如何保证锚杆的支护质量
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:11 煤!岩&的容重"单位*;<2$(
对 于岩巷"锚杆的 参数设 计可按 锚杆的 加固拱理 论或
悬吊理论 (在我局 "由于井下岩层 大部分是在中硬以 上"巷
道开挖后 围岩的松动圈较小(因此可按上述 的悬吊理论来
设 计锚杆参 数(有些中 硬以下 的岩巷"由于 围岩松 动圈较
大"此时的锚杆参数设计应按加固 拱理论来计算"由于在我
是围岩内 受力不均"导致围岩破坏(为了避免或减少上述情 况的发生 "锚杆支护的巷道在掘进 时必须采取光面爆 破"以 保证巷道 的成形及围岩的整体稳定性(在大同矿区"虽然井 下巷道围 岩状况较好"但对于服务 年限较长的巷道"应采用 锚 喷联合支 护"有 些局部的 特殊地 层!软岩’破碎带 等&"需 采 取锚喷 网!钢 带&或 锚网!钢带&棚联合 支护"确保 巷道的 安全(
如何保证锚杆的支护质量
曹海 !大同煤矿集团四台矿"山西 大同 #$%##$&
锚杆 支护 以其 速 度快"机 械 化程 度高"经 济’安 全可 靠"目前已被广泛应用在矿山 及各类地下工程"取得了传统 支护无法比 无 法 解 决 的 支 护 难 题 (尽 管 锚 杆 支 护 有 其 独 特 的 优 点 "但 在 实 际应用中"如果使用不当"也很难取得 理想的支护效果(一 般 情 况 下 "在 选 择 锚 杆 支 护 时 "必 须 注 意 下 列 问 题 (
局应用较 少"故不介绍具体设计方法(
一般 条件下"锚杆的长度为 )456)4=2"间距为 #456
#4%2"可根据围岩的 条件和巷道跨度来选取(
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第 ’卷 第 .期
淮北职业技术学院学报
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! 锚杆形式的选择 目前"锚杆的种类较多"按其受力特点 可分为端头锚固 式和全面接触式的两大类"在 选择锚杆时"不但要注意其经 济性"更重要的是其适用性 #也就是说对不同性 质的围岩" 选择不同类型的锚杆"从而 达到有效支护的目 的#比如"对 于那些 硬度较 低"倾角较 大的 层状围 岩"如图 $"应 选择全 面接触式锚杆较为合理#因为这类围岩 的破坏往往是由某 些岩石受 外力作用 沿着岩石层 面%或弱面 &产 生滑移"打破 了围岩的平衡引起的"而这类 锚杆"杆体%或胶结物 &与孔壁 紧紧的连结 在一起"不但把 锚杆所穿 过的各 层岩层 连成一 体"而 且还能产生 较大的 抗剪力"有效 的阻止 岩层的 移动" 从 而 保 证 了 围 岩 的 稳 定 性 #如 果 采 用 端 头 锚 固 式 锚 杆 "杆 体 较细"杆 体与孔壁 间有一 定间隙"它要 阻止岩 层滑动"必须 通过锚杆给 围岩施加 压力"以在各岩 层层面 间产生 的摩擦 力来实现#由于锚杆 的紧固力有限"施加给各岩层的压力较 小"所产生的摩擦力往往不 能阻止岩层的滑动 破坏#所以" 它不适合 这类围 岩"但 是"这 类锚杆"安 装简单"速度 快"并
第 5卷 第 )期
淮北职业技术学院学报
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$ 合理确定锚杆支护参数 在锚 杆支护中"合理确定支护参数是非常重要的(锚杆 支护参数 的设计方法较多(但对于大 同矿区而言"煤层硬度 较 大 "老 顶 坚 硬 稳 定 "岩 巷 围 岩 整 体 性 好 "水 量 少 (所 以 锚 杆 的参数设 计"主要以悬吊理论和加固拱理论为主(在采区巷 道中"可利用锚杆的悬吊理论来设 计锚杆长度及间距"因为 这 些巷道顶 板是煤或是 厚度不 大的层 状岩层"可以 认为是 锚杆把这 部分容易垮落的煤!或岩 层&悬吊在 较稳定的岩层 上 ( 计 算 方 法 为 *锚 杆 长 度
) 巷道断面形状 锚杆支护的巷道"在确定 巷道断面形状时"除了考虑巷 道的围岩状 况’使 用要求’服务 年限外"还要 考虑锚 杆支护 的作用原理在该巷道支护中所起的作 用(通常锚杆支护的 作用原理有*悬吊作用’组合板梁作用’挤压加固 拱作用’围 岩补强作用(这些作 用原理在不同的断面形状"不同的围岩 条 件 下 所 起 的 作 用 是 不 一 样 的 (对 于 岩 巷 "应 将 巷 道 断 面 形 状确定成拱形的比较合理(这是因为在拱 形巷道围岩中打 入锚杆"由于锚杆的加固挤压 作用"使周围 围岩沿巷道轮廓 形成了 拱形岩 石带"如图 )"在 这个 拱形条 带内"岩 石是属 于受压状态"从而充分利用了岩石抗压而不抗 拉的特点(同 时"拱 形岩 石带 又有 一定 的可 塑性"它 除了 保证 自身 的稳 定"而且对外部还能起到很 好的支护作用(在采 区巷道"往 往是沿煤层 掘进"由于巷 道服务 时间短"跨度 小"可 选择折 线形巷道断面"以尽可能的减 少对顶板的破坏"保证顶板岩 层 !煤 层 &的 稳 定 性 (并 且 利 用 锚 杆 的 悬 吊 作 用 "将 易 垮 落 岩 层!煤层&悬吊 在稳定 的老 顶上"如图 +"并 可以 通过锚 杆" 将容易垮落 的层状岩 层纳在一 起"形成较大 断面的 岩石板 梁"使 梁的抗弯能 力提高 了"不 但这部 分岩石 不垮落"在巷 道 跨 度 不 大 时 "还 能 起 到 承 载 和 支 护 作 用 (尽 管 锚 杆 支 护 是 各支护原理共同作用的结果"但在不同的围岩条 件"不同的 断面形状下"各支护原理所起 的作用是不相同的"从而可以 看出"采用锚杆支护合理的选择断面形状是非 常重要的( + 提倡光面爆破 锚杆支护的巷道"特别是 采用单一的锚杆支 护"它对巷 道围岩的整 体性"稳定性 要求较 高"围 岩表面 要相对 平整( 如果采用普 通爆破"围岩 破坏严 重"裂 隙较多"或形 成巷道 表面超欠挖严重"这些不仅影 响巷道的外观"更重要的是给 锚 杆 支 护 带 来 许 多 不 利 因 素 (首 先 围 岩 松 动 圈 增 大 "容 易 出 现围岩垮落(其次"围岩表面 凹凸不平"易 出现应力集中或
,- ./ 0 ,) 0 ,+ 式中*/11 顶部煤!软岩&厚度"单位*23
.11 煤层或软岩厚度变化系数 "取 +3 ,)11 锚杆锚 入稳定岩 层的深度"一般为 #4+56#4$
23 ,+11 锚杆的外落长度"取 #4)2( 锚杆间距 *
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8 /.:
式中*811 锚杆的锚固力"可查表或实测"单位*;3
