1錨桿支護技術
錨桿支護技術是一種柔性加固技術，它能充分利用巖土體自身的承載力保持巖體的穩(wěn)定，使加固體不被破壞，它本質就是通過錨固加強巖土體的整體性，控制開挖后巖土體的變形，避免應力的突然釋放，從而保證工程順利、安全地進行。由于各種錨桿的構造不同，錨桿作用機理差異甚大，國內外大量工程實踐證明，各種不同種類錨桿，在不同的地質條件下，有不同的“支護”效果。國內外錨桿支護成功的經(jīng)驗表明，合理的錨桿支護設計及詳細的監(jiān)測分析，不僅可保證回采巷道的安全可靠，而且可取得顯著的技術經(jīng)濟效益和社會效益。
2我國煤巷錨桿支護技術的現(xiàn)狀與存在的問題
我國80年代開始向英國學習錨桿支護技術后推廣到煤巷支護，90年代又向澳大利亞學習引進成套先進的錨桿支護技術，目前已得到較廣泛的推廣和應用。在一些礦區(qū)的錨桿支護巷道比例達到90％以上，有些礦井甚至達到了100％，取得了較好的技術與經(jīng)濟效益。國內現(xiàn)有楔縫、漲殼、倒楔錨桿、鋼絲繩或鋼筋砂漿錨桿、木錨桿、竹錨桿、內漲錨桿、管縫錨桿、樹脂錨桿、水泥錨桿、爆擴錨桿、預應力注漿大錨索等十幾個系列品種。但我國煤巷錨桿支護技術還存在如下問題。
2.1對錨桿支護技術的理論認識有待提高
近年來，國內外對錨桿支護技術提出了最大水平應力理論。這一理論是由澳大利亞學者蓋爾提出的。該理論認為礦井巖層的水平應力通常大于垂直應力，水平應力具有明顯的方向性，其最大水平應力一般為最小水平應力的1.5～2.5倍，因此煤巷頂板的穩(wěn)定性主要受水平應力的影響。但該理論在應用中還存在著如下兩個問題：(1)在支護參數(shù)的確定過程中，圍巖破壞區(qū)域的位置及其大小是最重要的依據(jù)，但此理論在判斷圍巖狀態(tài)時，是基于圍巖的水平應力最大且頂部破壞區(qū)域最大這一情況的。顯然，在實際中，這種情況是不易滿足的。(2)圍巖破壞區(qū)的確定相當困難。該理論在應用時，只要求測出地應力和巖石的力學參數(shù)，但是，對這兩個參數(shù)進行準確測量本身就是一個世界性難題，而這兩個參數(shù)與圍巖破壞區(qū)之間的關系更是難以判斷。
2.2煤巷錨桿桿體材料有待改進，錨桿機具配套設施還有待完善
目前我國錨桿支護中常用的錨桿桿體材料是鋼材，它的強度及韌性有限，抗腐蝕性能極差，這些特性都限制了更高強度錨桿的發(fā)展，增加了工程應用成本，在以后的研究中應時刻關注新材料方面的發(fā)展，將更多的性能更好、成本更低的材料引入錨桿支護系統(tǒng)中。
錨桿機具性能是決定錨桿安裝質量與施工速度的關鍵。澳大利亞不僅重視研制各種具體用途的錨桿結構型式，而且極為重視錨桿鉆裝機的不斷研制更新。我國目前雖然電動、風動和液壓錨桿鉆機都有，但性能結構不盡合理，零部件質量和整機性能都急需進一步完善與提高，至于掘錨聯(lián)合機組，更有待進一加緊研制與試驗，以實現(xiàn)掘支平行作業(yè)，提高成巷速度。
2.3錨桿監(jiān)測儀器與監(jiān)測技術需要提高
監(jiān)測是監(jiān)督施工質量、保證錨桿支護安全可靠的重要手段。我國錨桿支護的質量控制與煤巷施工管理環(huán)節(jié)十分薄弱，目前，我國經(jīng)濟、社會正處于轉折期，法制不健全及有法不依的現(xiàn)象十分普遍，這也直接導致了一起起悲劇的發(fā)生。所以，在工程實踐中，相關部門應努力提高勞動者素質，加強監(jiān)督。
3我國錨桿支護技術的發(fā)展前景
3.1進一步完善錨桿支護理論和技術
錨桿支護有諸多種理論，但這些理論與實際應用技術的發(fā)展適應性較差。所以有必要在進一步深入研究巷道圍巖礦壓顯現(xiàn)規(guī)律的基礎上，探索錨桿支護理論。中國礦業(yè)大學針對煤礦巷道的錨桿支護首先提出了圍巖松動圈理論的。該理論認為巖土體在開挖之后，原始的應力狀態(tài)會遭到破壞，圍巖會進行應力重分布。在新的應力狀態(tài)下，圍巖的強度低于其所受應力的部分就會發(fā)生屈服破壞，這些破壞部分就組成了圍巖松動圈。而錨桿的作用就是限制圍巖松動圈發(fā)展過程中的有害變形，使圍巖仍處于穩(wěn)定、不破壞的狀態(tài)。此理論中，錨桿支護參數(shù)是基于圍巖松動圈的范圍提出的，而松動圈范圍可以用聲波測試等方法進行確定。但是，該理論沒有考慮圍巖與支護的相互作用問題，對圍巖松動圈的確定問題也沒有提出明確的解決方法。
最近，中國礦業(yè)大學礦山壓力研究所又提出了圍巖強度強化理論。該理論認為錨桿的作用是強化圍巖強度，限制圍巖塑性區(qū)寬度、破碎區(qū)寬度和巷道表面位移的發(fā)展，從而起到加固的作用。該理論為合理地確定錨桿的支護參數(shù)提供了理論依據(jù)。但是錨桿支護參數(shù)與圍巖強度之間關系的定量描述仍有待進一步研究。
3.2提高錨桿支護的防腐功能，完善錨桿施工配查機具
由于鋼制錨桿在地層中極易受到腐蝕，導致錨桿的延伸率的損失要遠大于極限承載力的損失，從而使得錨桿在發(fā)生破壞之前難以測得明顯的變形，極易發(fā)生突發(fā)性的事故。其實，錨桿的防腐可以采用外套注滿填充料的護管或護套的方法，例如，根據(jù)錨桿防護等級的要求，暴露在空氣中的錨頭部分可外套過度管或錨具罩進行保護；對于存在高應力區(qū)的自由張拉段，應采用注入水泥漿的光滑塑料管或注入油脂的護套進行保護；而錨固段則應外套注入水泥漿的波形管或采用注漿措施進行處理，
完善的錨桿施工配套機具是錨桿施工的高效性的前提條件，也是錨桿支護技術得到快速發(fā)展的重要原因，工程中應用較多的是奧鋼聯(lián)合喬伊公司生產(chǎn)的掘錨聯(lián)合機組，另外，我國的施工機具的設計、研發(fā)與生產(chǎn)也已取得了可喜的成果，目前，由無錫探礦機械廠、宣化英格索蘭工程機械有限公司和東北巖土工程公司等單位生產(chǎn)的鉆孔直徑從65～165mm的巖錨鉆機，以及冶金部建筑研究總院研制的YM160步履式土錨鉆機均具有良好的工作性能。
3.3錨桿支護監(jiān)測技術及設計方法的進一步提升
錨桿支護實施于井下后，要進行綜合監(jiān)測，以驗證初始設計的合理性和可靠性，并為修正初始設計提供依據(jù)。目前錨桿支護的綜合監(jiān)測內容有：采用十字布點法監(jiān)測表面位移、采用頂板離層指示儀測試頂板巖層錨固范圍內外位移值、錨桿測力計測量錨桿(索)錨固端部和全長的工作阻力。日常監(jiān)測的內容有：錨桿錨固力抽檢、頂板離層、錨桿預緊力矩檢測。隨著地理信息系統(tǒng)及全球定位系統(tǒng)在錨桿監(jiān)測中的廣泛應用，錨桿監(jiān)測正在朝著自動化、全天候、實時動態(tài)的方向發(fā)展，這不僅大大地促進了預測技術的發(fā)展，也使錨桿支護設計過程更加合理。
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