支护现状分析

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1、制约我国煤矿锚杆支护发展的问题浅析杨百顺。张农.李桂臣，阚甲广(屮国矿业大学矿业工程学院，江苏徐州221008)摘要：介绍了当前我国锚杆支护的发展状况，指出了影响锚杆支护效果的几个关键性问题，并对其进行了详细阐述。强调了支护附件的粗糙加工以及施工机具的落后是制约锚杆支护技术快速发展的重要原因。进一步提高锚杆检测仪器与技术，为锚杆支护技术的发展提供有力的保障。关键词：锚杆支护；预应力；支护附件；施工机具；检测仪器中图分类号：TD353+.6文献标识码：B文章编号：1003-496X(2008)04—0087—02我国煤矿巷道的锚杆支护

2、技术已经有50多年.的发展历史，由于其具有“快速、主动、有效”的特点，得到广大煤炭企业和工程技术人员的普遍认可。经过多年的研究、改进和工程实践,己成为我国煤矿毒巷道的主要支护形式之一。随着煤炭开采深度的不短断增加，巷道断而不断扩大，巷道压力的不断加大，H冒顶事故时有发牛，凸现了锚杆支护中存在的一些问题。1、锚杆支护中预应力普遍偏低根据大量矿压观测发现，深井软岩巷道(包括煤巷)掘进期间圉岩变形普遍在500-800姗以上…，金属支架与普通的锚杆支护此阶段即遭到破坏。只有通过提高支护的预应力，从而消除或大大减缓弱面离层现象，同时减缓两帮围

3、岩的应力集中程度和岩体破坏现象，初期国岩变形才能得到控制，进而实现快速增阻，达到高工作阻力。在高阻条件下实现让压，才可能将巷道掘进期间的围岩变形量控制在300-400nlm以内，即高预应力才能实现巷道的长期维护。图1为锚杆安装时不同初始预应力条件下的工作载荷与两帮移近量的变化关系。由图1可以看出，在安装锚杆时如果没有预应力或预应力过低，随着巷道两帮移近量的增加，锚杆的工作载荷不会有较大的提高，此时锚杆支护的作用并不明显；而当安装锚杆给予较高的预应力时，那么锚杆的工作载荷随着巷道两帮移近量的增加明显增大，能够有力的抑制巷道I对岩的进一

4、步变形。虽然日前我国锚杆支护得到了相对比较广泛的应用•但在锚杆支护设计和现场施工屮，都忽视了锚杆的高预应力这一关键技术因素。主要表现在以下几个方面：两帮移近量/nun图1不同预应力条件下锚杆工作载荷与两帮移近量的变化关系(1)没有将锚杆的预应力作为锚杆支护设计的参数。增大锚杆预应力能显著减小深部巷道围岩强度弱化，减小围岩塑性区及破碎区范围，提高深部巷道稳定性。最新研究表明，通过调整锚杆预应力的大小是目前改善支护效果、扩大锚杆间排距最经济有效的办法心】。高性能高预应力锚杆支护可以解决大量的技术难题，在很大程度上可以替代目前广为采用的锚

5、杆锚索组合支护，能够及时主动的加固围岩，提高技术含量。(2)现场施工过程中忽视高预应力锚杆支护的重要性。通过多个煤矿井下的现场观察发现，工人在安装锚杆过程中，用锚杆钻机安装上锚杆即可，没有用气扳机对锚杆进行及时加扭的习惯。111于冃前我国的锚杆钻机输出扭矩普遍偏低，不能达到锚杆支护中的高预应力的要求，因此在这种情况下所谓的高预应力锚杆支护很难达到理想的支护效果。(3)忽视高预应力锚杆支护的滞后预紧。经现场监测发现，不论用锚杆钻机和气扳机对锚杆螺母实施的扭矩有多大，经过一段时间后，锚杆的预应力都会有一个急速下降期，快速承载期和缓慢承载

6、期的过程，甚至冇的锚杆扭矩力会下降到零口'。因此，要求在煤巷锚杆支护设计时给出明确的二次紧固时间和指标，以保证高预应力锚杆的支护效果。2、锚杆及其附件加工不规范(I)锚杆杆体和螺纹部分不等强。虽然杆体强度高，但是由于螺纹加工采用先刨平再滚丝的落后加工工艺，造成螺纹部分强度大大降低，降低了锚杆整体的强度，不能产生与杆体强度匹配的高锚固力。在监测锚杆锚固力时就曾出现过锚杆杆体与螺纹结合处的颈缩而最终断裂的现象。'(2)托盘加工粗糙，强度低。虽然现在的托盘较过去有了很大的改进，但是加工仍然不够规范，造成锚杆螺帽和托盘，托盘和钢带Z间不能形

7、成面接触，而只是点接触或线接触，使锚杆的两个减磨垫片不能发挥其应有的作用，既影响锚杆的受力平衡，不能实现锚杆的高预应力，又不能直观的显示锚杆的安装质量。(3)锚杆支护附件的刚度偏小。锚杆支护中，其附件(钢带、托盘、金属网)的作用不容忽视。如果附件刚度过低，则围岩作用在附件上的力不能有效的传递到锚杆上，导致锚杆受力不大甚至很小，而刚带则出现严重的变形甚至廿裂、折断，金属网出现网兜、破网显现。此时往往使人们误认为锚杆支护的强度不够，从而采取缩小锚杆的问排距，增大锚杆直径的方法进行补救，其结果是浪费财力物力而无济于事。(4)改善锚索性能。

8、冃前煤矿锚索使用的钢绞线直径有苗.24mm和17.8mm两种规格，延伸率瓦二3.5%。锚索直径偏小，强度不够，延伸量更小，与锚杆的延伸率不相匹配，不能适应围岩的大变形。经过大量的观测表明，当锚索受力很大时而锚杆受力却很小，因此难以避免