煤巷錨桿支護(hù)理論及技術(shù)簡介

1、1煤巷錨桿支護(hù)理論及技術(shù)簡介煤巷錨桿支護(hù)理論及技術(shù)簡介闞甲廣闞甲廣 博士博士中國礦業(yè)大學(xué)中國礦業(yè)大學(xué)2011年年2月月24日日2一、引言一、引言二、錨桿支護(hù)基本理論二、錨桿支護(hù)基本理論三、高性能預(yù)拉力錨桿支護(hù)技術(shù)體系三、高性能預(yù)拉力錨桿支護(hù)技術(shù)體系四、錨桿支護(hù)設(shè)計方法四、錨桿支護(hù)設(shè)計方法五、錨桿支護(hù)監(jiān)測系統(tǒng)五、錨桿支護(hù)監(jiān)測系統(tǒng)提提 綱綱引引 言言一一41 引言引言 1956年開始在巖巷使用錨桿支護(hù)，機械錨固錨桿和鋼絲繩砂漿錨桿年開始在巖巷使用錨桿支護(hù)，機械錨固錨桿和鋼絲繩砂漿錨桿 1974年，管縫式錨桿、漲殼式錨桿等年，管縫式錨桿、漲殼式錨桿等 早期錨桿支護(hù)強度、剛度低，支護(hù)原理上仍屬于被動支

2、護(hù)，錨桿支早期錨桿支護(hù)強度、剛度低，支護(hù)原理上仍屬于被動支護(hù)，錨桿支護(hù)理論、設(shè)計方法、支護(hù)材料、施工機具不成熟，錨桿支護(hù)技術(shù)發(fā)護(hù)理論、設(shè)計方法、支護(hù)材料、施工機具不成熟，錨桿支護(hù)技術(shù)發(fā)展緩慢展緩慢 1996年，從澳大利亞引進(jìn)樹脂錨固錨桿年，從澳大利亞引進(jìn)樹脂錨固錨桿 1999年以來，針對我國煤礦條件進(jìn)行了大量二次開發(fā)和完善提高年以來，針對我國煤礦條件進(jìn)行了大量二次開發(fā)和完善提高錨桿支護(hù)發(fā)展歷程錨桿支護(hù)發(fā)展歷程國內(nèi)外煤巷錨桿支國內(nèi)外煤巷錨桿支護(hù)比重（護(hù)比重（1998）51 引言引言厚層復(fù)合頂、動壓、小煤柱煤巷支護(hù)屬于國際性難題厚層復(fù)合頂、動壓、小煤柱煤巷支護(hù)屬于國際性難題u美、澳煤層條件相對簡單

3、，不必研究；美、澳煤層條件相對簡單，不必研究；u英國等該類煤層條件比重較小，認(rèn)為不能采用錨桿支護(hù)的英國等該類煤層條件比重較小，認(rèn)為不能采用錨桿支護(hù)的煤層不具備開采價值，實質(zhì)上回避該類難題；煤層不具備開采價值，實質(zhì)上回避該類難題；u我國我國60%以上的煤層巷道維護(hù)困難，無法回避；以上的煤層巷道維護(hù)困難，無法回避；u我國能源產(chǎn)業(yè)政策與國外也不同，不能回避；我國能源產(chǎn)業(yè)政策與國外也不同，不能回避；u完全依賴于完全依賴于U型鋼可縮支架支護(hù)，成本高，效果很差。型鋼可縮支架支護(hù)，成本高，效果很差。61 引言引言錨桿支護(hù)：保障高產(chǎn)高效錨桿支護(hù)：保障高產(chǎn)高效u主動加固，充分利用圍巖自身的穩(wěn)定性和強度；主動加固

4、，充分利用圍巖自身的穩(wěn)定性和強度；u根本消除棚式支護(hù)空頂產(chǎn)生的瓦斯積聚、煤層自燃根本消除棚式支護(hù)空頂產(chǎn)生的瓦斯積聚、煤層自燃等隱患；等隱患；u端頭處理簡單，不用替換端頭處理簡單，不用替換U型棚，能保障大功率設(shè)型棚，能保障大功率設(shè)備正常工作，工作面快速推進(jìn)，單產(chǎn)顯著提高；備正常工作，工作面快速推進(jìn)，單產(chǎn)顯著提高；u巷道變形量僅為同類條件棚式支護(hù)的巷道變形量僅為同類條件棚式支護(hù)的1/2左右；左右； u與綜機配套組成掘、支、運機械化作業(yè)線，單進(jìn)大與綜機配套組成掘、支、運機械化作業(yè)線，單進(jìn)大幅提高；幅提高；u輔助運輸量小，施工搬運攜帶方便、安全。輔助運輸量小，施工搬運攜帶方便、安全。7錨桿支護(hù)基本理論

5、錨桿支護(hù)基本理論 二二82 錨桿支護(hù)基本理論錨桿支護(hù)基本理論軟弱巖層軟弱巖層堅硬巖層堅硬巖層 錨桿支護(hù)的作用就是將巷道頂板較軟弱巖層懸吊在上部穩(wěn)定巖錨桿支護(hù)的作用就是將巷道頂板較軟弱巖層懸吊在上部穩(wěn)定巖層上，以增強較軟弱巖層的穩(wěn)定性。層上，以增強較軟弱巖層的穩(wěn)定性。 懸吊理論懸吊理論錨桿支護(hù)示意圖錨桿支護(hù)示意圖 根據(jù)懸吊巖層的質(zhì)量就可以進(jìn)行錨桿支護(hù)設(shè)計。根據(jù)懸吊巖層的質(zhì)量就可以進(jìn)行錨桿支護(hù)設(shè)計。 懸吊理論直觀地揭示出了錨桿的懸吊作用懸吊理論直觀地揭示出了錨桿的懸吊作用92 錨桿支護(hù)基本理論錨桿支護(hù)基本理論 適用條件適用條件頂板直接頂一般為較軟巖層；頂板直接頂一般為較軟巖層；頂板上部有較穩(wěn)定巖層

6、；頂板上部有較穩(wěn)定巖層；圍巖整體穩(wěn)定，存在不規(guī)則巖體弱面圍巖整體穩(wěn)定，存在不規(guī)則巖體弱面( (節(jié)理、裂隙、滑面），但規(guī)模不節(jié)理、裂隙、滑面），但規(guī)模不大。大。懸吊理論懸吊理論 存在問題存在問題u 沒有考慮圍巖的自承載能力，而是將錨固體與原巖體分開，與實沒有考慮圍巖的自承載能力，而是將錨固體與原巖體分開，與實際情況有一定差距。際情況有一定差距。 u 只適用于巷道頂板，不適用于巷道幫、底。只適用于巷道頂板，不適用于巷道幫、底。u 如果頂板沒有堅硬穩(wěn)定巖層或頂板軟弱巖層較厚，圍巖破碎區(qū)范如果頂板沒有堅硬穩(wěn)定巖層或頂板軟弱巖層較厚，圍巖破碎區(qū)范圍較大，懸吊理論不適用。圍較大，懸吊理論不適用。u 沒有考

7、慮巖體應(yīng)力對錨桿的作用，沒有考慮錨桿對巖體性質(zhì)改變沒有考慮巖體應(yīng)力對錨桿的作用，沒有考慮錨桿對巖體性質(zhì)改變的作用的作用。102 錨桿支護(hù)基本理論錨桿支護(hù)基本理論組合梁理論組合梁理論 組合梁理論認(rèn)為：組合梁理論認(rèn)為：在層狀巖體中開挖巷道，頂板錨桿的作用，一方在層狀巖體中開挖巷道，頂板錨桿的作用，一方面是依靠錨桿的錨固力增加各巖層間的摩擦力，防止巖石沿層面滑動，面是依靠錨桿的錨固力增加各巖層間的摩擦力，防止巖石沿層面滑動，避免各巖層出現(xiàn)離層現(xiàn)象；另一方面，錨桿桿體可增加巖層間的抗剪剛避免各巖層出現(xiàn)離層現(xiàn)象；另一方面，錨桿桿體可增加巖層間的抗剪剛度，防止巖層間的水平錯動，從而將巷道頂板錨固范圍內(nèi)的幾

8、個薄巖層度，防止巖層間的水平錯動，從而將巷道頂板錨固范圍內(nèi)的幾個薄巖層鎖緊成一個較厚的巖層（組合梁），梁越厚，梁內(nèi)的最大應(yīng)力、應(yīng)變和鎖緊成一個較厚的巖層（組合梁），梁越厚，梁內(nèi)的最大應(yīng)力、應(yīng)變和梁的饒度也就越小。梁的饒度也就越小。無錨桿支護(hù)無錨桿支護(hù)有錨桿支護(hù)有錨桿支護(hù)112 錨桿支護(hù)基本理論錨桿支護(hù)基本理論適用條件適用條件巷道頂板有若干層層狀較軟巖層；巷道頂板有若干層層狀較軟巖層；巷道頂板的結(jié)構(gòu)弱面、沉積滑面不發(fā)育；巷道頂板的結(jié)構(gòu)弱面、沉積滑面不發(fā)育；采深較淺，地應(yīng)力較小，沒有明顯的構(gòu)造應(yīng)力作用。采深較淺，地應(yīng)力較小，沒有明顯的構(gòu)造應(yīng)力作用。組合梁理論組合梁理論 存在問題存在問題將錨桿作用與

9、圍巖的自穩(wěn)作用分開，與實際情況有一定將錨桿作用與圍巖的自穩(wěn)作用分開，與實際情況有一定差距，并且隨著圍巖條件的變化，在頂板較破碎、連續(xù)差距，并且隨著圍巖條件的變化，在頂板較破碎、連續(xù)性受到破壞時，組合梁就不存在了。性受到破壞時，組合梁就不存在了。只適合與層狀頂板錨桿支護(hù)的設(shè)計，對于巷道幫、底不只適合與層狀頂板錨桿支護(hù)的設(shè)計，對于巷道幫、底不適用。適用。122 錨桿支護(hù)基本理論錨桿支護(hù)基本理論組合拱（壓縮）理論組合拱（壓縮）理論 組合拱理論認(rèn)為組合拱理論認(rèn)為：在拱形巷在拱形巷道圍巖的破裂區(qū)中安裝錨桿時，道圍巖的破裂區(qū)中安裝錨桿時，在桿體兩端將形成圓錐形分布的在桿體兩端將形成圓錐形分布的壓應(yīng)力，如果

10、沿巷道周邊布置錨壓應(yīng)力，如果沿巷道周邊布置錨桿群，只要錨桿間距足夠小，各桿群，只要錨桿間距足夠小，各個錨桿形成的應(yīng)力圓錐體將相互個錨桿形成的應(yīng)力圓錐體將相互交錯，就能在巖體中形成一個均交錯，就能在巖體中形成一個均勻的壓縮帶，即組合拱。勻的壓縮帶，即組合拱。壓縮拱示意圖壓縮拱示意圖132 錨桿支護(hù)基本理論錨桿支護(hù)基本理論優(yōu)點優(yōu)點組合拱理論在一定程度上揭示了錨桿支護(hù)的作用機理。組合拱理論在一定程度上揭示了錨桿支護(hù)的作用機理。適用條件適用條件一般不能作為準(zhǔn)確的定量設(shè)計，但可以作為錨桿加固設(shè)計和一般不能作為準(zhǔn)確的定量設(shè)計，但可以作為錨桿加固設(shè)計和施工的重要參考。施工的重要參考。缺點缺點在分析過程中沒有

11、深入考慮圍巖支護(hù)的相互作用，只是將各在分析過程中沒有深入考慮圍巖支護(hù)的相互作用，只是將各支護(hù)結(jié)構(gòu)的最大支護(hù)力簡單相加，從而得到符合結(jié)構(gòu)總的最大支護(hù)結(jié)構(gòu)的最大支護(hù)力簡單相加，從而得到符合結(jié)構(gòu)總的最大支護(hù)力，缺乏對被加固巖體本身力學(xué)行為的進(jìn)一步分析探討，支護(hù)力，缺乏對被加固巖體本身力學(xué)行為的進(jìn)一步分析探討，計算與實際情況存在一定差距。計算與實際情況存在一定差距。組合拱（壓縮）理論組合拱（壓縮）理論142 錨桿支護(hù)基本理論錨桿支護(hù)基本理論 最大水平應(yīng)力理論：最大水平應(yīng)力理論：由澳大利壓學(xué)者蓋爾（由澳大利壓學(xué)者蓋爾（W . J . GaleW . J . Gale）提出：礦井巖層的水平應(yīng)力通常大于垂直

12、應(yīng)力，水平應(yīng)力具有提出：礦井巖層的水平應(yīng)力通常大于垂直應(yīng)力，水平應(yīng)力具有明顯的方向性，最大水平應(yīng)力一般為最小水平應(yīng)力的明顯的方向性，最大水平應(yīng)力一般為最小水平應(yīng)力的1.5-2.51.5-2.5倍。倍。巷道頂?shù)椎姆€(wěn)定性主要受水平應(yīng)力的影響，且有三個特點：巷道頂?shù)椎姆€(wěn)定性主要受水平應(yīng)力的影響，且有三個特點： 與最大水平應(yīng)力平行的巷道受水平應(yīng)力影響最小，頂、底與最大水平應(yīng)力平行的巷道受水平應(yīng)力影響最小，頂、底板穩(wěn)定性最好板穩(wěn)定性最好; ; 與最大水平應(yīng)力呈銳角相交的巷道，其頂、底板變形破壞偏與最大水平應(yīng)力呈銳角相交的巷道，其頂、底板變形破壞偏向巷道某一幫；向巷道某一幫； 與最大水平應(yīng)力垂直的巷道，頂

13、、底板穩(wěn)定性最差。與最大水平應(yīng)力垂直的巷道，頂、底板穩(wěn)定性最差。最大水平應(yīng)力理論最大水平應(yīng)力理論152 錨桿支護(hù)基本理論錨桿支護(hù)基本理論最佳方向）（c）最劣方向應(yīng)力集中（b）應(yīng)力集中平面斷面最大水平應(yīng)力理論最大水平應(yīng)力理論巷道受最大水平應(yīng)力作用圖162 錨桿支護(hù)基本理論錨桿支護(hù)基本理論最大水平應(yīng)力理論最大水平應(yīng)力理論 最大水平應(yīng)力理論的特點：最大水平應(yīng)力理論的特點： 論述了巷道圍巖水平應(yīng)力對巷道的穩(wěn)定性的影響及錨桿支護(hù)所起論述了巷道圍巖水平應(yīng)力對巷道的穩(wěn)定性的影響及錨桿支護(hù)所起的作用。的作用。 在設(shè)計方法上，借助于計算機數(shù)值模擬不同支護(hù)情況下錨桿對圍巖在設(shè)計方法上，借助于計算機數(shù)值模擬不同支護(hù)

14、情況下錨桿對圍巖的控制效果，進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計。的控制效果，進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計。 在使用中強調(diào)監(jiān)測的重要性，并根據(jù)監(jiān)測結(jié)果修改完善初始設(shè)計。在使用中強調(diào)監(jiān)測的重要性，并根據(jù)監(jiān)測結(jié)果修改完善初始設(shè)計。 在最大在最大 水平應(yīng)力作用下，頂、底板巖層易于發(fā)生剪切破壞，出現(xiàn)水平應(yīng)力作用下，頂、底板巖層易于發(fā)生剪切破壞，出現(xiàn)錯動與松動而造成圍巖變形，錨桿的作用即是約束其沿軸向巖層的膨錯動與松動而造成圍巖變形，錨桿的作用即是約束其沿軸向巖層的膨脹和垂直于軸向的巖層剪切錯動，因此要求錨桿必須具備強度大、剛脹和垂直于軸向的巖層剪切錯動，因此要求錨桿必須具備強度大、剛度大、抗剪阻力大，才能起約束圍巖的變形作用。度大、抗剪阻力

15、大，才能起約束圍巖的變形作用。172 錨桿支護(hù)基本理論錨桿支護(hù)基本理論由我國著名礦壓專家侯朝炯教授提出由我國著名礦壓專家侯朝炯教授提出煤巷錨桿支護(hù)的作用就是對錨固體提供圍煤巷錨桿支護(hù)的作用就是對錨固體提供圍壓，使巷道圍巖特別是處于壓，使巷道圍巖特別是處于峰后峰后區(qū)圍巖強度區(qū)圍巖強度得到強化，提高峰值強度和殘余強度，改善得到強化，提高峰值強度和殘余強度，改善峰后峰后巖體力學(xué)性能。巖體力學(xué)性能。巷道圍巖的穩(wěn)定性除了支護(hù)的作用外，主巷道圍巖的穩(wěn)定性除了支護(hù)的作用外，主要取決于圍巖的強度和應(yīng)力狀態(tài)。對于煤層要取決于圍巖的強度和應(yīng)力狀態(tài)。對于煤層巷道，由于圍巖松軟、埋藏深、受采動和構(gòu)巷道，由于圍巖松軟、

16、埋藏深、受采動和構(gòu)造應(yīng)力影響，地應(yīng)力大，巷道圍巖破壞嚴(yán)重，造應(yīng)力影響，地應(yīng)力大，巷道圍巖破壞嚴(yán)重，其周圍存在破碎區(qū)、塑性區(qū)和彈性區(qū)，錨桿其周圍存在破碎區(qū)、塑性區(qū)和彈性區(qū)，錨桿錨固區(qū)域的巖體則處于破碎區(qū)或處于上述兩錨固區(qū)域的巖體則處于破碎區(qū)或處于上述兩個或三個區(qū)域中，相應(yīng)地錨固區(qū)域的巖石強個或三個區(qū)域中，相應(yīng)地錨固區(qū)域的巖石強度處于度處于峰后峰后強度或殘余強度。強度或殘余強度。圍巖強度強化理圍巖強度強化理論論182 錨桿支護(hù)基本理論錨桿支護(hù)基本理論 優(yōu)點優(yōu)點該理論主要探討了錨桿加固后巖石該理論主要探討了錨桿加固后巖石峰后峰后區(qū)粘聚力區(qū)粘聚力CC、內(nèi)磨擦角、內(nèi)磨擦角 、彈性模量彈性模量E E的改善

17、情況。的改善情況。由于其巷道圍巖強度強化理論的全面性，在某種程度上講，它應(yīng)由于其巷道圍巖強度強化理論的全面性，在某種程度上講，它應(yīng)用于礦井施工的任何條件。用于礦井施工的任何條件。 適用條件適用條件巖體松軟、埋藏深、地應(yīng)力大；巖體松軟、埋藏深、地應(yīng)力大；、巷道圍巖條件。巷道圍巖條件。 存在問題存在問題巖性結(jié)構(gòu)系數(shù)取值范圍太大巖性結(jié)構(gòu)系數(shù)取值范圍太大。圍巖強度強化理圍巖強度強化理論論192 錨桿支護(hù)基本理論錨桿支護(hù)基本理論錨桿支護(hù)理論錨桿支護(hù)理論小結(jié)小結(jié)深刻解析了錨桿的作用原理，在不同條件下應(yīng)用的區(qū)別，以深刻解析了錨桿的作用原理，在不同條件下應(yīng)用的區(qū)別，以便結(jié)合實際合理選擇錨桿支護(hù)結(jié)構(gòu)和參數(shù)；便結(jié)

18、合實際合理選擇錨桿支護(hù)結(jié)構(gòu)和參數(shù)；依據(jù)錨桿支護(hù)理論，利用錨桿、錨索等支護(hù)手段對巷道圍巖依據(jù)錨桿支護(hù)理論，利用錨桿、錨索等支護(hù)手段對巷道圍巖進(jìn)行強化，充分利用巷道圍巖自身的承載能力，使圍巖參與進(jìn)行強化，充分利用巷道圍巖自身的承載能力，使圍巖參與支護(hù)，從支護(hù)的理念上發(fā)生了改變。支護(hù)，從支護(hù)的理念上發(fā)生了改變。 隨著采深的日益加大，煤層地質(zhì)條件的惡化，課題組結(jié)合近隨著采深的日益加大，煤層地質(zhì)條件的惡化，課題組結(jié)合近年來的研究，提出了年來的研究，提出了預(yù)拉力（錨桿）支護(hù)體系預(yù)拉力（錨桿）支護(hù)體系20高性能預(yù)拉力錨高性能預(yù)拉力錨桿支護(hù)技術(shù)體系桿支護(hù)技術(shù)體系 三三213 高性能預(yù)拉力錨桿支護(hù)技術(shù)體系高性能

19、預(yù)拉力錨桿支護(hù)技術(shù)體系 事故案例事故案例2001年，兗礦集團一礦8732進(jìn)風(fēng)巷頂板垮冒8.0m砸死3人；2001年9月1日晉城成莊礦2229進(jìn)風(fēng)巷頂板垮冒14.0m砸死8人；2003年淮南謝橋礦11123開切眼（錨桿錨索聯(lián)合支護(hù)）17m、淮北朔里礦S5110開切眼刷大時突然垮冒120 m ，所幸未有人員傷亡;原因：支護(hù)強度不夠，參數(shù)不合理； 2003年淮北楊莊礦一機巷迎頭退后8m垮冒6 m，錨固層整體下來；原因：施工質(zhì)量差，錨桿松動不緊； 2004年10月淮南謝橋礦一綜掘巷道垮冒10余米,造成人員傷亡; 發(fā)生事故主要的原因: 1)條件好時盲目樂觀,為降低成本簡化支護(hù)參數(shù); 2) 追求虛名,創(chuàng)錨

20、桿支護(hù)進(jìn)度記錄, “政績” 思想 3)監(jiān)測手段跟不上,不能及時發(fā)現(xiàn)隱患; 4) 操作水平低,缺乏有力監(jiān)督,偷工減料,施工質(zhì)量差;223 高性能預(yù)拉力錨桿支護(hù)技術(shù)體系高性能預(yù)拉力錨桿支護(hù)技術(shù)體系 煤巷層狀頂板離層控制理論煤巷層狀頂板離層控制理論冒頂原因冒頂原因冒頂原因分析冒頂原因分析1) 1) 松散變形的持續(xù)發(fā)展松散變形的持續(xù)發(fā)展 大部分軟弱煤層巷道在錨桿支護(hù)起作用前，都有大部分軟弱煤層巷道在錨桿支護(hù)起作用前，都有100100200 mm200 mm的的圍巖變形量圍巖變形量2)2)錨桿支護(hù)的承載狀態(tài)不好，工作載荷很低、錨桿實際工作載荷可分錨桿支護(hù)的承載狀態(tài)不好，工作載荷很低、錨桿實際工作載荷可分

21、三種情況：三種情況：安裝時沒有初錨力，工作載荷始終為零；安裝時沒有初錨力，工作載荷始終為零；安裝時初錨力很小，工作載荷增長緩慢，穩(wěn)定段載荷值較低；安裝時初錨力很小，工作載荷增長緩慢，穩(wěn)定段載荷值較低；安裝時提供超過安裝時提供超過20kN20kN的預(yù)緊力，工作載荷增長快，穩(wěn)定段載荷值高。的預(yù)緊力，工作載荷增長快，穩(wěn)定段載荷值高。 233 高性能預(yù)拉力錨桿支護(hù)技術(shù)體系高性能預(yù)拉力錨桿支護(hù)技術(shù)體系 錨桿的三種工作狀態(tài)243 高性能預(yù)拉力錨桿支護(hù)技術(shù)體系高性能預(yù)拉力錨桿支護(hù)技術(shù)體系 3) 3) 大變形后錨固力衰減，錨固失效大變形后錨固力衰減，錨固失效 端錨時在圍巖變形量達(dá)到端錨時在圍巖變形量達(dá)到100

22、mm100mm時即開始失效，全長錨固時即開始失效，全長錨固時錨桿的可靠性雖大大提高，但圍巖變形達(dá)到時錨桿的可靠性雖大大提高，但圍巖變形達(dá)到200200300 300 mmmm時錨固力也開始降低，達(dá)到時錨固力也開始降低，達(dá)到500mm500mm時即完全喪失。時即完全喪失。 4) 4) 四周的不協(xié)調(diào)變形，結(jié)構(gòu)性失穩(wěn)四周的不協(xié)調(diào)變形，結(jié)構(gòu)性失穩(wěn)煤巷層狀頂板離層控制理論煤巷層狀頂板離層控制理論冒頂原因冒頂原因253 高性能預(yù)拉力錨桿支護(hù)技術(shù)體系高性能預(yù)拉力錨桿支護(hù)技術(shù)體系 冒頂類別劃分冒頂類別劃分通過綜合研究發(fā)現(xiàn)頂板巖體具有兩種垮冒型式通過綜合研究發(fā)現(xiàn)頂板巖體具有兩種垮冒型式松脫型垮冒松脫型垮冒：垮冒

23、范圍一般在垮冒范圍一般在0.50.51.5m1.5m內(nèi)內(nèi)，負(fù)荷，負(fù)荷151525kN/m25kN/m2 2 。煤巷層狀頂板離層控制理論煤巷層狀頂板離層控制理論冒頂類別的劃分冒頂類別的劃分263 高性能預(yù)拉力錨桿支護(hù)技術(shù)體系高性能預(yù)拉力錨桿支護(hù)技術(shù)體系 煤巷層狀頂板離層控制理論煤巷層狀頂板離層控制理論冒頂類別的劃分冒頂類別的劃分 冒頂類別劃分冒頂類別劃分 擠壓型垮冒：擠壓型垮冒：在水平應(yīng)力和自重應(yīng)力雙重作用下，薄層狀巖在水平應(yīng)力和自重應(yīng)力雙重作用下，薄層狀巖體發(fā)生彎曲變形，導(dǎo)致弱面離層，變形持續(xù)發(fā)展，漸次向上體發(fā)生彎曲變形，導(dǎo)致弱面離層，變形持續(xù)發(fā)展，漸次向上垮冒。垮冒。273 高性能預(yù)拉力錨桿

24、支護(hù)技術(shù)體系高性能預(yù)拉力錨桿支護(hù)技術(shù)體系 錨固區(qū)整體垮冒 錨固區(qū)內(nèi)離層：錨固區(qū)內(nèi)離層：松脫型垮冒得松脫型垮冒得不到控制，錨固區(qū)產(chǎn)生裂隙，不到控制，錨固區(qū)產(chǎn)生裂隙，錨固強度衰減，進(jìn)而導(dǎo)致錨固錨固強度衰減，進(jìn)而導(dǎo)致錨固區(qū)整體穩(wěn)定性的削弱或破壞；區(qū)整體穩(wěn)定性的削弱或破壞；錨固區(qū)外離層：錨固區(qū)外離層：錨固區(qū)的完整錨固區(qū)的完整性較好，但不能阻止外層巖體性較好，但不能阻止外層巖體的漸進(jìn)破壞，導(dǎo)致外層弱面離的漸進(jìn)破壞，導(dǎo)致外層弱面離層。錨固區(qū)外離層的持續(xù)發(fā)展層。錨固區(qū)外離層的持續(xù)發(fā)展將導(dǎo)致錨固區(qū)整體垮冒。將導(dǎo)致錨固區(qū)整體垮冒。 283 高性能預(yù)拉力錨桿支護(hù)技術(shù)體系高性能預(yù)拉力錨桿支護(hù)技術(shù)體系 概念概念 ：指

25、能夠在支護(hù)構(gòu)件和頂板間實現(xiàn)明顯超過松散巖體自重的：指能夠在支護(hù)構(gòu)件和頂板間實現(xiàn)明顯超過松散巖體自重的預(yù)張力、形成頂板預(yù)應(yīng)力承載結(jié)構(gòu)，并有效控制頂板離層的高強預(yù)張力、形成頂板預(yù)應(yīng)力承載結(jié)構(gòu)，并有效控制頂板離層的高強支護(hù)技術(shù)。支護(hù)技術(shù)。低強度低初錨力的錨桿支護(hù)階段低強度低初錨力的錨桿支護(hù)階段高強度低初錨力的錨桿支護(hù)階段高強度低初錨力的錨桿支護(hù)階段高強度高預(yù)拉力的錨桿支護(hù)新階段高強度高預(yù)拉力的錨桿支護(hù)新階段高性能（預(yù)拉力）錨桿支護(hù)高性能（預(yù)拉力）錨桿支護(hù)293 高性能預(yù)拉力錨桿支護(hù)技術(shù)體系高性能預(yù)拉力錨桿支護(hù)技術(shù)體系 金 屬 網(wǎng)鋼 帶托 板減 摩 墊 片扭 矩 螺 母螺 紋 鋼 錨 桿樹 脂 錨 固

26、 劑錨桿結(jié)構(gòu)特點錨桿結(jié)構(gòu)特點 樹脂錨固劑錨桿有桿體、樹脂錨固劑錨桿有桿體、錨固劑、托盤和螺母等組成錨固劑、托盤和螺母等組成 它操作簡單，安裝方便，它操作簡單，安裝方便，錨固速度快、強度大，錨固方錨固速度快、強度大，錨固方式易改變，質(zhì)量易控制，安全式易改變，質(zhì)量易控制，安全可靠，性能價格比優(yōu)良?？煽?，性能價格比優(yōu)良。 樹脂錨固劑錨桿在各類錨樹脂錨固劑錨桿在各類錨桿家族中以無比的優(yōu)越性得到桿家族中以無比的優(yōu)越性得到快快 速持續(xù)發(fā)展。速持續(xù)發(fā)展。303 高性能預(yù)拉力錨桿支護(hù)技術(shù)體系高性能預(yù)拉力錨桿支護(hù)技術(shù)體系 錨桿桿體：錨桿桿體：錨桿的主體結(jié)構(gòu)用來承載拉伸力和剪切力錨桿的主體結(jié)構(gòu)用來承載拉伸力和剪切

27、力 國內(nèi)錨桿桿體材料主要有國內(nèi)錨桿桿體材料主要有20MnSi20MnSi左旋無縱筋螺紋鋼和左旋無縱筋螺紋鋼和Q235 Q235 圓鋼等幾種。圓鋼等幾種。 錨桿尾部：不僅受拉，而且受到鋼帶和巖層錯動時產(chǎn)生的剪應(yīng)力，錨桿尾部：不僅受拉，而且受到鋼帶和巖層錯動時產(chǎn)生的剪應(yīng)力，易發(fā)生剪斷現(xiàn)象；錨桿尾部受易發(fā)生剪斷現(xiàn)象；錨桿尾部受2323倍的集中應(yīng)力。倍的集中應(yīng)力。 錨桿材料錨桿材料公稱直徑公稱直徑/mm/mm屈服強度屈服強度/ /MpaMpa抗拉強度抗拉強度MpaMpa伸長率伸長率/%不小于不小于Q235 圓鋼圓鋼162224041026BHRB335162233549018BHRB400162240

28、057018BHRB500162550067018BHRB600162560080018313 高性能預(yù)拉力錨桿支護(hù)技術(shù)體系高性能預(yù)拉力錨桿支護(hù)技術(shù)體系 錨桿尾部等強加工錨桿尾部損傷加工錨桿桿體錨桿尾部斷裂國內(nèi)錨桿尾部加工的大多采用剝皮、車絲工藝，強度損失比較明顯國內(nèi)錨桿尾部加工的大多采用剝皮、車絲工藝，強度損失比較明顯：采用滾圓后滾絲，取消剝皮工藝，減少強度損失，采用滾圓后滾絲，取消剝皮工藝，減少強度損失，桿尾調(diào)質(zhì)處理，提高強度桿尾調(diào)質(zhì)處理，提高強度323 高性能預(yù)拉力錨桿支護(hù)技術(shù)體系高性能預(yù)拉力錨桿支護(hù)技術(shù)體系 樹脂錨固劑：樹脂錨固劑： 把錨桿桿體和錨桿孔壁黏結(jié)在一起，樹脂藥卷力學(xué)性能對錨

29、桿錨固把錨桿桿體和錨桿孔壁黏結(jié)在一起，樹脂藥卷力學(xué)性能對錨桿錨固力有重要作用。力有重要作用。有利于鉆孔中安裝和攪拌，一般要求樹脂錨固劑直徑比鉆孔直徑小有利于鉆孔中安裝和攪拌，一般要求樹脂錨固劑直徑比鉆孔直徑小46mm為宜。為宜。錨固劑固化后有較高的變形模量，使錨桿錨固段有較高的剛度；錨固劑固化后有較高的變形模量，使錨桿錨固段有較高的剛度；錨固劑固化快、滿足快速安裝的要求，能及時施加預(yù)緊力；錨固劑固化快、滿足快速安裝的要求，能及時施加預(yù)緊力；錨固劑固化后收縮率低；錨固劑固化后收縮率低；高粘接力，保證錨固效果；高粘接力，保證錨固效果；型號：超快、快速、中速、慢速型號：超快、快速、中速、慢速例：例：

30、K2355333 高性能預(yù)拉力錨桿支護(hù)技術(shù)體系高性能預(yù)拉力錨桿支護(hù)技術(shù)體系 一是通過螺母施加扭矩，壓緊托板給錨桿提供預(yù)緊力，并使預(yù)緊一是通過螺母施加扭矩，壓緊托板給錨桿提供預(yù)緊力，并使預(yù)緊力擴散，擴大錨桿作用范圍；力擴散，擴大錨桿作用范圍；二是圍巖變形后載荷作用于托盤，通過托盤將載荷傳遞到錨桿，二是圍巖變形后載荷作用于托盤，通過托盤將載荷傳遞到錨桿，進(jìn)而控制圍巖變形。進(jìn)而控制圍巖變形。 目前多數(shù)礦區(qū)主要使用托盤為目前多數(shù)礦區(qū)主要使用托盤為Q235Q235或或20MnSi20MnSi鋼板壓制的平托鋼板壓制的平托盤、拱形托盤、蝶形托盤等。盤、拱形托盤、蝶形托盤等。錨桿托盤錨桿托盤343 高性能預(yù)拉

31、力錨桿支護(hù)技術(shù)體系高性能預(yù)拉力錨桿支護(hù)技術(shù)體系 螺母的承載能力應(yīng)與桿體相匹配，螺母破壞會導(dǎo)致錨固失效；螺母的承載能力應(yīng)與桿體相匹配，螺母破壞會導(dǎo)致錨固失效；螺母的結(jié)構(gòu)形狀，螺紋的規(guī)格與加工精度有利于錨桿施加預(yù)緊螺母的結(jié)構(gòu)形狀，螺紋的規(guī)格與加工精度有利于錨桿施加預(yù)緊力；力；螺母有利于錨桿安裝，提高安裝速度。螺母有利于錨桿安裝，提高安裝速度。普通螺母先安裝桿體，再安裝托盤并擰緊螺母，工序多，安裝普通螺母先安裝桿體，再安裝托盤并擰緊螺母，工序多，安裝速度慢。速度慢。錨桿螺母錨桿螺母為了實現(xiàn)錨桿快速安裝，研制了多種快速為了實現(xiàn)錨桿快速安裝，研制了多種快速扭矩螺母。主要有鋼片充填式、樹脂（尼扭矩螺母。主

32、要有鋼片充填式、樹脂（尼龍）充填式、銷釘式。實踐表明，扭矩螺龍）充填式、銷釘式。實踐表明，扭矩螺母打開扭矩為母打開扭矩為60100N.M。353 高性能預(yù)拉力錨桿支護(hù)技術(shù)體系高性能預(yù)拉力錨桿支護(hù)技術(shù)體系 鋼帶：鋼帶：把分散的單體錨桿連接成整體，形成整體支護(hù)系統(tǒng)；同時把把分散的單體錨桿連接成整體，形成整體支護(hù)系統(tǒng)；同時把錨桿錨固力傳遞到更大范圍的圍巖體上，增大錨固力作用范圍。錨桿錨固力傳遞到更大范圍的圍巖體上，增大錨固力作用范圍。 鋼帶分為平鋼帶、鋼帶分為平鋼帶、WW型和型和MM型等類型。型等類型。MM型鋼帶強度大，抗彎剛度大，鋼材利用率高；型鋼帶強度大，抗彎剛度大，鋼材利用率高；MM型鋼帶向下

33、截面模量遠(yuǎn)大于向上截面模量。型鋼帶向下截面模量遠(yuǎn)大于向上截面模量。 鋼帶鋼帶363 高性能預(yù)拉力錨桿支護(hù)技術(shù)體系高性能預(yù)拉力錨桿支護(hù)技術(shù)體系 M型鋼帶在井下使用情況373 高性能預(yù)拉力錨桿支護(hù)技術(shù)體系高性能預(yù)拉力錨桿支護(hù)技術(shù)體系 減摩墊圈：減摩墊圈：減小螺母和托板之間的摩擦力，最大限度的把錨桿安裝減小螺母和托板之間的摩擦力，最大限度的把錨桿安裝扭矩轉(zhuǎn)化為預(yù)緊力，增大錨桿的初錨力。扭矩轉(zhuǎn)化為預(yù)緊力，增大錨桿的初錨力。 安裝減摩墊圈，每組兩個：一個為鋼質(zhì)墊圈；另一個為塑料墊圈。安裝減摩墊圈，每組兩個：一個為鋼質(zhì)墊圈；另一個為塑料墊圈。 鋼帶鋼帶墊圈383 高性能預(yù)拉力錨桿支護(hù)技術(shù)體系高性能預(yù)拉力錨

34、桿支護(hù)技術(shù)體系 護(hù)網(wǎng)的合理配置護(hù)網(wǎng)的合理配置煤巷頂板護(hù)網(wǎng)網(wǎng)片尺寸煤巷頂板護(hù)網(wǎng)網(wǎng)片尺寸mmLL4002000mmWW2001400式中式中 ：L-L-網(wǎng)的長度，網(wǎng)的長度，mmmm L L0 0-巷道頂板斜寬巷道頂板斜寬式中：式中：W -W -網(wǎng)的寬度，網(wǎng)的寬度，mm;mm; W W0 0 - -錨桿排距，錨桿排距，mmmm 菱形網(wǎng)具有柔性好、強度高、孔型不變和連接方便等優(yōu)菱形網(wǎng)具有柔性好、強度高、孔型不變和連接方便等優(yōu)點?，F(xiàn)場得到了廣泛應(yīng)用，設(shè)計時應(yīng)優(yōu)先選用點?，F(xiàn)場得到了廣泛應(yīng)用，設(shè)計時應(yīng)優(yōu)先選用。 鋼筋網(wǎng)在設(shè)計選型時，應(yīng)以鋼筋直徑鋼筋網(wǎng)在設(shè)計選型時，應(yīng)以鋼筋直徑68mm68mm、網(wǎng)孔尺、網(wǎng)孔尺

35、寸寸5070mm5070mm為宜為宜。393 高性能預(yù)拉力錨桿支護(hù)技術(shù)體系高性能預(yù)拉力錨桿支護(hù)技術(shù)體系 進(jìn)一步細(xì)化錨桿鉆孔、桿體、樹脂卷三種直徑的合理匹配技術(shù)，解進(jìn)一步細(xì)化錨桿鉆孔、桿體、樹脂卷三種直徑的合理匹配技術(shù)，解決松散煤體的錨固技術(shù)。決松散煤體的錨固技術(shù)。根據(jù)錨桿規(guī)格，推廣應(yīng)用科學(xué)合理的根據(jù)錨桿規(guī)格，推廣應(yīng)用科學(xué)合理的“28mm20mm25mm”28mm20mm25mm”、“27mm18mm23mm”27mm18mm23mm”、“30mm22mm25mm”30mm22mm25mm”等三種新等三種新“三徑三徑”匹配模式，錨固力比原來提高匹配模式，錨固力比原來提高120120147%147

36、%。 “三徑”匹配403 高性能預(yù)拉力錨桿支護(hù)技術(shù)體系高性能預(yù)拉力錨桿支護(hù)技術(shù)體系 銷釘式預(yù)拉力錨桿成套錨桿413 高性能預(yù)拉力錨桿支護(hù)技術(shù)體系高性能預(yù)拉力錨桿支護(hù)技術(shù)體系 概念：概念：將巷道兩肩窩深部巖體作為錨固點，專用張拉機具通過將巷道兩肩窩深部巖體作為錨固點，專用張拉機具通過桁架連接器將高強度的預(yù)應(yīng)力鋼絞線鎖緊，并傳遞張拉力，實桁架連接器將高強度的預(yù)應(yīng)力鋼絞線鎖緊，并傳遞張拉力，實現(xiàn)對頂板淺部圍巖的兜護(hù)和對頂板結(jié)構(gòu)的加固；它由預(yù)應(yīng)力高現(xiàn)對頂板淺部圍巖的兜護(hù)和對頂板結(jié)構(gòu)的加固；它由預(yù)應(yīng)力高強度鋼絞線、桁架連接器、鎖具和錨固劑組成強度鋼絞線、桁架連接器、鎖具和錨固劑組成。 與錨索支護(hù)所用材料

37、、施工機具和工藝都十分接近。與錨索支護(hù)所用材料、施工機具和工藝都十分接近。 能夠解決厚層復(fù)合破碎頂板（不穩(wěn)定層厚累計超過能夠解決厚層復(fù)合破碎頂板（不穩(wěn)定層厚累計超過5.0m5.0m）、）、高水平地應(yīng)力、松散煤層頂板等條件下的支護(hù)難題，彌補錨索高水平地應(yīng)力、松散煤層頂板等條件下的支護(hù)難題，彌補錨索支護(hù)的不足。支護(hù)的不足。優(yōu)點鋼絞線預(yù)拉力桁架系統(tǒng)鋼絞線預(yù)拉力桁架系統(tǒng)423 高性能預(yù)拉力錨桿支護(hù)技術(shù)體系高性能預(yù)拉力錨桿支護(hù)技術(shù)體系 現(xiàn)行支護(hù)的缺陷頂板受壓區(qū)頂板受壓區(qū)頂板受壓區(qū)頂板受壓區(qū)鋼絞線預(yù)拉力桁架系統(tǒng)鋼絞線預(yù)拉力桁架系統(tǒng)頂板桁架 有效阻止頂板垮冒433 高性能預(yù)拉力錨桿支護(hù)技術(shù)體系高性能預(yù)拉力錨

38、桿支護(hù)技術(shù)體系 桁架系統(tǒng)構(gòu)件安裝示意圖鋼絞線預(yù)拉力桁架系統(tǒng)鋼絞線預(yù)拉力桁架系統(tǒng)443 高性能預(yù)拉力錨桿支護(hù)技術(shù)體系高性能預(yù)拉力錨桿支護(hù)技術(shù)體系 高預(yù)拉力橫架系統(tǒng)實際應(yīng)用效果453 高性能預(yù)拉力錨桿支護(hù)技術(shù)體系高性能預(yù)拉力錨桿支護(hù)技術(shù)體系 組合支護(hù)組合支護(hù)高性能錨桿、鋼帶和金屬網(wǎng)高性能錨桿、鋼帶和預(yù)拉力桁架高性能錨桿、預(yù)拉力錨索和預(yù)拉力桁架錨架組合463 高性能預(yù)拉力錨桿支護(hù)技術(shù)體系高性能預(yù)拉力錨桿支護(hù)技術(shù)體系 組合支護(hù)實際效果錨桿支護(hù)設(shè)計方法錨桿支護(hù)設(shè)計方法三三484 錨桿支護(hù)設(shè)計方法錨桿支護(hù)設(shè)計方法 常規(guī)錨桿支護(hù)設(shè)計方法常規(guī)錨桿支護(hù)設(shè)計方法目前巷道支護(hù)設(shè)計方法基本上可歸納為三大類：目前巷道支

39、護(hù)設(shè)計方法基本上可歸納為三大類： 第一類是理論計算法；第一類是理論計算法； 第二類是工程類比法；第二類是工程類比法； 第三類是以計算機數(shù)值模擬為基礎(chǔ)的設(shè)計方法第三類是以計算機數(shù)值模擬為基礎(chǔ)的設(shè)計方法494 錨桿支護(hù)設(shè)計方法錨桿支護(hù)設(shè)計方法經(jīng)驗公式法巷道錨噴支護(hù)錨桿長度 )10/3 . 1 (WNLW 巷道或硐室跨度，m；L錨桿總長度，mN圍巖影響系數(shù) 圍巖分類 影響系數(shù).錨桿間距 .錨桿直徑 110504 錨桿支護(hù)設(shè)計方法錨桿支護(hù)設(shè)計方法工程類比法工程類比法工程類比法通常有直接類比法和間接類比法兩種方法。工程類比法通常有直接類比法和間接類比法兩種方法。直接類比法：直接類比法：把已開掘巷道（采用

40、錨桿支護(hù)并取得成功）的把已開掘巷道（采用錨桿支護(hù)并取得成功）的地質(zhì)開采條件與待開掘巷道進(jìn)行比較，在條件基本相同的情地質(zhì)開采條件與待開掘巷道進(jìn)行比較，在條件基本相同的情況下，可以參照已開掘巷道，憑借工程師的經(jīng)驗和對工程的況下，可以參照已開掘巷道，憑借工程師的經(jīng)驗和對工程的分析判斷能力選定待開掘工程的錨桿支護(hù)類型和參數(shù)。分析判斷能力選定待開掘工程的錨桿支護(hù)類型和參數(shù)。間接類比法間接類比法：是根據(jù)現(xiàn)行錨噴支護(hù)技術(shù)規(guī)范，按照圍巖分類：是根據(jù)現(xiàn)行錨噴支護(hù)技術(shù)規(guī)范，按照圍巖分類和錨噴支護(hù)設(shè)計參數(shù)表確定待開掘工程的錨噴支護(hù)類型和參和錨噴支護(hù)設(shè)計參數(shù)表確定待開掘工程的錨噴支護(hù)類型和參數(shù)。數(shù)。514 錨桿支護(hù)設(shè)

41、計方法錨桿支護(hù)設(shè)計方法直接類比法圍巖力學(xué)性質(zhì)：圍巖力學(xué)性質(zhì)：頂板以直接頂為主，同時要了解頂板以直接頂為主，同時要了解11.511.5倍倍 巷巷道寬度范圍內(nèi)巷道的巖石條件。道寬度范圍內(nèi)巷道的巖石條件。地質(zhì)構(gòu)造影響程度：地質(zhì)構(gòu)造影響程度：巖體中的構(gòu)造應(yīng)力，大型斷裂構(gòu)造巖體中的構(gòu)造應(yīng)力，大型斷裂構(gòu)造開采深度：開采深度：隨著開采深度的增加，地應(yīng)力在增加，煤系地隨著開采深度的增加，地應(yīng)力在增加，煤系地層中的巖石就變得相對軟弱，巷道維護(hù)難度加大。層中的巖石就變得相對軟弱，巷道維護(hù)難度加大。煤柱尺寸：煤柱尺寸：可直接比較簡單易行?？芍苯颖容^簡單易行。巷道斷面形狀與尺寸巷道斷面形狀與尺寸開采時間，空間影響因素

42、：開采時間，空間影響因素：巷道受采動影響分為三割時段巷道受采動影響分為三割時段。及采動影響前、中、后。及采動影響前、中、后。524 錨桿支護(hù)設(shè)計方法錨桿支護(hù)設(shè)計方法巷道頂板錨桿基本支護(hù)形式與主要參數(shù)間接類比法間接類比法534 錨桿支護(hù)設(shè)計方法錨桿支護(hù)設(shè)計方法v 采用模擬軟件進(jìn)行錨桿參數(shù)設(shè)計：采用模擬軟件進(jìn)行錨桿參數(shù)設(shè)計：v 模型確定巷道的應(yīng)力狀態(tài)主要輸入的參數(shù)：最大水平模型確定巷道的應(yīng)力狀態(tài)主要輸入的參數(shù)：最大水平應(yīng)力、最小水平應(yīng)力、角度、模型的幾何尺寸（工作應(yīng)力、最小水平應(yīng)力、角度、模型的幾何尺寸（工作面、采空區(qū)、煤柱、巷道等）、采深、錨桿預(yù)拉力、面、采空區(qū)、煤柱、巷道等）、采深、錨桿預(yù)拉力

43、、錨桿直徑、錨桿長度、巖石及層理面的力學(xué)性質(zhì)等。錨桿直徑、錨桿長度、巖石及層理面的力學(xué)性質(zhì)等。v 以頂板是否離層為依據(jù)，對間、排距、錨桿（索）長以頂板是否離層為依據(jù)，對間、排距、錨桿（索）長度、預(yù)拉力等可變參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，直到滿意為止。具度、預(yù)拉力等可變參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，直到滿意為止。具體過程略。體過程略。544 錨桿支護(hù)設(shè)計方法錨桿支護(hù)設(shè)計方法 (a) 1205步時 (b) 1210步時 (c)1220步時 (d) 1230步時 (e) 1260 步時 (f) 1280 步時 (g) 1300步時 (h) 1350步時 (i) 1400步時 (j) 1500步時 (k) 1600步時 (l) 17

44、00步時 (m) 1900步時 (n) 2100步時 (o) 3500步時554 錨桿支護(hù)設(shè)計方法錨桿支護(hù)設(shè)計方法開始選擇錨桿長度選擇錨桿預(yù)拉力技術(shù)上可行增加錨桿預(yù)拉力錨桿長度以內(nèi) 是否離層？錨桿長度以外 是否離層？找到所需錨桿長度和預(yù)拉力結(jié)束增加錨桿長度否是否否是是564 錨桿支護(hù)設(shè)計方法錨桿支護(hù)設(shè)計方法在采用工程類比法進(jìn)行錨桿支護(hù)設(shè)計時，對需要增加巷道圍巖承載在采用工程類比法進(jìn)行錨桿支護(hù)設(shè)計時，對需要增加巷道圍巖承載能力的，根據(jù)上述理論分析，可以選擇加大錨桿長度。加也可以通能力的，根據(jù)上述理論分析，可以選擇加大錨桿長度。加也可以通過減小錨桿間排距和增加錨桿本身的強度。在通常條件下過減小錨桿

45、間排距和增加錨桿本身的強度。在通常條件下減小錨桿減小錨桿間排距取得的效果要比增加錨桿長度更好。間排距取得的效果要比增加錨桿長度更好。錨桿支護(hù)不僅可給巷道提供一定的支護(hù)阻力，而且可提高巷道圍巖錨桿支護(hù)不僅可給巷道提供一定的支護(hù)阻力，而且可提高巷道圍巖的額承載能力，的額承載能力， 錨桿長度越長，巷道圍巖承載能力增量越高，大直徑錨桿隨其錨桿長度越長，巷道圍巖承載能力增量越高，大直徑錨桿隨其長度加大，巷道圍巖承載能力增量幅度增大；長度加大，巷道圍巖承載能力增量幅度增大； 錨桿間排距越小，巷道圍巖承載能力增量越大，間排距錨桿間排距越小，巷道圍巖承載能力增量越大，間排距800mm800mm的承載能力增量約

46、為的承載能力增量約為600mm600mm的一半；的一半； 錨桿承載能力越大，巷道圍巖承載能力的增量越大錨桿承載能力越大，巷道圍巖承載能力的增量越大錨桿支護(hù)參數(shù)合理選擇錨桿支護(hù)參數(shù)合理選擇57錨桿支護(hù)監(jiān)測錨桿支護(hù)監(jiān)測四四585 錨桿支護(hù)監(jiān)測錨桿支護(hù)監(jiān)測 掌握巷道圍巖動態(tài)及其規(guī)律性，為巷道支護(hù)進(jìn)行日常動態(tài)化管理提供科學(xué)依據(jù)； 為檢驗支護(hù)結(jié)構(gòu)、設(shè)計參數(shù)及施工工藝的合理性，修改、優(yōu)化支護(hù)參數(shù)和合理確定二次支護(hù)時間提供科學(xué)依據(jù)； 監(jiān)控巷道支護(hù)的施工質(zhì)量，對支護(hù)狀況進(jìn)行跟蹤反饋和預(yù)測，及時發(fā)現(xiàn)工程隱患，以保證施工安全和巷道穩(wěn)定； 為其它類似工程的設(shè)計與施工提供全面的參考依據(jù)； 通過監(jiān)測資料，可作為判斷巷道

47、工程的質(zhì)量檢查和驗收的標(biāo)準(zhǔn).監(jiān)測的目的595 錨桿支護(hù)監(jiān)測錨桿支護(hù)監(jiān)測檢測的內(nèi)容 與巷道圍巖穩(wěn)定有關(guān)的監(jiān)控指標(biāo)主要如下： 巷道表面收斂。反映巷道表面位移的大小及巷道斷面縮小程度，可以判斷圍巖的運動是否超過其安全最大允許值，是否影響巷道的正常使用。頂板下沉量、兩幫移近量 頂板錨固區(qū)內(nèi)、外的離層值。用于判斷頂板錨固區(qū)內(nèi)、外圍巖的穩(wěn)定性以及錨桿支護(hù)參數(shù)的合理性。 圍巖深部位移。反映距巷道表面不同深度的圍巖移近量，可以判定圍巖的塑性區(qū)范圍以及圍巖的穩(wěn)定狀況，分析錨桿和圍巖之間是否發(fā)生錯動，可以判斷錨桿的應(yīng)變是否超過極限應(yīng)變 錨桿的受力。其大小可以判斷幫錨桿的工作狀態(tài)及其參數(shù)是否合理，如錨桿選擇、錨桿布

48、置密度是否合適等。605 錨桿支護(hù)監(jiān)測錨桿支護(hù)監(jiān)測巷道圍巖變形監(jiān)測量測斷面布置圖量測參數(shù)測站組成計算公式ACBDABAD在相同巖性中，由一個相距量測斷面組成ACBDABBCADBxxyyCCBxyxyADDBDADBBAx2222xDBx22xBAyyACy22xABxyACyxDBxCABACACBy2222巷道表面位移的測站布置方式及數(shù)據(jù)記錄615 錨桿支護(hù)監(jiān)測錨桿支護(hù)監(jiān)測測量儀器測桿測桿為巷道表面位移測量中最為常用儀器，它由活柱、套管、標(biāo)尺、卡環(huán)、夾緊螺釘、彈簧和固定螺釘?shù)冉M成，ADL-2.5型測桿為其中的一種。ADL-2.5型測桿結(jié)構(gòu)示意圖625 錨桿支護(hù)監(jiān)測錨桿支護(hù)監(jiān)測BHS-10型

49、測槍測量儀器測槍是測量巷道周邊兩點間距離變化的一種常用儀器，BHS-10型測槍，主要由槍體和接桿兩部分構(gòu)成。BHS-10型測槍結(jié)構(gòu)圖635 錨桿支護(hù)監(jiān)測錨桿支護(hù)監(jiān)測JSS30/10型伸縮式數(shù)顯收斂計當(dāng)巷道斷面高大，圍巖表面位移速度小于0.5mm/d，且測量精度要求較高時，可用收斂計(圖4)進(jìn)行測量，其精確度可達(dá)0.01mm。 收斂計結(jié)構(gòu)圖收斂計使用示意圖測量儀器645 錨桿支護(hù)監(jiān)測錨桿支護(hù)監(jiān)測監(jiān)測數(shù)據(jù)處理及應(yīng)用日期距迎頭距離/mAOABCOCD備注記錄人距離差值距離差值距離差值距離差值工程名稱： 斷面編號： 斷面位置： 單位：mm量測結(jié)果要及時填入記錄表中巷道表面位移觀測原始數(shù)據(jù)記錄表655 錨桿支護(hù)監(jiān)測錨桿支護(hù)監(jiān)測現(xiàn)場量測的數(shù)據(jù)應(yīng)及時整理繪制出位移-時間曲線(U-t曲線)或位移-距離曲線(U-D曲線)。當(dāng)位移(U