錨桿錨索支護(hù)知識

錨桿支護(hù)技術(shù)

錨桿支護(hù)的原理

錨桿支護(hù)就是以維護(hù)和利用圍巖的自承能力為基點(diǎn)，及時地進(jìn)行支護(hù)，控制圍巖的變形和松弛，使圍巖成為支護(hù)體系的組成部分。通過錨入圍巖內(nèi)部的桿體，改變巷道圍巖的本身的力學(xué)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(dá)到維護(hù)巷道的目的。這一支護(hù)形式與傳統(tǒng)的棚式支護(hù)相比屬于主動積極加固巷道圍巖的支護(hù)形式。

錨桿在支護(hù)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(nèi)的薄層巖石錨成巖石組合梁，從而提高其承載力。

圍巖補(bǔ)強(qiáng)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(qiáng)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(fù)了三軸受力狀態(tài)增大了它本身的強(qiáng)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(bǔ)強(qiáng)作用。

擠壓連接作用

錨桿將巷道錨栓擠緊，對巖石施加預(yù)應(yīng)力，以平衡巖石內(nèi)所產(chǎn)生的張拉力，阻止裂隙的繼續(xù)擴(kuò)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(yù)應(yīng)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(yīng)力區(qū)，在系統(tǒng)排列的錨桿群中，這些擠壓區(qū)或壓縮應(yīng)力區(qū)便組成了一個具有相當(dāng)寬厚的均勻壓縮加固帶，它相當(dāng)于一種承載結(jié)構(gòu)而支承相當(dāng)大的載荷。

錨桿支護(hù)巷道有關(guān)規(guī)定：

1、錨桿支護(hù)優(yōu)先選用樹脂錨桿，錨桿的長度應(yīng)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(biāo)志。

3、開拓大巷、采區(qū)準(zhǔn)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(yīng)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(shè)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(shè)計值的15°

9、必須使用錨桿鉆機(jī)、風(fēng)動扳手、電動扳手等機(jī)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(xì)記錄，錨桿螺母必須使用氣扳機(jī)或力矩扳手?jǐn)Q緊，保證力矩符合有關(guān)規(guī)定。

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

12、在掘進(jìn)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(hù)技術(shù)

錨索支護(hù)的原理

錨索支護(hù)技術(shù)是通過預(yù)應(yīng)力錨索加固巖體，其實質(zhì)就是通過錨索對加固巖體施加預(yù)應(yīng)力，限制巖體有害變形的發(fā)展，可以明顯改善圍巖的應(yīng)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(hù)技術(shù)是對錨桿支護(hù)技術(shù)的發(fā)展。

二、錨索支護(hù)與普通錨桿支護(hù)相比其特點(diǎn)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(yù)應(yīng)力，一般小錨索的預(yù)應(yīng)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(hù)相結(jié)合，不縮小巷道斷面，工期短，安全可靠，節(jié)約資金。

錨索支護(hù)技術(shù)主要用于對常規(guī)支護(hù)的補(bǔ)強(qiáng)和圍巖極為破碎的巷道支護(hù)，是礦壓顯現(xiàn)嚴(yán)重巷道的最有效支護(hù)方式。陽煤集團(tuán)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(tuán)公司15#煤下層支護(hù)的主要技術(shù)手段。

三、錨索支護(hù)結(jié)構(gòu)形式

陽煤集團(tuán)目前應(yīng)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(tuán)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(chǎn)生彈性變形產(chǎn)生預(yù)應(yīng)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(qiáng)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(hù)的有關(guān)規(guī)定：

1、存放運(yùn)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(jī)帶專用夾具攪拌器安裝，張拉錨索應(yīng)在錨固劑攪拌均勻30分鐘后進(jìn)行。

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

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(dāng)穩(wěn)定巖層與巷道頂板距離過大時，錨索長度應(yīng)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(yán)禁隊組私自剪切，錨索切斷器由公司統(tǒng)一管理，嚴(yán)禁隊組配備。

5、對錨索預(yù)緊力進(jìn)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(dá)不到90%時，或有一根預(yù)緊力低于設(shè)計值80%時，全部重新預(yù)緊。

6、錨索預(yù)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(yīng)超過200mm，孔深誤差不應(yīng)大于200mm，鉆孔軸線與設(shè)計軸線的偏差不應(yīng)大于3°。

8、錨索各組件符合設(shè)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(yán)重的巷道應(yīng)采用Φ21.6mm大直徑錨索進(jìn)行加強(qiáng)支護(hù)，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(nèi)錯尾巷取消木支柱，其加強(qiáng)支護(hù)優(yōu)先采用錨索支護(hù)，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(cè)等礦壓大的內(nèi)錯尾巷要使用Φ21.6mm大直徑錨索進(jìn)行加強(qiáng)支護(hù)，排距不大于1.6m，非采空區(qū)側(cè)等礦壓較小的內(nèi)錯尾巷，其加強(qiáng)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(yán)重、兩幫移近量大的巷道，兩幫可采用水平錨索加強(qiáng)支護(hù)，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(hù)必須緊跟煤頭。