摘要：簡要分析了煤巷錨桿支護(hù)的應(yīng)用情況及發(fā)展水平，分析了煤巷錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)的一般原則，對錨桿支護(hù)的施工進(jìn)行詳細(xì)的論述。
引言
由于圍巖的作用機(jī)理不同，進(jìn)而導(dǎo)致煤礦巷道支護(hù)方式存在一定的差異，通常情況下，煤礦巷道支護(hù)方式分為：一通過支架、砌體等方式對圍巖進(jìn)行直接的支承，這種方式稱為支護(hù)；二是對圍巖通過注入水泥漿或化學(xué)劑的方式進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)，進(jìn)而在一定程度上發(fā)揮圍巖的自承作用，該方式稱為加固。
美國、前蘇聯(lián)在上世紀(jì)40年代，就將錨桿支護(hù)廣泛使用到井下巷道中，其特點(diǎn)主要表現(xiàn)為：
?、俑鶕?jù)本國巷道圍巖的地質(zhì)結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)條件，確定適用的錨桿類型；
?、趪忮^桿通過研制高強(qiáng)度和具有較好延伸率的材料和加大錨桿直徑的途徑日益向高強(qiáng)度、超高強(qiáng)度發(fā)展；
③對錨桿施工配套機(jī)具進(jìn)行完善，在一定程度上促進(jìn)各國錨桿技術(shù)的發(fā)展；
?、芙⑦m合自身?xiàng)l件的錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)方法；
?、輰﹀^桿支護(hù)監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行不斷的完善。
我國煤礦自1956年使用錨桿支護(hù)以來，在錨桿支護(hù)技術(shù)方面，我們?nèi)〉么T大成果，主要表現(xiàn)在：
?、佗?、Ⅱ類巷道單體錨桿支護(hù)技術(shù)趨于成熟，并得到廣泛應(yīng)用；
②Ⅲ類巷道錨梁網(wǎng)支護(hù)研究取得成功，同時(shí)在Ⅳ、Ⅴ類巷道的錨梁網(wǎng)、錨網(wǎng)架支護(hù)方面積累了經(jīng)驗(yàn)；
?、蹏忮^桿支護(hù)技術(shù)得到引進(jìn)消化和吸收；
④廉價(jià)的快硬水泥錨桿得到開發(fā)和研制；
⑤引進(jìn)消化高強(qiáng)錨桿技術(shù)；
⑥提高了錨桿支護(hù)機(jī)械化水平；
?、哐兄瞥晒﹀^注支護(hù)技術(shù)。
1錨桿分類及作用機(jī)理
1.1錨桿分類
?、倌惧^桿。普通木錨桿和壓縮木錨桿是我國主要使用的木錨桿。
?、阡摻罨蜾摻z繩砂漿錨桿。錨桿與圍巖的粘結(jié)劑通常是水泥砂槳。
?、鄣剐ㄊ浇饘馘^桿。該錨桿曾經(jīng)使用最為廣泛。
?、芄芸p式錨桿。是一種全長摩擦錨固式錨桿。
?、輼渲^桿。錨桿的粘結(jié)劑選用樹脂，因此成本比較高。
?、蘅煊才蛎浰噱^桿。采用普通硅酸鹽水泥或礦渣硅酸鹽水泥加入外加劑，其特點(diǎn)是速凝、早強(qiáng)、減水、膨脹等。
?、唠p快水泥錨桿。通過成品早強(qiáng)水泥和雙快水泥按一定比例進(jìn)行混合而成。
1.2錨桿作用機(jī)理
1.2.1頂錨桿支護(hù)機(jī)理
1.2.1.1早期強(qiáng)度強(qiáng)化作用
?、馘^桿和巖體作為相互作用的統(tǒng)一體，通常情況下需要將錨固體視為統(tǒng)一的承載結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究和分析；
?、谠诓煌屏鸭白冃螤顟B(tài)下，錨桿支護(hù)能改善巖體的力學(xué)參數(shù)，進(jìn)而在一定程度上提高巖體的峰值強(qiáng)度、峰后強(qiáng)度及殘余強(qiáng)度；
?、燮茐腻^固體前后，破裂巖體的力學(xué)性能有所改善，因而變形較大時(shí)，錨固體依然能發(fā)揮作用；
?、苠^桿支護(hù)增加圍壓，巖體的應(yīng)力狀態(tài)得到改善，而軟弱破碎巖石強(qiáng)度對圍壓十分敏感；
?、輰τ阱^桿支護(hù)來說，通過圍巖破碎區(qū)及塑性區(qū)發(fā)展的抑制，進(jìn)而在一定程度上控制煤巷圍巖的最終變形和破壞。
1.2.1.2后期的錨桿和錨索的共同支護(hù)作用在后期，隨著圍巖變形的增大，錨固體的承載能力和自穩(wěn)性降低，應(yīng)力逐漸向深部轉(zhuǎn)移，把載荷轉(zhuǎn)移到錨索作用下的穩(wěn)定巖層中，因此，此時(shí)錨桿支護(hù)機(jī)理體現(xiàn)在錨桿與錨索的共同作用。圍巖——支護(hù)共同作用機(jī)理圖，可知，隨著圍巖和自身變形的增加，錨巖支護(hù)體的承載能力不斷降低（曲線3），隨著圍巖的變形，錨索的支護(hù)能力不斷增大（曲線4），錨巖支護(hù)體和錨索的特性曲線與圍巖特性曲線1不能相交，進(jìn)而充分說明單獨(dú)采用錨桿支護(hù)或錨索支護(hù)，圍巖的穩(wěn)定性都不能控制，如果錨桿和錨索共同作用時(shí)（曲線2），其特性曲線和圍巖特性曲線1相交，可以控制圍巖的變形破壞，進(jìn)而確保了圍巖的穩(wěn)定性。
1.2.2幫錨桿支護(hù)機(jī)理
?、倜后w內(nèi)部：由于垂直應(yīng)力對煤體的壓剪作用，使煤體內(nèi)部出現(xiàn)兩組共軛剪切滑移面，滑移面形成之后，隨著沿滑移面剪切錯(cuò)動(dòng)的增大和剪切擴(kuò)容效應(yīng)，煤體會(huì)發(fā)生側(cè)向膨脹而出現(xiàn)松動(dòng)。
②煤巖交界面：由于煤巖交界面的抗剪強(qiáng)度較低，煤巷開挖后，交界面處將出現(xiàn)剪切破壞。
2錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)的一般原則
①一次支護(hù)原則。一方面實(shí)現(xiàn)了礦井的高效、安全生產(chǎn)的要求；另一方面錨桿支護(hù)自身的作用原理決定。
?、诟哳A(yù)應(yīng)力和預(yù)應(yīng)力擴(kuò)散原則。一方面采取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(shí)現(xiàn)錨桿預(yù)應(yīng)力的擴(kuò)散。
?、?ldquo;三高一低”原則。通常是指強(qiáng)度、剛度、可靠性高，支護(hù)密度低。
?、芘R界支護(hù)強(qiáng)度與剛度原則。臨界支護(hù)強(qiáng)度與剛度在錨桿支護(hù)系統(tǒng)中普遍存在。
?、菹嗷テヅ湓瓌t。錨桿各構(gòu)件的參數(shù)與力學(xué)性能應(yīng)相匹配，錨桿與錨索的參數(shù)與力學(xué)性能應(yīng)相互匹配。
?、蘅刹僮餍栽瓌t。錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)應(yīng)具有可操作性。
?、甙踩?jīng)濟(jì)原則。在確保巷道支護(hù)效果和安全程度的前提下，一方面技術(shù)和施工可行；另一方面是經(jīng)濟(jì)合理。
3錨桿支護(hù)技術(shù)施工管理
3.1爆破要求
①爆破圖表的制訂，同時(shí)對爆破參數(shù)進(jìn)行合理的確定。
?、诳淳€、定點(diǎn)、劃輪廓線、量尺、定眼位等要根據(jù)爆破圖表進(jìn)行。
?、鄣谝粋€(gè)正頂眼要按中（腰）線打，然后插木棍進(jìn)行導(dǎo)向，在一定程度上確保打眼質(zhì)量。
?、軐τ谥苓呇垩b藥，通常采用孔口封泥、空氣柱，同時(shí)符合安全規(guī)程的有關(guān)規(guī)定。
?、輰?shí)行預(yù)留爆破，放炮后人工刷幫。
3.2“三徑”匹配原則直徑42mm的鉆孔與直徑35mm的錨固劑、直徑32mm的鉆孔與直徑28mm的錨固劑，以及鉆孔直徑28mm選配直徑23mm的錨固劑相互匹配。
3.3錨桿安裝要求
?、俑鶕?jù)設(shè)計(jì)要求，布置錨桿眼要結(jié)合中（腰）線。
?、诋?dāng)錨桿眼方向與巖層主結(jié)構(gòu)不明顯時(shí)，可與巷道輪廓線相互垂直。
?、墼谏疃确矫?，錨桿眼與錨桿長度向匹配，打眼時(shí)需要在釬子上作標(biāo)記。
?、苎劭變?nèi)的積水、煤（巖）粉渣在安裝前通過壓風(fēng)清掃干凈。
?、蓍_動(dòng)風(fēng)動(dòng)扳手或錨桿鉆機(jī)，用錨桿將樹脂藥卷在10～15s內(nèi)頂入孔底，攪拌至規(guī)定時(shí)間為止。
?、迶嚢韬?，錨固劑初凝后松下攪拌器具。
?、咤^固劑膠凝后，剪斷錨桿尾端螺母銷子，同時(shí)擰緊螺母。
3.4監(jiān)測監(jiān)控
?、傧锏雷冃斡^測。巷道內(nèi)每30～40m設(shè)置一個(gè)測站，采用十字布點(diǎn)法布置巷道頂幫觀測點(diǎn)。當(dāng)觀測巷道變形量在設(shè)計(jì)允許值之內(nèi)時(shí)，表明支護(hù)能夠滿足需要。
?、陧敯咫x層觀測。通過LBY-3型頂板離層指示儀觀測頂板離層。
?、坼^桿受力監(jiān)測。通過MCQ-100型液壓枕監(jiān)測錨桿受力。
3.5質(zhì)量監(jiān)督
①確保錨桿的質(zhì)量，通常使用取得MA標(biāo)志的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品。
?、诂F(xiàn)場弄虛作假、蒙混過關(guān)的現(xiàn)象，要堅(jiān)決杜絕，迎頭的錨桿打眼及安裝工作，通過情況下在小班班組內(nèi)挑選具備施工經(jīng)驗(yàn)、責(zé)任心強(qiáng)的同志擔(dān)任，進(jìn)而確保施工質(zhì)量。
?、劢⒑屯晟贫鄬哟蔚馁|(zhì)量驗(yàn)收制度，確保監(jiān)督質(zhì)量。
4結(jié)論
煤巷錨桿支護(hù)作為系統(tǒng)工程，要認(rèn)真評價(jià)巷道工程地質(zhì)條件，對錨桿支護(hù)參數(shù)通過科學(xué)的手段進(jìn)行優(yōu)化，提高錨桿支護(hù)的可靠性，確保安全高效生產(chǎn)。
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