锚杆支护理论现状及发展趋势探讨 毕业论文

煤矿巷道锚杆支护技术的发展与现状【摘要】本文着重介绍了锚杆支护成套技术，包括地质力学测试、锚杆支护设计、支护材料、施工机具与工艺、工程质量检测及矿压监测、特殊地质条件支护技术等。

实践表明：锚杆支护已经成为我国煤矿巷道首选的、安全高效的主要支护方式，显著提高了巷道支护效果，保证了采煤工作面的安全、快速推进，促进了煤炭产量的大幅度增长。

【关键词】煤矿；巷道支护；锚杆支护我国煤矿锚杆支护技术经历了从低强度、高强度到高预应力、强力支护的发展过程。

目前，我国很多矿区煤巷锚杆支护率达到60%，有些矿区超过了90%，甚至达到100%。

我国煤矿已经形成了有中国特色的煤巷锚杆支护成套技术体系，锚杆支护已经成为煤矿巷道首选的、安全高效的主要支护方式。

1 锚杆支护理论的发展目前的锚杆支护理论归纳起来有3种模式：被动地悬吊破坏或潜在破坏范围的煤岩体；在锚固区内形成某种结构（梁、层、拱、壳等）；改善锚固区围岩力学性能与应力状态，控制围岩变形与破坏。

通过不断深入的研究发现，锚杆支护的本质作用以第3种模式为主。

同时，借鉴美国煤矿锚杆支护理论与实践经验，发现巷道开挖后立即支护，并施加足够高的安装力，即锚杆预应力，提高锚固体的刚度非常重要。

根据锚杆受力大小来分型，可将锚杆受力模型分成5级，即从锚杆预应力很低，支护不明显到高预应力、强力支护之间划分出五个档次，根据对锚杆受力变化特征的分析，得出锚杆支护围岩响应曲线，如图2所示，曲线1～5分别5级受力模型相对应。

曲线5对应的高预应力、强力锚杆支护能有效控制围岩位移；曲线2锚杆破断之前围岩变形较小，锚杆破断后，围岩位移急剧增大；曲线3围岩发生较大位移后能趋于稳定；曲线4围岩发生较大位移后不能稳定，而且后期由于锚固力明显降低，围岩位移进一步加大，甚至失稳。

图1 锚杆支护围岩响应曲线根据上述分析，提出高预应力、强力支护理论。

（1）锚杆支护主要作用在于控制锚固区围岩的离层、滑动、裂隙张开、新裂纹产生等扩容变形，将这种不连续变形控制到最小，保持煤岩体的完整性、连续性，使围岩处于受压状态，减小煤岩体强度降低。

煤矿预应力锚杆支护技术的发展【摘要】我国的煤炭资源使用较多，而我国的煤矿储量也在不断的减少，在这种情况下为了保障用煤需求就需要更深层次的挖掘煤炭，但是随着挖掘深度的增加其危险性系数也随之增加，为了保障煤矿挖掘的正常进行就需要对巷道加固，其中预应力锚杆支护技术就可以较好的达到要求，保障煤矿开采的安全进行，本文将详述煤矿锚杆支护技术的发展、预应力锚杆支护理论以及预应力锚杆支护技术的应用。

【关键词】煤矿；预应力锚杆；支护技术我国对于煤炭资源的需求较大，所以不少煤矿在进行长时间开采之后需要不断的提高挖掘深度，通过增加挖掘深度来获得相应的煤炭，但是随着挖掘深度的增加施工安全就难以得到保障，煤矿的挖掘主要是通过挖掘巷道并不断延长巷道来实现的，深度越深对巷道的支护挑战越大，传统的支护技术已经无法满足现今煤矿的开采需求，而预应力锚杆支护技术则可以很好的完成保护任务，通过预应力锚杆支护技术的使用，煤矿的开采速度得到了较大的提高，而且降低了巷道的支护成本，因此预应力锚杆支护技术在煤矿开采中得到了较多的运用。

随着煤矿挖掘深度的不断加深其地质环境就变得越来越复杂，开采难度较大，支护难度也显著增加，锚杆支护技术也随着挖掘深度的增加而不断改进升级，并形成了现在支护安全性较大的预应力锚杆支护技术，现今预应力锚杆支护技术在我国的煤矿开采过程中占据着非常重要的地位。

一、煤矿锚杆支护技术的发展在煤矿开采中锚杆支护技术运用的较早，当时的煤矿开采条件也不是非常苛刻，所以简单的锚杆支护技术就可以满足煤矿安全开采的需要。

随之我国煤矿开采又使用了锚喷支护技术，但是由于开采地质较为复杂、锚杆支护强度较低。

所以锚杆支护技术停滞不前[1]。

但是随着煤炭资源的缺乏人们不得不研究出强度更高的锚杆来完成巷道的安全支护工作，于是就相继推出了机械锚固锚杆、快硬水泥锚杆以及高强度树脂锚固锚杆，这些锚杆在我国煤矿的开采过程中都取得了较好的效果，但是随着煤矿挖掘深度的进一步增加，这些锚杆支护技术也逐渐被淘汰。

锚杆支护的现状与发展趋势摘要：本文综述了锚杆支护的现状，指出了锚杆支护技术存在的主要问题,如：对锚杆支护机理的认识亟待提高等，并指出了锚杆支护的发展趋势是其应用范围和地位将会随着其技术水平的提高而不断地扩大和发展。

关键词：锚杆支护；高承载力锚杆；软土锚固abstract: this paper summarized the present situation of the bolt supporting, points out the bolt support the key technical problems of, such as: the understanding of the mechanism of bolt support to improve, and points out the development trend of the bolt supporting the application area and position is with its technology will raise the level of and continually expanding and development.keywords: bolt support; high bearing capacity anchor; soft soil anchorage中图分类号：u455.7+1文献标识码：a 文章编号：锚杆支护是一种安全、经济的支护方式，它是以锚杆为主体的支护结构的总称，包括锚杆、锚喷、锚喷网等支护形式。

其技术就是在土层中斜向成孔，埋入锚杆后灌注水泥（或水泥砂浆），依赖锚固体与土之间的摩擦力，拉杆与锚固体的握裹力以及拉杆强度共同作用来承受作用于支护结构上的荷载。

自1872年英国在北威尔士露天页岩矿中首次使用锚杆支护，到现在为止，锚杆技术的使用已有一百多年的历史。

我国于20世纪50年代开始试用锚杆支护技术，至70年代前期还处于探索阶段，直至1978年才开始重点推广，至80年代向英国学习锚杆支护技术后推广到煤巷支护，90年代又向澳大利亚学习和引进成套先进的锚杆支护技术，目前已得到较广泛的推广和应用。

我国煤矿锚杆支护应用前景及发展技术途径煤矿锚杆支护是地下煤矿开采中重要的支护工艺之一，用于加固煤矿巷道和开采空间，保护矿工安全。

随着煤矿安全和生产效率的要求日益提高，煤矿锚杆支护的应用前景广阔，同时也对其发展技术提出了更高的要求。

本文将就我国煤矿锚杆支护的应用前景和发展技术途径展开讨论，并提出一些建议。

首先，煤矿锚杆支护的应用前景广阔。

随着煤炭资源的逐渐枯竭，煤炭开采逐渐向深部、斜层和复杂地质条件发展。

这些条件给煤矿锚杆支护提出了更高的要求，需要研发和应用更先进的技术。

同时，我国煤矿事故频发，尤其是顶板事故和煤与瓦斯突出事故，煤矿锚杆支护可以提高巷道和开采空间的稳定性，从而减少事故发生的可能性。

另外，随着煤矿开采规模的不断扩大和效益的提高，煤矿锚杆支护的应用也将更加广泛。

其次，煤矿锚杆支护的发展技术途径。

当前，国内外在煤矿锚杆支护方面的研究取得了一些成果，例如高强度锚杆的开发和应用、新型锚杆材料的研究、支护结构的优化设计等。

然而，煤矿锚杆支护仍然存在着一些问题，如锚杆粘结强度低、支护结构不够稳定等。

因此，需要进一步加大煤矿锚杆支护技术的研发力度，提高锚杆的强度和稳定性，同时开发新型的支护结构和材料，提高锚杆的粘结强度。

此外，还可以通过加强煤矿锚杆支护技术的推广应用来促进其发展。

当前，虽然我国的煤矿锚杆支护技术已经取得了一些成果，但在实际应用中，仍然存在着一定的局限性。

一方面，部分煤矿企业在选用锚杆支护技术时存在误区，未能充分考虑矿井特点和工程条件，导致支护效果不佳。

另一方面，一些中小型煤矿由于人力和资金的限制，无法引进先进的锚杆支护设备和技术，直接影响到矿工的安全和生产效率。

因此，需要加强对煤矿锚杆支护技术的推广，提供技术支持和培训，促使矿山企业更好地应用锚杆支护技术。

综上所述，我国煤矿锚杆支护应用前景广阔，但也面临一些技术挑战。

因此，需要加大煤矿锚杆支护技术的研发力度，提高锚杆的强度和稳定性，同时开发新型的支护结构和材料。

我国煤矿锚杆支护应用前景及发展技术途径煤矿是我国能源产业的重要组成部分，也是我国经济发展的关键支撑。

然而，煤矿开采过程中存在一系列的安全隐患，其中地质灾害是最主要的问题之一。

为了保障煤矿工人的生命安全和煤矿生产的持续稳定，煤矿支护技术得到了广泛应用和深入研究。

其中，锚杆支护技术作为一种重要的煤矿支护方式，具有广阔的应用前景和深远的发展意义。

锚杆支护技术是指利用锚杆将岩体固定在岩壁上，以增加岩体的稳定性和承载能力，从而保证矿井巷道的安全运行。

相比传统的支架支护技术，锚杆支护技术具有以下优势：首先，锚杆支护技术可以提高巷道的稳定性和安全性。

在煤矿开采过程中，地质条件复杂多变，巷道往往面临着岩层倾倒、冒顶、冲击地压等地质灾害。

采用锚杆支护技术可以有效地增加岩体的抗拉强度和抗剪强度，提高巷道的整体稳定性，减少地质灾害发生的概率。

其次，锚杆支护技术可以提高巷道的承载能力。

在煤矿开采过程中，巷道往往需要承受来自上方岩层和地压的巨大压力。

传统的支架支护技术在承受高压力时容易发生变形和失稳，而锚杆支护技术可以通过增加锚杆的数量和长度来增加巷道的承载能力，有效地抵抗高压力的作用。

再次，锚杆支护技术可以提高工作效率和降低成本。

传统的支架支护技术需要大量的人力和物力投入，而锚杆支护技术可以通过机械化施工来提高工作效率，减少人力投入。

此外，锚杆支护技术具有施工周期短、成本低的特点，可以降低煤矿开采成本，提高经济效益。

随着我国煤矿开采深度的不断增加和煤层资源的日益紧缺，锚杆支护技术在我国煤矿行业中的应用前景十分广阔。

首先，锚杆支护技术可以有效解决深部巷道冒顶、冲击地压等地质灾害问题，提高煤矿开采的安全性和稳定性。

其次，锚杆支护技术可以提高巷道的承载能力，满足深部巷道开采对承载能力的要求。

再次，锚杆支护技术可以提高工作效率和降低成本，提高煤矿开采的经济效益。

为了进一步推动我国煤矿锚杆支护技术的发展，需要从以下几个方面进行努力：首先，加强科学研究和技术创新。

自锚型锚杆支护技术发展趋势探讨摘要：综述了锚杆支护技术现状，总结了自锚型锚杆工作原理，并指出了自锚型锚杆支护的发展趋势及应用前景。

本文对自锚型锚杆支护加固技术进行探讨，可供类似工程施工参考。

关键词：自锚型锚杆支护技术发展趋势锚杆是一种埋入土层或岩层深处的受拉杆件，用以维护结构的稳定。

锚杆支护在现代建设工程中特别是隧道洞挖工程、地表明挖、基坑支护工程中，已被广泛应用。

是一种安全经济的支护方式，它是以锚杆为主体的支护结构的总称。

它包括锚杆、锚喷、喷锚网等支护形式。

1 自锚型锚杆支护原理锚杆支护是用锚杆钻机形成一定孔径和深度的孔，然后注浆并将锚杆插入孔内，通过外露端锚板与喷射混凝土共同作用，起到支护加强稳定土（岩）体的效果。

由于岩体破碎或软弱土体易塌孔，成孔率低。

插入的锚杆与浆液及孔壁的整体效果较差。

锚杆多为螺纹钢筋加工而成，自进式锚杆末端仅有钻头，锚杆上无任何装置加强其锚固强度及稳定性。

在施工中，一般通过加密锚杆间排距或提高注浆压力的方式提高土（岩）体强度及稳定性。

锚杆末端部位安装有一种自锚装置，在锚杆插入至设计孔深后或自进式锚杆钻进至设计孔深后，采用孔外开启方式启动自锚装置，装置上的自锚片张开作用于孔壁岩（土）面上，在岩（土）体发生变位工况下，通过锚杆外露端锚板与底部自锚装置两端约束岩（土）体受力，以增强锚杆与水泥砂浆以及土（岩）体之间的整体稳定性，大幅提高锚杆的锚固效果。

2 自锚型锚杆设计自锚装置利用一个两边长度固定的三角形，第三边长度变化与其对应内角大小的变化关系构成：连杆机构原理。

把几根杆状的物体用一定的方式连接起来,中间有铰节、滑动连接等，使它们在设定的范围内按设定的动作运动。

自锚片、撑杆及套筒之间的活动支点A、B、C构成△ABC中，AB、BC的长度是固定的，C点可以沿套筒上下滑动，当向上滑动，也就是AC间距离减小时，∠B减小，∠A增加，此时固定于套筒上的自锚片打开；当C点向下滑动时，AC距离增加，∠B增加，∠A减小，带动锚片收拢。

对煤巷锚杆支护的现状和发展前景的探讨摘要：锚杆支护作为一种有效的采准巷道支护方式，由于对围岩强度的强化作用，可显著提高围岩的稳定性，加之成巷速度快、劳动强度低、提高巷道断面利用率、简化回采面的端头维护工艺，明显改善作业环境和安全生产条件，成为矿井巷道的主要支护形式，得到了大力推广应用。

本文笔者经过多年实际工作经验对煤巷锚杆支护的现状和发展前景进行探讨，并从中发现现有存在的问题。

关键词：煤巷锚杆支护现状和问题发展前景1锚杆支护技术锚杆支护技术是一种柔性加固技术，它能充分利用岩土体自身的承载力保持岩体的稳定，使加固体不被破坏，它本质就是通过锚固加强岩土体的整体性，控制开挖后岩土体的变形，避免应力的突然释放，从而保证工程顺利、安全地进行。

由于各种锚杆的构造不同，锚杆作用机理差异甚大，国内外大量工程实践证明，各种不同种类锚杆，在不同的地质条件下，有不同的“支护”效果。

国内外锚杆支护成功的经验表明，合理的锚杆支护设计及详细的监测分析，不仅可保证回采巷道的安全可靠，而且可取得显著的技术经济效益和社会效益。

2我国煤巷锚杆支护技术的现状与存在的问题我国80年代开始向英国学习锚杆支护技术后推广到煤巷支护，90年代又向澳大利亚学习引进成套先进的锚杆支护技术，目前已得到较广泛的推广和应用。

在一些矿区的锚杆支护巷道比例达到90%以上，有些矿井甚至达到了100%，取得了较好的技术与经济效益。

国内现有楔缝、涨壳、倒楔锚杆、钢丝绳或钢筋砂浆锚杆、木锚杆、竹锚杆、内涨锚杆、管缝锚杆、树脂锚杆、水泥锚杆、爆扩锚杆、预应力注浆大锚索等十几个系列品种。

但我国煤巷锚杆支护技术还存在如下问题。

2.1对锚杆支护技术的理论认识有待提高近年来，国内外对锚杆支护技术提出了最大水平应力理论。

这一理论是由澳大利亚学者盖尔提出的。

该理论认为矿井岩层的水平应力通常大于垂直应力，水平应力具有明显的方向性，其最大水平应力一般为最小水平应力的1.5～2.5倍，因此煤巷顶板的稳定性主要受水平应力的影响。

锚杆支护技术的应用现状及发展趋势摘要基于国内外大量而广泛的锚杆支护技术的应用与研究，锚杆支护的优越性越来越得到认可，本文阐述了锚杆支护技术及其分类，总结了锚杆支护技术的作用原理，并对国内外锚杆支护的现状做了初步分析。

运用支护设计中常用理论及方法，对锚杆支护的优缺点进行了分析和评价，高效机械化掘进与支护技术是保证矿井实现高产高效的必要条件，也是巷道掘进技术的发展方向。

同时对实际支护工程中的某些不足进行了具体讨论，并对未来的发展趋势进行了初步分析。

关键词：锚杆支护；支护原理；应用现状；发展趋势摘要 (I)一、概述 (1)二、锚杆支护技术的概念及其分类 (1)（一）锚杆支护技术 (1)（二）锚杆的分类 (2)（三）锚杆支护适用条件及优缺点 (6)（四）锚杆支护的设计与施工 (6)三、锚杆的支护原理 (7)（一）目前，已经被广为接受的锚杆支护理论主要有如下几种： (7)（二）近年来，又提出了新的支护理论，主要有以下几种: (9)四、国内外锚杆支护技术的应用现状 (10)（一）国外锚杆支护技术的现状 (10)（二）国内锚杆支护的现状 (12)（三）国内外锚杆支护技术的对比 (12)五、锚杆支护技术发展趋势 (13)（一）锚杆支护技术的改进 (13)（二）锚杆支护技术的发展趋势 (15)参考文献 (16)一、概述锚杆支护作为岩土工程加固的一种重要形式，由于其具有安全、高效、低成本等优点，在国际岩土工程领域得到了越来越多的应用。

1872年，英国北威尔士的煤矿加固工程中首次采用钢筋加固页岩之后，1905年美国矿山中也出现了类似的加固工程。

到了20世纪40年代，锚杆支护在地下工程中的应用在国外得到了迅猛发展。

目前，在澳大利亚和美国等国的地下工程支护中，锚杆支护已经占到了接近100％。

我国于20世纪50年代开始试用锚杆支护技术，至70年代前期还处于探索阶段，直到1978年才开始重点推广，80年代开始向英国学习锚杆支护技术后推广到煤巷支护，90年代又向澳大利亚学习引进成套先进的锚杆支护技术，目前已得到较广泛的推广和应用。

矿用锚杆市场发展现状引言矿用锚杆是一种广泛应用于矿山和隧道工程中的地下支护设备。

它以其优异的性能在矿山行业中得到广泛应用，为矿井、矿道和隧道提供稳定、安全的支撑。

本文将从市场规模、应用领域、发展趋势等方面，对矿用锚杆市场的现状进行分析。

市场规模矿用锚杆市场在过去几年里呈现出稳步增长的趋势。

据市场研究数据显示，矿用锚杆市场的规模预计在未来几年将继续保持增长，预计到2025年将达到X亿元。

这主要归因于中国矿山行业的不断发展，以及对工作环境安全和生产效率的不断要求提高。

应用领域矿用锚杆的应用领域主要集中在矿井和隧道工程。

随着矿山和隧道工程的不断扩大和深入发展，矿用锚杆在地下支护领域的需求也在不断增加。

这些工程项目中，矿用锚杆主要用于支撑和加固巷道、坑道、煤矿巷道和非煤矿巷道等地下工作面，确保工程施工的稳定性和安全性。

产品特点与技术进展矿用锚杆的产品特点主要体现在以下几个方面：1.强度高：矿用锚杆通常采用高强度材料制成，具有较高的抗压、抗拉能力和耐久性，能够承受较大的荷载和地压力。

2.安装便捷：矿用锚杆的安装过程相对简单、快速。

因此，在矿山和隧道施工中广受欢迎。

3.耐腐蚀：矿用锚杆通常采用耐腐蚀材料制作，能够在恶劣的环境中长时间使用。

4.高效性：矿用锚杆能够提高施工效率，减少施工时间和人力成本。

随着科学技术的不断发展，矿用锚杆的技术也在不断进步。

一些新材料的应用以及先进的锚固技术的使用，提高了矿用锚杆的性能和质量，满足了不同工程项目的需求。

发展趋势未来矿用锚杆市场的发展将呈现以下趋势：1.技术创新：随着矿山工程的不断深入，对矿用锚杆的性能和安全性要求越来越高。

因此，未来矿用锚杆市场将加大对技术创新的投入，提出更高的要求。

2.产品多样化：随着矿井和隧道工程的种类和规模不断增加，对矿用锚杆的需求也将更加多样化。

出现了许多具有不同材料、规格和型号的矿用锚杆产品。

3.市场竞争加剧：随着市场规模的扩大，矿用锚杆市场的竞争也在不断加剧。

锚杆支护及其应用分析（二）锚杆支护的现状锚杆加固技术在工程中的应用十分广泛。

目前，它已经在地下工程、边坡工程、结构抗浮工程、深基坑工程、重力坝加固工程、桥梁工程以及抗倾覆、抗震工程的地层锚固应用中得到了发展。

近年，我国正在进行的高速铁路、跨海大桥、海底隧道、地铁等在内的大规模基础设施建设中所遇到地基处理、边坡加固、地下空间结构加固、水下空间结构坚固等各方面的问题中，将锚杆加固方式得到了很大的扩展。

1锚杆的支护基本理论随着锚杆支护工程实践的不断丰富，锚杆支护的作用机理研究也在不断得到发展和完善。

传统的锚杆支护理论有悬吊作用、组合梁作用、减跨作用、组合拱(压缩拱)理论等。

这几种观点都是以围岩状态和利用锚杆杆体受拉(力)为前提来解释锚杆支护作用机理的，因此，围岩状态及锚杆受拉力这两个前提的客观性是判定上述理论正确性的标准。

同时也涌现出许多新的锚杆支护作用理论，如锚固力中性点理论、最大水平应力理论、松动圈支护理论、锚固体强度强化理论、锚注理论等等。

锚杆的悬吊作用LouisA.Panek于1952一1962年间，经过理论分析及实验室和现场测试提出，在坚硬围岩中，锚杆的作用是将松动围岩直接悬吊到上部坚硬岩层上;在软弱围岩中，锚杆的作用是将破碎岩石悬吊在其上部的自然平衡拱上，平衡拱的高度可采用普氏压力拱理论估算。

锚杆所受的拉力来自被悬吊的岩层重量，据此便可设计锚杆支护参数。

悬吊理论能较好地解释坚硬岩层中锚杆的支护作用。

但对于跨度较大的软岩隧道中，普氏拱高往往超过锚杆长度，悬吊作用难以解释锚杆支护获得成功的原因。

大量的工程实践证明，即使隧道上部没有稳固的岩层，锚杆也能发挥其作用，这从一个侧面说明了悬吊理论在应用中的局限性。

锚杆的组合梁作用为了解决悬吊理论局限性，1952年德国Jacobio等在层状地层中提出了组合梁理论。

该理论认为在没有稳固岩层提供悬吊支点的簿层状岩层中，可利用锚杆的拉力将层状地层组合起来形成组合梁结构进行支护，这就是所谓的锚杆组合梁作用。

我国煤矿巷道锚杆（锚索）支护技术现状及展望我国煤矿巷道支护经历了木支护、砌暄支护、型钢支护到锚杆（锚索）支护的漫长过程，锚杆（锚索）支护技术经历了从低强度、高强度到高预应力、强力支护的发展过程。

20 世纪90年代初期, 我国国有重点煤矿煤巷锚杆支护仅占3% − 5% , 煤巷支护主要以棚式支护为主。

目前, 有些矿区锚杆支护率已超过90%, 甚至达到100%，很多矿区锚杆支护率达到80%。

我国煤矿已经形成了有中国特色的煤巷锚杆支护成套技术体系, 锚杆支护已经成为煤矿巷道首选的、安全高效的主要支护方式。

它是我国继推行综合机械化采煤技术以来, 采掘技术的又一次革命。

它深刻地改变了矿井的开拓部署与巷道布置方式, 对我国高产高效矿井建设、煤炭产量与效益的大幅度提高及安全状况的改善起到不可替代的重要作用。

目前, 锚杆（锚索）支护技术已在国内外得到普遍应用, 是煤矿实现高产高效生产必不可少的关键技术之一。

多年来国内外的实践经验表明, 锚杆（锚索）支护是煤巷经济、有效的支护技术。

与棚式支架支护相比, 锚杆（锚索）支护显著提高了巷道支护效果, 降低了巷道支护成本, 减轻了工人劳动强度，改善了作业环境, 保证了安全生产, 为巷道快速掘进、采煤工作面的快速推进创造了良好条件。

进入21 世纪以来, 随着综采放顶煤、厚煤层一次采全高开采技术的快速发展和大面积应用, 对煤巷锚杆支护技术提出更高的要求。

综采放顶煤和一次采全高工作面一般要求回采巷道沿煤层底板布置, 巷道顶板为比较破碎的煤层, 有时甚至是全煤巷道。

此外, 随着煤矿开采强度与产量的大幅度提高, 要求的巷道断面越来越大。

为了减少煤炭损失, 沿空掘巷应用得越来越广。

所有这些都使巷道支护难度支护的费用显著增加。

近年来, 为了解决深部高地应力巷道、特大断面巷道、受强烈采动影响巷道、沿空留巷等复杂困难条件支护难题, 我国又开发出高预应力、强力锚杆与锚索支护技术, 真正实现了锚杆的主动、及时支护, 充分发挥了锚杆的支护作用。

锚杆支护技术的应用现状与发展前景锚杆支护技术的应用现状与发展前景于富才1）杨宏2）冉启发3）摘要：针对我国锚杆支护的现状做了初步分析。

运用支护设计中常用理论及方法，（对其中的优缺点进行了分析和评价，同时对实际支护工程中的某些不足进行了具体讨论，并对未来的发展趋势进行了初步分析。

关键词锚杆支护；应用现状；发展趋势锚杆支护作为岩土工程加固的一种重要形式，由于其具有安全、高效、低成本等优点，在国际岩土工程领域得到了越来越多的应用．1872年，英国北威尔士的煤矿加固工程中首次采用钢筋加固页岩之后，1905年美国矿山中也出现了类似的加固工程．到了20世纪40年代，锚杆支护在地下工程中的应用在国外得到了迅猛发展．目前，在澳大利亚和美国的地下工程支护中，锚杆支护已经占到了将近100％．我国的锚杆加固技术于20世纪50年代开始起步，在最近20年得到了快速发展，目前已经得到了广泛的应用．据估计，在1993年至1999年间，我国仅在边坡工程和深基坑工程中的锚杆年用量就达到了3000-3500KM．目前，我国正在进行大规模的基础设施与各类矿山及隧道工程建设，锚杆支护得到了普遍应用［１－１１］．1.锚杆支护的现状锚杆加固技术在工程中的应用十分广泛．目前，它已经在地下工程、边坡工程、结构抗浮工程、深基坑工程、重力坝加固工程、桥梁工程以及抗倾覆、抗震工程的地层锚固应用中得到了发展．近年，我国正在进行的高速铁路、跨海大桥、海底隧道、地铁等在内的大规模基础设施建设中所遇到地基处理、边坡加固、地下空间结构加固、水下空间结构坚固等各方面的问题中，将锚杆加固方式得到了很大的扩展．1.1 锚杆支护理论岩土体在工程开挖之后，其初始的应力平衡状态会遭到破坏，为了达到新的平衡状态，应力场将重新分布，从而导致岩土体在一定范围内出现弹塑性变形、地层膨胀变形，使岩土体出现碎裂带；若地层开始处于高应力状态，还可能发生岩爆，严重的影响工程质量，威胁施工人员的安全．锚杆加固技术是一种柔性加固技术，它能充分利用岩土体自身的承载力保持岩体的稳定，使加固体不被破坏．它本质就是通过锚固加强岩土体的整体性，控制开挖后岩土体的变形，避免应力的突然释放，从而保证工程顺利、安全地进行．1）目前，已经广为接受的锚杆支护理论主要有悬吊理论、组合梁理论和组合拱（压缩拱）理论．①悬吊理论认为锚杆的作用是将松散、软弱的岩土体悬吊在坚硬、稳定的岩土体上，从而起到加固作用．②组合梁理论将锚杆看做螺栓，将各薄层岩土体看作是叠合在一起的梁结构，通过锚杆的锚固将其紧固成一个组合梁，且锚固力越大，梁之间的摩擦力越大，岩土体也就越稳定．③组合拱理论是在光弹试验的基础上提出的，试验证实了锚杆对地层的挤压加固作用．锚杆进入岩土体后，会使岩土体出现以锚杆两头为顶点的塑性压缩区，若有一排锚杆适当排列，则会形成一定厚度的连续压缩带，从而起到加固岩土体的作用．1.2 锚杆类型、选择及作用机理从锚杆的初次使用到现在，锚杆作为一种支护方式已经发展出了多种型．按锚杆与被支护岩土体的锚固方式可将其分为机械式、粘结式和摩擦式3类．另外锚杆也可按照锚固段位置与长度、锚杆作用特点、锚杆工作特点及锚杆材料划分为各种不同类型．各种新型的锚杆如：树脂锚杆、缝管锚杆、可伸缩式锚杆、可抽芯式锚杆、预应力锚杆等已经在工程中得到了广泛的应用，并取得了良好的效果．由于施工条件越来越复杂，工程标准越来越苛刻，锚杆逐渐向高强度、超高强度的方向发展．例如，澳大利亚于1989年在Warragamba重力坝加固工程中所采用的由65根直径15.2mm的钢绞线组成的锚杆［２］，最大承载力均达16500KN，很好地满足了工程要求．锚杆强度的提高，主要应从创新锚杆材料及锚杆布置方式等方面入手．工程应用中应综合考虑不同类型锚杆的工作特征、传力机制、材料性质和地层的状态、锚杆工作条件及年限等因素，合理、经济的选用不同类型的锚杆．已有的锚杆作用机理研究［１］表明：锚杆加固改变了围岩的受力状况，增大了围压，使锚固体更加紧固地结合在一起，从而改善了它的力学性能．同时，在破坏过程中，锚杆的约束作用和抗剪作用能控制围岩破碎区、塑性区的发展，增强锚固体的稳定性．锚杆加固的作用主要是提高围岩产生塑性破坏后的残余强度及承载力．不同类型的锚杆的基本的作用机理是一致的，但也有一些不同之处．非预应力锚杆在岩土体产生变形之后开始起作用，而预应力锚杆则在岩土体变形前就预先施加了一个力；单孔复合锚固能克服单孔单一锚固严重的应力集中问题，能将集中应力分散为较小而均匀的力；摩擦型锚杆对围岩施加的预应力是三向预应力，使围岩处于三维压缩状态．最终，各种类型的锚杆最终都是依靠围压及自身的约束作用去加固岩土体以达到工程目的．1.3 锚杆支护的防腐传统上，锚杆杆体主要由钢、铸铁、竹、木等材料制成，现今应用最多的是杆体由钢筋、钢管或钢绞线制成的锚杆．由于钢制锚杆在地层中极易受到腐蚀，且试验研究结果显示［１５］，锚杆在受腐蚀以后，其延伸率的损失要远大于极限承载力的损失，这就使得锚杆在发生破坏之前难以测得明显的变形，极易发生突发性的事故，因此，对锚杆防腐研究是极为重要的．为了取得良好的防腐效果，应确保锚杆的防腐期不小于锚杆的设计使用年限，确保锚杆施工的标准化和高质量并防止锚杆本身制作及运输过程中的损坏．目前，锚杆的防腐主要采用外套注满填充料的护管或护套的方法．例如，根据锚杆防护等级的要求，暴露在空气中的锚头部分可外套过度管或锚具罩进行保护；对于存在高应力区的自由张拉段，应采用注入水泥浆的光滑塑料管或注入油脂的护套进行保护；而锚固段则应外套注入水泥浆的波形管或采用注浆措施进行处理［１，１６］．1.4 锚杆支护的施工机具完善的锚杆施工配套机具是锚杆施工的高效性的前提条件，也是锚杆支护技术得到快速发展的重要原因．工程中应用较多的是奥钢联合乔伊公司生产的掘锚联合机组，另外，我国的施工机具的设计、研发与生产也已取得了可喜的成果［１８］．目前，由无锡探矿机械厂、宣化英格索兰工程机械有限公司和东北岩土工程公司等单位生产的钻孔直径从65-165mm 的岩锚钻机［２］，以及冶金部建筑研究总院研制的YM160步履式土锚钻机［２］均具有良好的工作性能．1.5 锚固参数的研究岩体的锚固参数一般包括锚固类型、锚杆结构、锚杆材料及形式、锚杆长度及直径、锚杆群间距、粘结类型及相关参数、托盘与螺母等许多内容．但至今锚杆的选取还主要是停留在经验阶段，不能合理地确定锚固参数．目前，针对锚杆的长度与直径的研究已经表明［１］，它们都存在着极限值，并不是越长越好，越粗越好．在这方面，比较有代表性的研究成果主要有：东北大学王明恕等人提出的“中性点”理论［５］，中国矿业大学（北京校区）袁文伯等人［５］的基于弹塑性理论的研究，空军工程学院郑颖人等人［５］的利用计算机对近万个数据进行的研究及中国矿业大学（北京校区）马念杰等人［５］对锚杆直径、钻孔直径与锚固药卷直径的参数匹配对支护效果、成本和效率等因素之间关系的研究等．近来，许多工程研究人员［１９－２０］开始利用正交设计的方法对各锚固参数敏感性进行分析．敏感性分析是指通过测定一个或多个不确定性因素的变化所导致的研究指标的变化程度，从而了解各参数对研究指标的影响程度．正交分析时利用现成表格对试验结果进行统计分析，从而找出最优方案的一种科学方法．在对预应力大小、锚杆长度及锚杆间距3个参数的研究中发现，预应力大小影响最大，锚杆间距次之，锚杆长度影响最小，这就为锚杆参数的最优设计提供了很好的参考．2.锚杆支护存在的问题尽管锚杆支护已经成功的应用于许多工程实践之中，但是岩土工程的复杂性使得锚杆支护仍存在着许多不能忽视的重大问题．主要表现在如下几个方面：1）如上所述，各种锚杆支护理论都是在半经验、半理论的基础上发展起来的，难以完全消除主观因素的影响，这也就决定了各种理论天然就存在着诸多缺陷．2）锚杆支护是以工程地质条件、支护类型及锚固参数等资料为基础设计资料进行设计的；但是，岩土体稳定性实际上与施工顺序、爆破方法和施工时间等因素也是密切相关的．因此，在以后锚固设计中应综合考虑这些因素，研发出更合理的设计方法，并最终将其规范化．3）锚杆支护中常用的锚杆杆体材料是钢材，它的强度及韧性有限，抗腐蚀性能极差．这些特性都限制了更高强度锚杆的发展，增加了工程应用成本．在以后的研究中应时刻关注新材料方面的发展，将更多的性能更好、成本更低的材料引入锚杆支护系统中．4）质量控制与施工管理环节十分薄弱．目前，我国经济、社会正处于转折期，法制不健全及有法不依的现象十分普遍，这也直接导致了一起起悲剧的发生．所以，在工程实践中，相关部门应努力提高劳动者素质，加强监督．3.锚杆支护的发展趋势1）由于岩土体本身所具有的复杂性及不确定性，传统的理论在研究上经常会出现计算繁杂、定量描述不够准确等问题．因此，在锚杆支护的研究中，将各种数值分析软件（如FLAC2D/3D、MIDAS/GTS、ANSYS、ADINA、ABAQUS、GEO－SLOPE、MATLAB等），各种不确定性理论（如概率论、模糊数学、灰色理论、神经网络理论、遗传算法、突变理论、混沌理论、粗糙集等）及各种力学理论（如塑性力学、断裂力学等）引入其中，以使计算更加精确，评价更加合理，理论假设更符合实际．2）随着地理信息系统及全球定位系统在锚杆监测中的广泛应用，锚杆监测正在朝着自动化、全天候、实时动态的方向发展．这不仅大大地促进了预测技术的发展，也使锚杆支护设计过程更加合理．3）工程经验是工程人员最宝贵的设计“资料”，但其主观性太强，很难保证精确度；现场监测能获得最准确的数据，但其具有滞后性；理论计算由于具有天然的半经验性及理论假设的不合理性等缺陷而受到了极大地应用限制．所以，将工程经验、现场监测和理论计算相结合的综合研究方法，已经成为发展趋势．4）目前，对岩土体在动荷载（主要包括地震荷载、冲击荷载和变异荷载）作用下的稳定问题的研究还处于初级阶段．但是，汶川地震之后频繁发生的重大地质灾害及今年以来发生的滑坡、泥石流灾害已经为我们敲响了警钟．未来，对动荷载作用下锚杆支护系统的理论研究是一大趋势．参考文献[1]程良奎，范景伦，韩军，许建平．岩土锚固［Ｍ］．北京：中国建筑工业出版社，2002，1-47，75-91[2] 程良奎．岩土锚固的现状与发展［Ｊ］．土木工程学报，2001，34（3）：7-12，34[3] 程良奎．岩土锚固研究与新进展［Ｊ］．岩石力学与工程学报，2005，24（21）：3803-3811[4] 程良奎，胡建林，张培文．岩土锚固技术新进展［Ｊ］．工业建筑，2010，40（1）：98-101[5] 姚爱敏，孙世国，刘玉福．锚杆支护现状及其发展趋势［Ｊ］．北方工业大学学报，2007，19（3）:90-94[6] 徐祯祥．岩土锚固工程技术发展之回顾与展望［Ｊ］．市政技术，2009，27（2）：1136-1140,185[7］孔恒，马念杰，王梦恕，张成平．锚固技术及其理论研究[8］李英杰，兰永伟．锚杆支护技术的发展与应用［Ｊ］．煤炭技术，2007，26（8）:66-67。

锚杆支护的现状与发展趋势锚杆支护的现状与发展趋势摘要：本文综述了锚杆支护的现状，指出了锚杆支护技术存在的主要问题,如：对锚杆支护机理的认识亟待提高等，并指出了锚杆支护的发展趋势是其应用范围和地位将会随着其技术水平的提高而不断地扩大和发展。

关键词：锚杆支护；高承载力锚杆；软土锚固abstract: this paper summarized the present situation of the bolt supporting, points out the bolt support the key technical problems of, such as: the understanding of the mechanism of bolt support to improve, and points out the development trend of the bolt supporting the application area and position is with its technology will raise the level of and continually expanding and development.keywords: bolt support; high bearing capacity anchor; soft soil anchorage中图分类号：u455.7+1文献标识码：a 文章编号：锚杆支护是一种安全、经济的支护方式，它是以锚杆为主体的支护结构的总称，包括锚杆、锚喷、锚喷网等支护形式。

其技术就是在土层中斜向成孔，埋入锚杆后灌注水泥（或水泥砂浆），依赖锚固体与土之间的摩擦力，拉杆与锚固体的握裹力以及拉杆强度共同作用来承受作用于支护结构上的荷载。

自1872年英国在北威尔。

煤矿锚杆支护技术现状与展望摘要本文通过介绍国内外煤矿锚杆支护技术现状，分析了我国锚杆支护技术发展过程中出现的问题，并对我国煤矿锚杆支护技术进行展望。

关键词煤矿；锚杆支护；现状；展望1 国内外锚杆支护技术的现状1.1 美国煤矿的锚杆支护技术现状除中国以外，美国是世界上第二大产煤大国，也是较早把锚杆作为煤矿顶板主要支护方式的国家之一。

目前，美国是世界上锚杆使用数量最多，锚杆支护技术最成熟、最先进的国家。

锚杆的作用是可以有效地控制围岩，加强围岩的稳定性，美国几乎在煤层中布置了其所有井下巷道，锚杆支护每年被应用在约26 000km的煤巷中。

美国利用先进的技术手段，使锚杆的生产效率居于世界首位。

据统计，美国每年只有不到10人死于顶板冒落，可见其锚杆支护技术应用非常成熟，可靠性很强。

1.2 澳大利亚煤矿的锚杆支护技术现状澳大利亚拥有居于世界领先水平的锚杆机具装置研制水平，现在主要集中精力发展特种锚杆：如注入式锚杆、采区高预应力锚杆和纤维增强塑料锚杆（其重量仅为钢材的1/4，刚度却比钢材还要高）等。

关于安装锚杆机具，如新型锚杆安装机ABM20，一次可同时安装六根顶板锚杆；旋扭预紧装置，通过在螺母和托板加承压滚珠，承载达到90kN左右。

1.3 德国煤矿的锚杆支护技术现状德国普通锚杆支护达到8%~20%的移近量，可拉伸锚杆和滑动锚杆的极限移近量可达到30%~35%。

现在影响德国煤炭工业发展的一个主要因素是长壁工作面采区煤巷掘进速度滞后，煤巷每掘进一米，需要安装两根煤壁锚杆和六根顶板锚杆，每班安装锚杆的根数也会变化。

由于连续采矿机在煤矿中被广泛应用，导致锚杆安装速度跟不上工作面回采速度，某些煤矿逐渐采用了位置变换开采法。

1.4 南非煤矿的锚杆支护技术现状由于南非大多数矿井煤层顶板是硬砂岩顶板，顶板条件好，比较容易支护，锚杆安装速度很快，不影响采煤作业。

南美一些煤矿安装了顶板岩层监控系统以防煤层顶板出现局部冒落，这样有效维护了矿井安全生产。

锚杆支护论文摘要：由于锚杆支护设计是一个动态的过程，所以，不同阶段的监测侧重点也是不同的。

锚杆支护监测分为综合监测和日常监测。

综合监测是初始设计用于井下施工后，对支护巷道井下进行的系统性观测，并为其进行修改提供依据。

日常监测是经过综合监测证实初始设计可行，或根据综合监测结果进行修改后的正式设计应用之后，为了保证巷道的安全而采用的一种简便、易行、实用的监测方法。

1 锚杆支护形式目前，有多种锚杆支护形式，按锚杆有元组合构件可分为单体锚杆和组合锚杆两大类。

单体锚杆无任何组合构件，彼此之间无任何力学联系。

如果某一根单体锚杆承受的力较大且遭到破坏后，顶板载荷就会转移到其他锚杆上，造成各个被击破的局面。

组合锚杆是通过组合构件把很多根锚杆有机联系在一起，形成一个载荷整体。

组合构件能够协调锚杆受力，受力大的锚杆可以通过构件把力传递到其他锚杆上。

2 锚杆施工工艺多数矿区巷道施工采用的都是连续采煤机掘进的方式，全断面一次成巷，顶锚杆钻眼和安装使用的是双臂锚杆钻机。

连续采煤机和锚杆钻机作业是按交替换位的方式进行。

在连续采煤机完成掘进后，将采煤机退后到一定位置，锚杆机立即进入工作面钻锚杆眼和安装锚杆，对暴露的顶板及时支护，保证施工的安全。

锚杆钻机作业的顺序是定位、钻眼、推入树脂药卷和杆体、搅动、拧紧螺母，待全部锚杆安装完毕后，采煤机继续下一个循环作业。

2.1 施工工艺过程锚杆的施工过程是：①打眼前，利用激光指向线将锚杆钻机调整到巷道的中间位置，根据设计锚杆的间、排距，预先标出锚杆的位置，并在钻杆上标出钻进深度，然后开动锚杆钻机，用其临时支护支撑住顶板。

②在钻箱上安装好钻杆操作钻具装置，使钻头顶到预先标出的位置，并在顶板上顶出小窝，接着操作快带进给装置进行钻眼。

当钻眼达到规定深度后，边旋转边退出钻杆。

③安装锚杆时，用锚杆体顶住药卷送至孔底，开始边搅拌边匀速推进到孔底，搅拌时间为（20±5）s。

同时，要求药卷的搅拌过程要一气呵成，中途不得间断，严禁利用锚杆钻机将锚杆插入眼底后再对药卷进行搅拌。

巷道锚杆支护关键技术及发展趋势摘要：锚杆支护是一项比较成熟的技术，文章针对我国锚杆支护技术发展历史进行了简要回顾，并对支护关键技术进行了分析，对未来的发展趋势进行了初步分析。

关键词：锚杆；关键技术；发展趋势前言锚杆支护是一种安全、经济的支护方式，它是以锚杆为主体的支护结构的总称，包括锚杆、锚喷、锚喷网等支护形式。

我国于 20 世纪 50 年代开始试用锚杆支护技术，至 70 年代前期还处于探索阶段，直至 1978 年才开始重点推广，目前已得到较广泛的推广和应用。

在一些矿区的锚杆支护巷道比例达到 90% 以上，有些矿井甚至达到了 100% ，取得了较好的技术与经济效益。

锚杆支护以其结构简单，施工方便、成本低和对工程适应性强等特点，在采矿工程中得到了广泛应用。

1我国煤矿锚杆支护技术发展历史我国在煤矿岩巷中使用锚杆支护也已有近60余年的历史。

从1956年起在煤矿岩巷中使用锚杆支护，20世纪60年代锚杆支护开始进入采区，但由于煤层巷道围岩松软，受采动影响后围岩变形量很大，对支护技术要求很高，加之锚杆支护理论、设计方法，锚杆材料、施工机具、检测手段等还不够完善，因而发展缓慢。

“八五”期间，原煤炭工业部把煤巷锚杆支护技术作为重点项目进行攻关，在“九五”期间，原煤炭工业部将“锚杆支护”列为煤炭工业科技发展的五个项目之一，对锚杆支护的可行性和适用性进行了深入细致的研究，取得了一大批水平较高的科研成果。

特别是1996~1997 年我国引进了澳大利亚锚杆支护技术，在原邢台矿务局进行了现场演示，并完成了与锚杆支护技术有关的15个项目，使我国的煤巷锚杆支护技术有较大提高。

同时，困难条件下锚杆——锚索支护技术得到了应用，并取得令人满意的支护效果和经济效益。

2005年，我国国有重点煤矿的锚杆支护所占比重为60%，有些矿区超过了90% ，甚至到达100% 。

2锚杆支护关键技术2.1注重顶板斜锚杆的作用物理模拟及数值模拟研究结果均显示在巷道肩窝处布置倾斜锚杆对顶板在肩窝附近的切落具有明显的控制作用。