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　　錨桿支護(hù)，其基本原理就是盡量發(fā)揮巷道圍巖這一天然承載結(jié)構(gòu)的作用，是一種主動的支護(hù)方式。煤礦巷支護(hù)經(jīng)歷了從棚式支護(hù)到錨桿支護(hù)的發(fā)展過程。錨桿支護(hù)具有明顯的優(yōu)越性：可顯著提高支護(hù)效果，降低成本，減輕工人勞動強(qiáng)度，改善作業(yè)環(huán)境，保證安全生產(chǎn)，有利于采煤工作面快速推進(jìn)[1]。

 

　　二、錨桿支護(hù)形式和參數(shù)的選擇原則

 

　　（一）一次支護(hù)原則

 

　　錨桿支護(hù)應(yīng)盡量一次支護(hù)就能有效控制圍巖變形，避免二次或多次支護(hù)。

 

　?。ǘ└哳A(yù)應(yīng)力和預(yù)應(yīng)力擴(kuò)散原則

 

　　預(yù)應(yīng)力是錨桿支護(hù)的關(guān)鍵因素，是區(qū)別錨桿支護(hù)是被動支護(hù)還是主動支護(hù)的參數(shù)，只有高預(yù)應(yīng)力的錨桿支護(hù)才是真正的主動支護(hù)。一方面，要采取有效措施給錨桿施加較大的預(yù)應(yīng)力；另一方面，通過托板、鋼帶等構(gòu)件實現(xiàn)錨桿預(yù)應(yīng)力的擴(kuò)散，提高錨固體的整體剛度與完整性。

 

　?。ㄈ?ldquo;三高一低”原則[2]，即高強(qiáng)度、高剛度、高可靠性與低支護(hù)密度原則

 

　　在提高錨桿強(qiáng)度與剛度，保證支護(hù)系統(tǒng)可靠性的條件下，降低支護(hù)密度，減少單位面積上錨桿數(shù)量，提高掘進(jìn)速度。

 

　?。ㄋ模┡R界支護(hù)剛度與強(qiáng)度原則

 

　　錨桿支護(hù)系統(tǒng)存在臨界支護(hù)剛度與強(qiáng)度，如果支護(hù)強(qiáng)度與剛度低于臨界值，巷道將長期處于不穩(wěn)定狀態(tài)，圍巖變形與破壞得不到有效控制。

 

　?。ㄎ澹┫嗷テヅ湓瓌t

 

　　錨桿各構(gòu)件，包括托板、螺母、鋼帶等的參數(shù)與力學(xué)性能應(yīng)相互匹配，錨桿與錨索的參數(shù)與力學(xué)性能相互匹配，以最大限度地發(fā)揮錨桿支護(hù)的整體支護(hù)作用。

 

　　（六）可操作原則

 

　　提供的錨桿支護(hù)設(shè)計應(yīng)具有可操作性，有利于井下施工管理和掘進(jìn)速度的提高。

 

　　（七）綜合成本

 

　　在保證巷道支護(hù)效果和安全程度，技術(shù)上可行、施工上可操作的條件下，做到經(jīng)濟(jì)合理，有利于降低巷道支護(hù)綜合成本。

 

　　三、曉南礦W3-403工作面支護(hù)實例

 

　?。ㄒ唬┑刭|(zhì)概況

 

　　該工作面回順一側(cè)為W3-402采空區(qū)，煤柱寬度為4.0m，屬無煤柱，沿空送巷。底板，偽底為泥巖，一般在0～0.25m之間，平均0.13m，直接底為粉砂巖，厚度為5.7～24.1m，煤層頂?shù)装鍘r性以砂巖及砂頁巖為主，偽頂為砂頁巖或砂質(zhì)泥巖，易冒落，遇水泥化、膨脹，有底鼓現(xiàn)象，巷道壓力大。巷道穩(wěn)定性屬Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ類。

 

　?。ǘ┲ёo(hù)參數(shù)設(shè)計

 

　　該工作面巷道的頂板采用錨桿+鋼筋梯支護(hù)。錨桿采用熱軋螺紋鋼錨桿。垂直布置的錨桿直徑16mm、長1800mm，兩拐角處傾斜布置的錨桿直徑16mm、長2000mm。錨桿間排距為800×800(mm)。錨桿用1卷Z2350型樹脂錨固劑卷錨固，設(shè)計錨固力為120KN。錨桿托盤采用120×120(mm)球冠托盤。鋼筋梯規(guī)格為3300×90(mm)。兩幫錨桿也采用熱軋螺紋鋼錨桿，直徑14mm、長1600mm，間排距亦為800×800(mm)。錨桿用1卷Z2335型樹脂錨固劑卷錨固，所用托盤與頂板錨桿所用相同。

 

　?。ㄈ╁^桿（錨索）類型的選擇[3]

 

　　鐵煤集團(tuán)自1996年大面積推廣錨桿支護(hù)，使錨桿支護(hù)率由當(dāng)時的7.68%，到2007年末達(dá)到98%以上。這期間由使用Q235螺絲鋼錨桿，到1998年公司研制出高強(qiáng)全螺紋等強(qiáng)錨桿，并全面應(yīng)用，支護(hù)效果大大提高，同樣錨索也由最初的φ15.24、φ17.8，到2006年引進(jìn)試用φ22.0錨索，其長度也由原來的5300mm，增加到8300mm。并用于巷寬7.5米，巷高3.5米，頂板較破碎，煤層厚度在7.5米的煤巷中。錨桿錨索聯(lián)合支護(hù)獲得成功。（主要使用的錨桿、錨索情況見下表）

 

　　（四）支護(hù)效果分析

 

　?、僦ёo(hù)理論的驗證[4]：錨桿支護(hù)實質(zhì)是各種理論綜合作用的結(jié)果，某一種理論可能占主導(dǎo)作用，這可以用比較先進(jìn)的監(jiān)測手段來得以證明。每圖各測點曲線在同一時間突然躍升，這一現(xiàn)象說明，其原因是由于錨桿桿端的直接頂與直接頂可能離層，或者是直接頂與老頂離層而造成的。那么這一現(xiàn)象也驗證了懸吊理論和組合梁理論的主導(dǎo)作用，未離層前懸吊理論為主，頂板發(fā)生較大的位移后，組合梁起了主導(dǎo)作用。

 

　　②支護(hù)效果：位移時間曲線，由緩陡緩，最終達(dá)到新的平衡，另外頂?shù)装宓囊平俊蓭偷囊平?，尤其是回順?cè)的移近量，雖然較大，但都在平衡范圍之內(nèi)，錨桿支護(hù)，以及支護(hù)參數(shù)的計算、選擇是比較合理的，較好的支護(hù)效果[5]。

 

 

　　通過我公司大量的II、III及類巷道的錨桿支護(hù)實踐證明，錨桿支護(hù)理論及錨桿支護(hù)完全適于鐵法煤田的巷道支護(hù)，尤其是上述典型例證，充分證明了，無論是III類巷道的沿空送巷（煤柱小于4米），還是Ⅳ類巷道的大斷面施工，也是可行的，是成功的，并得到了生產(chǎn)實踐的檢驗。

 

　　錨桿支護(hù)的關(guān)鍵，是要在實踐中根據(jù)不同的地質(zhì)條件進(jìn)行不斷的改革與創(chuàng)新，包括開發(fā)新的高強(qiáng)的錨桿與錨索，選擇新的支護(hù)參數(shù)等等，只有這樣才能充分發(fā)揮錨桿的支護(hù)作用，達(dá)到理想的支護(hù)效果。鐵煤集團(tuán)公司經(jīng)過這十幾年的實踐與應(yīng)用，現(xiàn)已將組合錨桿支護(hù)技術(shù)推廣到各種地質(zhì)條件下的采掘巷道中。錨桿及錨索的設(shè)計正向著高強(qiáng)度、高可靠性方向發(fā)展。錨固方式也由原來的端錨發(fā)展到全長錨固。所有這些改進(jìn)都大大減小了巷道變形量，有效控制了頂板離層現(xiàn)象。使巷道支護(hù)狀況發(fā)生本質(zhì)性變化，圍巖完整性與穩(wěn)定性大幅提高，降低了頂板事故的機(jī)率，提高巷道掘進(jìn)速度和工效。