回采巷道顶板锚索预紧力的研究与应用.pdf

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1、第2O卷第6期中国矿业Vo1．20，No．62011年6月CHINAMININGMAGAZINEJun．2011回采巷道顶板锚索预紧力的研究与应用昝东峰，刘展。，谭辅清(1．中国矿业大学矿业工程学院，江苏徐州221008；2．煤炭资源与安全开采国家重点实验室，江苏徐州221008；3．中国矿业大学力学与建筑工程学院，江苏徐州221008)摘要：在阐述回采巷道顶板锚杆(索)与围岩相互作用的基础上，分析了锚杆与锚索在支护体系中各自的作用，指出锚索预紧力是影响支护效果的关键参数。通过分析锚索支护的特点，将回采巷道顶板简化为组合固支梁模型，运

2、用莫尔积分求得了锚索所需要的预紧力。该研究对确定回采巷道顶板锚索预紧力具有一定的参考价值。关键词：回采巷道；锚索预紧力；固支梁中图分类号：TD353．6文献标识码：B文章编号：1004—4051(2O¨)06—0093—03Pretensiondeterminationandapplicationofentry’SroofanchorcableZANDongfeng～，LIUZhan。，TANFu—qing’。(1．SchoolofMines，ChinaUniversityofMiningandTechnology，Xuzhou221

3、116，China；2．StateKeyLaboratoryofCoalResourcesandMineSafety，Xuzhou221008，China；3．Mechanicsofcivilengineering，ChinaUniversityofMiningandTechnology，Xuzhou221116，China)Abstract：bystudyingthemutualactionbetweenroofanchorbolts(cables)andsurroundingrock，itispointedoutthatthean

4、chorcable’SpretensionisthekeytOtheentrysupport．Basedontheprincipleofan—chorcables，theentry’SroofistreatedasandampedbeamtOcalculatethepretensionofananchorcable．Theresearchresultshavereferencevalueforcablepretensiondeterminationinengineeringpractice．Keywords：entry；pretens

5、ionofanchorcable；clampedbeam在回采巷道围岩控制方法中，锚杆(索)支上，确定出了基于组合固支梁下回采巷道顶板锚护以其成本低、操作方便，以及良好的支护效果索支护的预紧力计算公式，以求为现场应用提供受到现场的广泛应用l】]。研究表明，锚杆(索)的参考。支护效果主要取决于3个方面，一是巷道的采矿地1锚杆(索)支护与围岩相互作用原理质条件；二是锚杆(索)支护各组成部分(杆体、1．1锚杆锚索在支护体系中的作用锚固剂、托盘、钢带、网)的材质与尺寸；三是对于回采巷道，其顶板岩层绝大多数属于层锚杆(索)支护的布置参数，主要包

6、括锚杆(索)状分布，在锚杆支护的组合、悬吊、挤压加固3种长度、间距、排距、安装角度以及施工过程中所作用中，锚杆一般主要起组合作用，即是将顶板施加的预紧力。目前，国内对锚杆预紧力的研究锚杆锚固范围内的岩层组合成为一个整体，实现较多，根据国内部分矿区的试验数据，一般可选其整体变形。但是，单凭锚杆支护避免不了在锚择锚杆预紧力为杆体屈服强度的30％～50。_2]杆长度以外的顶板中发生离层，并导致锚固区整而锚索的预紧力目前为止还没有定论，数值体垮冒。模拟仅能得到一些定性的结论，缺乏理论量化的采用锚索与锚杆相结合，可以很好解决这一计算。本文在分析

7、锚杆锚索各自支护作用的基础问题。一般情况下锚索的预紧力要远大于锚杆的预紧力，锚索所起的作用是将锚杆形成的整体组收稿日期：2011—02—24合梁悬吊起来，阻止组合梁与上覆岩层的离层，作者简介：昝东峰(1986一)，男，河南三门峡人，硕士，从事煤从而限制了巷道的变形失稳。矸石固体充填开采及巷道支护方面的研究。94中国矿业第2O卷1．2预紧力在锚杆(索)支护体系中的作用构为对称结构，所以F一F一警，将其代入式预紧力是指锚索安装后张拉千斤顶对其施加(1)，可知右端支座对梁的弯矩为的张拉力，它是区分锚索属于主动支护还是被动支护的关键参数，也是

8、防止顶板岩层之间发生离Mc一一+(2)层的必要条件。只有具有较高预应力的锚索，才2．2．2计算锚索张拉力F属于真正的主动支护，才能及时控制锚固区围岩当右端C点支座反力M。、F’，梁上均布载荷的过度变形与破坏]，相反，没有