【正文】 到圍巖的穩(wěn)定平衡。巷道錨桿（索）支護是按一定設計的間排距由數(shù)根錨桿（索）組成。為了保證圍巖穩(wěn)定性和防止錨桿（索）破斷，錨桿（索）支護設計必須滿足下列條件：（1）足夠的安裝載荷以保證及時主動支護。（7）礦壓觀測及評價。（3）表面支護問題。因此16404工作面回風順槽錨網(wǎng)支護需要改進的主要參數(shù)有以下幾個方面：（1）安裝時初期支護參數(shù)的設計：必須解決初次支護系統(tǒng)失效問題。支護設計：針對巷道的地質(zhì)條件和采礦特點進行分析，有針對性的提出支護的重點；對安裝應力進行支護設計，以保證錨桿的主動支護效果，充分調(diào)動圍巖的承載能力；對錨桿錨索進行耦合支護設計，使錨桿錨索和圍巖從應力和變形兩個方面達到耦合狀態(tài)；對支護系統(tǒng)進行整體設計，盡量使圍巖保持整體狀態(tài)。根據(jù)目前錨網(wǎng)支護技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)有的支護技術(shù)完全能夠保證矩形巷道條件下圍巖的穩(wěn)定。根據(jù)上面的分析，U型鋼既沒起到支護的作用，也沒起到超前支護的作用，而且回撤存在很多問題，因此取消U型鋼支架不可避免；拱形斷面對回采工作面端頭支護及超前支護影響較大。這一方面是錨桿支護系統(tǒng)存在問題，另一方面替棚換梁造成U型棚在超前支撐壓力去完全失去作用。l U型鋼本應在超前支撐壓力范圍內(nèi)支護巷道，但由于替腿和換梁，U型鋼完全失去支護作用，而且需要花費大量人工回收。（3）護表效果表面支護主要是由托盤、金屬網(wǎng)背板木材組成。（1）錨桿工作狀態(tài)初期支護：安裝應力沒有明確要求，安裝扭矩與安裝應力的關(guān)系不明確，雖然對安裝扭矩有要求，但從現(xiàn)場情況看，很多錨桿托盤沒有緊貼巖面，安裝應力很小甚至為0，錨桿無法真正起到主動支護的作用。（2）圍巖節(jié)理層理發(fā)育。煤層硬度系數(shù)f=，煤層層理及節(jié)理發(fā)育。本報告包括以下內(nèi)容：（1）地質(zhì)及采礦條件概況（2）原有支護方式及存在的問題分析（3）16404工作面回風順槽錨網(wǎng)支護思路及改進的主要參數(shù)（4）整體耦合讓均壓支護理念（5）支護方案及支護參數(shù)的確定（6）試驗前的準備工作（7）現(xiàn)場支護觀測及評價1 地質(zhì)及采礦條件概況北三16404工作面位于北三采區(qū)，井下位置在北一采煤柱與北三煤柱之間，距16402工作面運輸順槽80米。煤礦北三16404工作面回風順槽支護方案設計 2某煤礦16401工作面順槽采用錨桿和金屬網(wǎng)進行一次支護，采用U型鋼棚進行二次支護，但在回采過程中U型棚回撤困難，同時巷道維護效果不好，需要補打錨索進行補強。16402工作面現(xiàn)正在回采中。煤層頂?shù)装迩闆r如下表所示。（3）巷道主要受工作面超前支撐壓力的影響。后期受力：錨桿受力不明顯，很多錨桿隨著圍巖的變形一起變形，造成圍巖表面破碎。托盤的強度及大小必須與錨桿桿體的強度相匹配，充分發(fā)揮錨桿的作用；金屬網(wǎng)必須保證能夠適應圍巖的變形需要；（4）U型鋼棚子支架16401工作面順槽二次支護方式為U型鋼棚子支護，很明顯，U型鋼棚子支護效果不盡人意，存在的問題比較多：l 架設時很難接頂，受力不均，在巷道圍巖產(chǎn)生大量破壞變形之前，基本上載荷很小，起不到支護作用。l 端頭支架和順槽U型棚無法配合，造成端頭支護非常困難，已經(jīng)成為制約工作面推進的主要因素。當然目前的端頭支架不配套也是主要問題之一。因此，16404工作面回風順槽支護思路如下：（1）根據(jù)目前的條件，能否取消U型鋼支架。針對某煤礦存在的問題，為了實現(xiàn)錨網(wǎng)支護一次成功的目標，必須對目前支護系統(tǒng)進行改進。支護產(chǎn)品：所選用的產(chǎn)品從產(chǎn)品性能來講必須滿足設計要求；支護產(chǎn)品的配件（托盤、螺母、墊圈、索具、讓均壓裝置）等必須滿足錨桿桿體或者鋼絞線的強度及變形要求。初次支護系統(tǒng)的錨桿，錨索的長度和布置需要調(diào)整。（4）錨桿、錨索與圍巖之間變形耦合問題。4 整體耦合讓均壓支護理念在巷道穩(wěn)定控制中，錨桿支護的最基本點是通過錨桿支護系統(tǒng)對圍巖施加主動力實現(xiàn)早期主動支護以增加圍巖的強度和承載能力。（2）適宜的支護強度以保證錨桿（索）和圍巖間的應力載荷平衡（應力載荷耦合）。由于沿巷道周邊變形大小不一，錨桿和錨索物理力學性質(zhì)和幾何尺寸不同，導致不同位置的錨桿（索）變形和載荷不同。（2）錨索系統(tǒng)和圍巖耦合：同樣，錨索系統(tǒng)作為支護的一部分，其變形性能必須與圍巖耦合，以達到圍巖的穩(wěn)定平衡。一般而言，錨桿與錨索在延伸率、承載能力和支護范圍上存在較大的差別。包括：錨桿（索）的安裝載荷、圍巖應力－錨桿（索）載荷平衡（最小支護強度）、圍巖變形－錨桿（索）延伸長度耦合（支護體最小延伸長度）、錨桿－錨索間的耦合。同時安裝應力能保證錨桿支護系統(tǒng)按照設計的支護工況點工作。(b)在安裝載荷為5t條件下，托盤和頂板間的浮煤、浮矸、金屬網(wǎng)和鋼帶在安裝應力的作用下已經(jīng)壓實，圍巖受到5t的主動支護力。頂板的離層和拉應力區(qū)與安裝應力的大小有直接關(guān)系。捷馬公司經(jīng)過長期的深井高應力支護實踐（新汶、潞安、兗礦、華亭、肥城、寧煤、平煤、邯鄲、焦作等）和大量數(shù)值分析取得了一些成果，在間排距不大于1000mm，采深在800～1000m的條件下，巖石巷道的安裝應力不小于4t，全煤巷道在4～8t之間。隨著開采深度的不斷增加，巷道圍巖變形與應力的關(guān)系變得越來越復雜。所以，合理的支護設計必須具有一定的變形讓壓性能，以達到支護體的特性曲線和圍巖特性曲線耦合，保證在由于變形壓力引起超負荷時起到變形耦合和讓均壓作用。B區(qū)（圍巖彈塑性區(qū)）: 在此區(qū)域內(nèi)，圍巖基本處于彈塑性變形階段，圍巖基本保持穩(wěn)定，彈塑性變形區(qū)沒有超過錨桿的支護范圍，錨桿系統(tǒng)仍然起到支護作用。對于錨桿支護，如果錨桿系統(tǒng)的支護范圍小于破壞范圍，則錨桿系統(tǒng)受力將變?yōu)?，徹底失去其支護作用，錨桿支護系統(tǒng)與圍巖同步移動。（2）支護體（錨桿，錨索）和圍巖間的耦合一個成功的錨桿支護系統(tǒng)，不僅要求支護強度達到要求，還要根據(jù)圍巖應力和變形特性曲線特征設計合理的錨桿特性曲線，以適應圍巖應力和變形的需要。這種類型的錨桿在淺部地區(qū)效果較好，基本上解決了用錨網(wǎng)支護代替棚子支護的問題。在應力較大的條件下，根本達不到控制圍巖穩(wěn)定的要求，導致松散破碎區(qū)變大，最終超過錨固區(qū)。超高強錨桿是利用Q500和Q600鋼材制造的錨桿。圖中的錨桿支護系統(tǒng)特性曲線的實線部分是錨桿在絲部斷裂時的狀態(tài)，實線+虛線是錨桿在桿體破斷時的特性曲線。此時如果單一地增加錨桿的支護強度，則錨桿支護系統(tǒng)所需的最小支護強度超過500 t。耦合讓均壓錨桿是根據(jù)鋼材的原始特性，通過耦合讓均壓元件來改善錨桿（索）的工作特性曲線，使其與圍巖特性曲線耦合，達到安全、經(jīng)濟的支護目標（圖5）。耦合讓壓均壓環(huán)的基本設計參數(shù)包括：n 讓壓點：讓壓點即讓壓均壓環(huán)設計的起始讓壓載荷。Rt—