幫必需支護(hù)。幫錨桿的普通拉拔力不小于60kN。第3條 錨索的預(yù)緊力不得小于100kN。第4條 對(duì)于復(fù)雜、困難地質(zhì)條件的錨桿支護(hù)巷道，應(yīng)優(yōu)先選擇小孔徑預(yù)應(yīng)力錨索作加強(qiáng)支護(hù)。而類圍巖巷道在根本支護(hù)方式的根底上，必需另加錨索加強(qiáng)支護(hù)。 第5條 錨桿孔徑與錨桿桿體直徑之差宜在612mm范圍內(nèi)當(dāng)螺紋鋼錨桿直徑為2022mm時(shí)，鉆孔直徑2633mm，錨固力最大。因此，普通應(yīng)運(yùn)用直徑28mm的鉆頭。 2實(shí)際計(jì)算法實(shí)際計(jì)算法 根據(jù)懸吊實(shí)際、組合梁實(shí)際、組合拱實(shí)際計(jì)算錨桿長(zhǎng)度、根據(jù)懸吊實(shí)際、組

30、合梁實(shí)際、組合拱實(shí)際計(jì)算錨桿長(zhǎng)度、間排距、破斷載荷等。間排距、破斷載荷等。 3動(dòng)態(tài)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法動(dòng)態(tài)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法 首先進(jìn)展地質(zhì)力學(xué)評(píng)價(jià)含地應(yīng)力測(cè)試，將地質(zhì)力學(xué)參首先進(jìn)展地質(zhì)力學(xué)評(píng)價(jià)含地應(yīng)力測(cè)試，將地質(zhì)力學(xué)參數(shù)、錨桿參數(shù)等輸入計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬軟件，以圍巖強(qiáng)度強(qiáng)化實(shí)數(shù)、錨桿參數(shù)等輸入計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬軟件，以圍巖強(qiáng)度強(qiáng)化實(shí)際為根據(jù)，按控制圍巖變形效果和經(jīng)濟(jì)合理的原那么選擇最優(yōu)際為根據(jù)，按控制圍巖變形效果和經(jīng)濟(jì)合理的原那么選擇最優(yōu)方案，組織施工，并對(duì)巷道圍巖穩(wěn)定情況和錨桿載荷監(jiān)測(cè)，根方案，組織施工，并對(duì)巷道圍巖穩(wěn)定情況和錨桿載荷監(jiān)測(cè)，根據(jù)監(jiān)測(cè)反響信息確定能否調(diào)整錨桿支護(hù)參數(shù)，經(jīng)反復(fù)實(shí)際，在據(jù)監(jiān)測(cè)反響信息確定

31、能否調(diào)整錨桿支護(hù)參數(shù)，經(jīng)反復(fù)實(shí)際，在動(dòng)態(tài)中修正完善設(shè)計(jì)。動(dòng)態(tài)中修正完善設(shè)計(jì)。 1保證錨桿高預(yù)緊力保證錨桿高預(yù)緊力 錨桿預(yù)緊力的作用錨桿預(yù)緊力的作用自動(dòng)支護(hù)，拉應(yīng)力轉(zhuǎn)化為壓應(yīng)力或減小拉應(yīng)力，有效抑制巷道自動(dòng)支護(hù)，拉應(yīng)力轉(zhuǎn)化為壓應(yīng)力或減小拉應(yīng)力，有效抑制巷道圍巖破裂區(qū)向深部開(kāi)展，發(fā)揚(yáng)圍巖的本身承載才干，提高穩(wěn)定圍巖破裂區(qū)向深部開(kāi)展，發(fā)揚(yáng)圍巖的本身承載才干，提高穩(wěn)定性。性。 v預(yù)緊力確實(shí)定預(yù)緊力確實(shí)定 ：采用現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)與數(shù)值計(jì)算相耦合的方：采用現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)與數(shù)值計(jì)算相耦合的方法確定錨桿預(yù)緊力的合理值法確定錨桿預(yù)緊力的合理值 02004006008001000120014000102030405060預(yù)緊力

32、 /kN變形量 /mm回采頂?shù)装逡平炕夭蓛蓭鸵平烤蜻M(jìn)頂?shù)装逡平烤蜻M(jìn)兩幫移近量巷道變形量與預(yù)緊力的關(guān)系巷道變形量與預(yù)緊力的關(guān)系 v實(shí)現(xiàn)高預(yù)緊力實(shí)現(xiàn)高預(yù)緊力v大扭矩大扭矩 ：大扭矩的錨桿鉆機(jī)、風(fēng)炮保證大扭矩，不：大扭矩的錨桿鉆機(jī)、風(fēng)炮保證大扭矩，不小于小于200Nm。v采用成套錨桿，主要指運(yùn)用減摩墊圈采用成套錨桿，主要指運(yùn)用減摩墊圈 1個(gè)鋁合金個(gè)鋁合金墊圈、墊圈、1個(gè)塑料墊圈。個(gè)塑料墊圈。v錨桿螺紋加工精細(xì)，減小摩擦阻力。錨桿螺紋加工精細(xì)，減小摩擦阻力。v 建議不采用等強(qiáng)錨桿，頂板錨桿不得采用等強(qiáng)錨桿。建議不采用等強(qiáng)錨桿，頂板錨桿不得采用等強(qiáng)錨桿。v預(yù)緊力的檢查預(yù)緊力的檢查v采用扭力扳手采用扭力扳手v固定專人擔(dān)任上緊螺母固定專人擔(dān)任上緊螺母v當(dāng)班驗(yàn)收員檢查當(dāng)班驗(yàn)收員檢查v有關(guān)職能部門抽查，并及時(shí)上緊。有關(guān)職能部門抽查，并及時(shí)上緊。v抽查迎頭抽查迎頭14排錨桿排錨桿 2錨桿外露長(zhǎng)度錨桿外露長(zhǎng)度 錨桿外露不超長(zhǎng)，小于錨桿外露不超長(zhǎng)，小于70mm，最好控制在，最好控制在50mm內(nèi)。內(nèi)。外露超長(zhǎng)：錨固長(zhǎng)度、錨桿有效長(zhǎng)度減小外露超長(zhǎng)：錨固長(zhǎng)度、錨桿有效長(zhǎng)度減小3運(yùn)用快速安裝器運(yùn)用快速安裝器提高巷道掘進(jìn)速