錨桿錨索支護知識

錨桿支護技術

錨桿支護的原理

錨桿支護就是以維護和利用圍巖的自承能力為基點，及時地進行支護，控制圍巖的變形和松弛，使圍巖成為支護體系的組成部分。通過錨入圍巖內部的桿體，改變巷道圍巖的本身的力學狀態(tài)，在巷道周圍形成一個整體而又穩(wěn)定的承載環(huán)，和圍巖共同作用，達到維護巷道的目的。這一支護形式與傳統(tǒng)的棚式支護相比屬于主動積極加固巷道圍巖的支護形式。

錨桿在支護中的作用

懸吊作用

錨桿將軟弱巖層掛在上面堅固穩(wěn)定的巖層上。

組合梁作用

在層狀巖層的巷道頂板中，通過錨入一系列的錨桿，將錨桿長度以內的薄層巖石錨成巖石組合梁，從而提高其承載力。

圍巖補強作用

巷道深部圍巖中巖石處于三軸受壓狀態(tài)，而靠近巷道周邊的巖石則處于二軸受力狀態(tài)，后者的強度大大小于前者，故易于破壞而喪失穩(wěn)定性。巷道周圍打錨桿后，有些巖石又部分恢復了三軸受力狀態(tài)增大了它本身的強度；另外錨桿還可以增加巖層弱面的剪斷阻力，使巷道周邊圍巖不易破壞和失穩(wěn)，這就叫作圍巖補強作用。

擠壓連接作用

錨桿將巷道錨栓擠緊，對巖石施加預應力，以平衡巖石內所產生的張拉力，阻止裂隙的繼續(xù)擴大，而且對于松散巖石也能起到擠壓連接作用。

擠壓加固拱作用

松散巖石在預應力作用下圍繞每根錨桿的周圍會形成一個兩頭帶圓錐的筒形擠壓區(qū)或壓縮應力區(qū)，在系統(tǒng)排列的錨桿群中，這些擠壓區(qū)或壓縮應力區(qū)便組成了一個具有相當寬厚的均勻壓縮加固帶，它相當于一種承載結構而支承相當大的載荷。

錨桿支護巷道有關規(guī)定：

1、錨桿支護優(yōu)先選用樹脂錨桿，錨桿的長度應根據(jù)巷道的類別、圍巖情況、礦壓情況和斷面情況等確定，并不得小于1600mm。

2、非金屬錨桿必須符合防靜電、阻燃的要求，并取得煤安標志。

3、開拓大巷、采區(qū)準備巷錨桿直徑不小于18mm，長度不小于1800mm。

4、15#煤非采空區(qū)巷道頂錨桿直徑不小于20mm，長度不小于2200mm，幫錨桿直徑不小于18mm，長度不小于2000mm，15#煤層采空區(qū)巷道幫錨桿直徑不小于20mm，長度不小于2400mm，15#煤松散煤層巷道和切巷幫錨桿直徑不小于20mm，長度不小于2400mm，單一煤層巷道頂錨桿直徑不小于18mm，長度不小于1800mm，二次動壓巷道幫錨桿長度不小于2400mm。

5、錨桿的間排距不應大于錨桿有效長度的1/2，一般宜在500——800mm之間，最大不超過1000mm，矩形巷道頂板兩角錨桿距巷幫不大于200mm，最上一排幫錨桿距頂板和最下一排距底板不大于400mm。

6、錨桿錨固長度不小于600mm，頂錨桿錨固力不小于70KN，螺母擰緊力矩不小于150N.m，幫錨

桿錨固力不小于50KN，螺母擰緊力矩不小于120N.m。

7、錨桿間排距誤差不超過設計值的+100mm，孔圣度不小于桿體有效長度，且不大于桿體有效長度30mm。

8、錨桿托板必須緊貼巖面，螺母到端頭長度不小于10mm，不大于50mm，錨桿與圍巖的角度不超過設計值的15°

9、必須使用錨桿鉆機、風動扳手、電動扳手等機械工具安裝錨桿。

10、錨桿錨固力檢查，每300根必須檢查一組，每組不少于3根，并有詳細記錄，錨桿螺母必須使用氣扳機或力矩扳手擰緊，保證力矩符合有關規(guī)定。

11、錨桿支護巷道，當班掘出，當班應打好錨桿，頂板有效支護距煤頭最大空頂距離不超過500mm，且臨時支護距離必須符合作業(yè)規(guī)程規(guī)定，臨時支護時間不得超過8小時。

12、在掘進施工中實行平行作業(yè)時，巷道兩幫最上面的一排幫錨桿要緊跟煤頭，不得滯后，避免發(fā)生片幫事故。

第二節(jié) 錨索支護技術

錨索支護的原理

錨索支護技術是通過預應力錨索加固巖體，其實質就是通過錨索對加固巖體施加預應力，限制巖體有害變形的發(fā)展，可以明顯改善圍巖的應力狀態(tài)，提高圍巖的自承能力，從而保持圍巖的穩(wěn)定。錨索支護技術是對錨桿支護技術的發(fā)展。

二、錨索支護與普通錨桿支護相比其特點是：

1、錨固深度大，錨桿長度一般為1.6——2.5米，錨索可根據(jù)實際情況確定，一般錨索長度5——10m，能夠錨固到深部穩(wěn)定巖層中去。

2、錨固力大，用于煤礦的單股鋼絞線小錨索的承載力為260KN。

3、可以施加較大的預應力，一般小錨索的預應力在100KN以上。

4、施工方便快捷靈活，施工工序與普通樹脂錨桿基本相同。

5、可以和其它支護相結合，不縮小巷道斷面，工期短，安全可靠，節(jié)約資金。

錨索支護技術主要用于對常規(guī)支護的補強和圍巖極為破碎的巷道支護，是礦壓顯現(xiàn)嚴重巷道的最有效支護方式。陽煤集團具體情況來說可以用于井下任何巷道和硐室。目前已成為我集團公司15#煤下層支護的主要技術手段。

三、錨索支護結構形式

陽煤集團目前應用的全是鉆孔孔徑為25—32mm的錨索（配套使用25—27mm的鉆頭），通常采用單股鋼絞線制成，極限承載力在300KN以下。一般分為錨固段、自由段和張拉段，另外張拉段包括配套使用的托梁和鎖具。

1、錨固段 陽煤集團線全部采用樹脂藥卷的錨固方式，通過現(xiàn)場試驗確定錨固長度不得小于1米，一般采用Φ23mm的一卷1.2m或兩卷0.6m長的快、中速樹脂卷。

2、自由段 連接錨固段和張拉段的索體部分，通過對錨索的張拉，使自由段產生彈性變形產生預應力。自由段長度一般不小于3m，也可按巖層最大破裂面的深度來選取，要求超過破裂面至

少1米m。

3、張拉段 指位于孔口外面的錨索部分，是錨索實現(xiàn)張拉和鎖定的部位。這部分還包括托梁和錨具。托梁一般選用強度不低于14#槽鋼的剛性材料，長度不小于400mm。錨具我公司現(xiàn)使用的是OVM15—1型鎖具。張拉段長度一般不小于100mm，不大于200mm。

四、錨索支護的有關規(guī)定：

1、存放運輸要保證鋼絞線干凈，無銹，以免影響錨固力，安裝錨索使用錨索鉆機帶專用夾具攪拌器安裝，張拉錨索應在錨固劑攪拌均勻30分鐘后進行。

2、交叉點、沿煤層底板掘進的綜放工作面順槽、切巷、優(yōu)先選用錨索支護。

3、錨索長度根據(jù)巷道頂板巖層情況確定，使錨索錨固到穩(wěn)定巖層中，當穩(wěn)定巖層與巷道頂板距離過大時，錨索長度應超過自然平衡拱2m以上，并滿足錨固段長度不小于1m，自由段長度不小于3m，張拉段長度要保證張拉工藝要求長度，一般不小于150mm。

4、錨索外露長一般不超過200mm，如外露超長影響巷道使用，由公司統(tǒng)一組織切斷，嚴禁隊組私自剪切，錨索切斷器由公司統(tǒng)一管理，嚴禁隊組配備。

5、對錨索預緊力進行抽查驗收，每100根至少抽查5根，有不合格的必須重新抽查5根，合格率達不到90%時，或有一根預緊力低于設計值80%時，全部重新預緊。

6、錨索預緊力規(guī)定：Φ15.24mm不小于120KN，：Φ17.8mm不小于160KN：Φ21.6mm不小于250 KN，

7、錨索孔距誤差不應超過200mm，孔深誤差不應大于200mm，鉆孔軸線與設計軸線的偏差不應大于3°。

8、錨索各組件符合設計要求，托梁必須緊貼巖面。

9、臨近采空區(qū)的15#煤下層巷等礦壓較大、變形嚴重的巷道應采用Φ21.6mm大直徑錨索進行加強支護，排距不大于1.6m，其中臨近采空區(qū)的15#煤下層巷排距不大于1.0m。

10、15#煤工作面內錯尾巷取消木支柱，其加強支護優(yōu)先采用錨索支護，可增加錨索數(shù)量或使用不小于Φ17.8mm直徑的錨索。其中，鄰近采空區(qū)側等礦壓大的內錯尾巷要使用Φ21.6mm大直徑錨索進行加強支護，排距不大于1.6m，非采空區(qū)側等礦壓較小的內錯尾巷，其加強錨索直徑不小于Φ17.8mm，排距不大于1.6m。

11、對15#煤層采空區(qū)煤柱幫、煤體破碎嚴重、兩幫移近量大的巷道，兩幫可采用水平錨索加強支護，錨索長度不小于4.5m，間距不大于1.5m。

12、15#下層必須做到錨索緊跟煤頭，并且每排不少于一根錨索。巷道壓力大，煤層松軟、頂板破碎時，所有支護必須緊跟煤頭。