【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 圍巖的水平應(yīng)力有時(shí)會(huì)大于垂直應(yīng)力，此時(shí)，巷道頂、底板的穩(wěn)定性主要受水平應(yīng)力的影響；水平應(yīng)力具有明顯的方向性，巷道軸向與最大水平應(yīng)力之間的夾角不同，水平應(yīng)力對(duì)頂、底板穩(wěn)定性的影響程度也會(huì)有所差異：①與最大水平應(yīng)力方向平行的巷道受其影響最小，頂、底板穩(wěn)定性最好；②與最大水平應(yīng)力方向成銳角的巷道的頂、底板變形破壞偏向巷道的某一幫； ③與最大水平應(yīng)力方向垂直的巷道受其影響最大，頂、底板穩(wěn)定性最差?；谠摾碚摚?guó)學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，在深部開(kāi)采的高應(yīng)力環(huán)境下，最大水平應(yīng)力的作用使頂、底板巖層發(fā)生剪切破壞而出現(xiàn)錯(cuò)動(dòng)和膨脹，造成圍巖變形，隨著變形的發(fā)展，頂板對(duì)支護(hù)的載荷迅速增長(zhǎng)，并使支護(hù)系統(tǒng)發(fā)生破壞。在這種作用下，錨桿的作用應(yīng)當(dāng)是在頂板變形的早期階段提高其穩(wěn)定性，以控制頂板后期變形的嚴(yán)重程度。即錨桿的加固應(yīng)在頂板巖層發(fā)生松動(dòng)膨脹變形之前進(jìn)行，而不是等頂板已經(jīng)松動(dòng)破壞、幾乎喪失自承能力后才被動(dòng)地承受圍巖壓力。同時(shí)，應(yīng)充分重視垂直應(yīng)力對(duì)兩幫的影響：頂板錨固后，兩幫垂直應(yīng)力集中區(qū)更靠近巷幫表面，控制兩幫破壞，防止頂板有效跨度超過(guò)頂板錨桿的有效支護(hù)范圍，對(duì)圍巖穩(wěn)定極為重要。圍巖松動(dòng)圈支護(hù)理論 基于巷道圍巖狀態(tài)特征的研究，董方庭教授等提出了松動(dòng)圈支護(hù)理淪，并提出了關(guān)于錨桿作用機(jī)理的動(dòng)態(tài)解釋。認(rèn)為在矩形巷道圍巖中，錨桿除了可以發(fā)揮懸吊作用以外，形成組合拱是其主要的支護(hù)作用，即破裂頂板在錨桿錨固力作用下可以形成具有一定強(qiáng)度和厚度的錨固層，隨著頂板的下沉變形，錨固層將達(dá)到新的平衡狀態(tài)，形成壓力拱或稱之為裂隙體梁式的平衡結(jié)構(gòu)。圍巖強(qiáng)度強(qiáng)化理論通過(guò)對(duì)處于不同物性狀態(tài)巖體加錨前后的力學(xué)性質(zhì)的研究，侯朝炯教授等提出了巷道錨桿支護(hù)圍巖強(qiáng)度強(qiáng)化理論。巷道錨桿支護(hù)的實(shí)質(zhì)是錨桿和錨固區(qū)域巖體相互作用，并形成統(tǒng)一的承載結(jié)構(gòu)；錨桿支護(hù)可以提高錨固體強(qiáng)度破壞前、后的力學(xué)參數(shù)，改善錨固體的力學(xué)性能；錨桿作用可以提高圍巖各狀態(tài)下的強(qiáng)度值，使巷道圍巖強(qiáng)度得到強(qiáng)化。通過(guò)對(duì)巷道底臌機(jī)理的深入研究，侯朝炯教授提出了加固巷道幫、角控制底臌的理論及方法，為巷道底臌的防治提供了一條有效、實(shí)用的途徑。錨桿桁架支護(hù)理論 出現(xiàn)于20世紀(jì)60年代，人們通過(guò)對(duì)其支護(hù)機(jī)理的研究認(rèn)為桁架錨桿的作用原理屬于擠壓加固一類，錨桿桁架對(duì)巷道圍巖的加固作用主要表現(xiàn)在以下三個(gè)方面：①改變巷道頂板的應(yīng)力狀態(tài)。即隨著錨桿桁架預(yù)緊力的增加，頂板中部的拉應(yīng)力將減小，甚至出現(xiàn)壓應(yīng)力，使頂板不受拉應(yīng)力，從而彌補(bǔ)巖體抗拉強(qiáng)度較小的弱點(diǎn)； ②促進(jìn)頂板裂隙體梁的形成。當(dāng)巷道開(kāi)挖在層狀巖體中時(shí)，頂板的破壞和變形可以用“巖梁”理論來(lái)分析，它的穩(wěn)定性取決于裂隙體梁的成拱作用； ③提高頂板裂隙體梁拱座處的抗滑動(dòng)性能。根據(jù)靜力平衡原理，當(dāng)巖梁拱座處的抗剪切能力過(guò)低時(shí)，頂板將發(fā)生整體剪切滑動(dòng)。桁架預(yù)緊力引起的主動(dòng)作用將與拱座處的水平推力疊加，增大了該危險(xiǎn)部位巖石或不連續(xù)面的摩擦阻力，從而提高頂板裂隙體梁在拱座處的剪切強(qiáng)度。錨固平衡拱支護(hù)理論根據(jù)困難條件下錨桿支護(hù)成拱的重要作用，煤炭科學(xué)院北京開(kāi)采研究所的林崇德高工提出了錨固平衡拱支護(hù)理論。其主要內(nèi)容包括：①煤巷軟弱頂板巖層在礦山壓力作用下經(jīng)歷壓縮變形的過(guò)程；②錨固巖層沒(méi)有整體達(dá)到塑性破壞之前，頂板巖層仍可視為巖梁；③錨固巖層整體進(jìn)入破壞階段后，巖層已經(jīng)不是一個(gè)連續(xù)體；④錨固支架是否具有較大的承載能力和變形能力，取決于頂板巖層的力學(xué)性質(zhì)和錨桿的成拱作用大?。虎蒎^固支架形成錨固平衡拱的關(guān)鍵是通過(guò)錨桿的作用保持錨固巖層的整體性。錨注支護(hù)理論通過(guò)對(duì)軟巖巷道圍巖控制方法的研究，陸士良教授提出了外錨內(nèi)注式的支護(hù)方法。認(rèn)為軟巖巷道圍巖的破裂范圍及變形量都很大，傳統(tǒng)的剛性支護(hù)難以適應(yīng)，而單純的錨桿支護(hù)或組合錨桿支護(hù)欲使破裂巖體處于擠緊狀態(tài)，從而形成平衡拱也難以實(shí)現(xiàn)。對(duì)于節(jié)理裂隙發(fā)育的軟巖，采用注漿的方法可以改變其松散結(jié)構(gòu)，提高粘結(jié)力和內(nèi)摩擦角，提高圍巖的整體性和強(qiáng)度系數(shù)，從而形成一個(gè)注漿加固圈，為錨桿提供可靠的著力基礎(chǔ)，使其能夠充分發(fā)揮懸吊、組合等基本功能，對(duì)注漿加固圈以下的松碎巖石起到支護(hù)的作用。這種支護(hù)方式的提出極大地拓寬了錨桿支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用范圍。第三節(jié)錨桿支護(hù)機(jī)理要點(diǎn)錨桿支護(hù)的主要作用在于控制錨固區(qū)圍巖的離層、滑動(dòng)、裂隙張開(kāi)、新裂紋產(chǎn)生等擴(kuò)容變形與破壞，使圍巖處于受壓狀態(tài)，抑制圍巖彎曲變形、拉伸與剪切破壞的出現(xiàn)，最大限度地保持錨固區(qū)圍巖的完整性，減小錨固區(qū)圍巖強(qiáng)度的降低，使圍巖成為承載的主體。在錨固區(qū)內(nèi)形成剛度較大的預(yù)應(yīng)力承載結(jié)構(gòu)，阻止錨固區(qū)外巖層產(chǎn)生離層，同時(shí)改變圍巖深部的應(yīng)力分布狀態(tài)。錨桿支護(hù)對(duì)巖石的彈性變形、峰值強(qiáng)度之前的塑性變形控制作用不明顯，要求支護(hù)系統(tǒng)應(yīng)具有一定的延伸性，使圍巖的彈性變形、產(chǎn)生明顯擴(kuò)容變形之前的塑性變形得以釋放。錨桿支護(hù)系統(tǒng)的剛度十分重要，錨桿預(yù)緊力及其擴(kuò)散起著決定性作用。根據(jù)巷道條件確定合理的預(yù)緊力，并使預(yù)緊力實(shí)現(xiàn)有效擴(kuò)散是支護(hù)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。單根錨索預(yù)緊力的作用范圍是很有限的，必須通過(guò)托板、剛度和金屬網(wǎng)等構(gòu)件將錨桿預(yù)緊力擴(kuò)散到離錨桿更遠(yuǎn)的圍巖中。特別是對(duì)于巷道表面，即使施加很小的支護(hù)力，也會(huì)明顯抑制圍巖的變形與破壞，保持頂板的完整。護(hù)表構(gòu)件在預(yù)應(yīng)力支護(hù)系統(tǒng)中發(fā)揮極其重要的作用。錨桿支護(hù)系統(tǒng)存在臨界支護(hù)剛度，即使錨固區(qū)不產(chǎn)生明顯離層和拉應(yīng)力區(qū)所需要支護(hù)系統(tǒng)提供的剛度。支護(hù)系統(tǒng)剛度小于臨界支護(hù)剛度，圍巖將長(zhǎng)期處于變形和不穩(wěn)定狀態(tài)；相反，支護(hù)系統(tǒng)的剛度達(dá)到或超過(guò)臨界支護(hù)剛度，圍巖變形得到有效抑制，巷道處于長(zhǎng)期穩(wěn)定狀態(tài)。支護(hù)剛度的關(guān)鍵影響因素是錨桿錨桿預(yù)緊力，因此存在錨桿臨界預(yù)緊力值。當(dāng)錨桿預(yù)緊力達(dá)到一定數(shù)值后，可以有效控制圍巖變形和離層，而且錨桿受力變化不大。錨索的作用主要有兩方面：其一是將錨桿支護(hù)形成的預(yù)應(yīng)力承載結(jié)構(gòu)與深部圍巖相連，提高預(yù)應(yīng)力承載結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，同時(shí)充分調(diào)動(dòng)深部圍巖的承載能力，使更大范圍內(nèi)的巖體共同承載；其二是錨索施加較大的預(yù)緊力，給圍巖提供壓力，使錨桿形成才壓力區(qū)組合成骨架網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，主動(dòng)支護(hù)圍巖，保持其完整性。第四篇：錨桿支護(hù)管理制度錨桿支護(hù)管理制度錨桿支護(hù)作業(yè)必須嚴(yán)格按掘進(jìn)工作面作業(yè)規(guī)程的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行施工。作業(yè)規(guī)程中必須明確規(guī)定錨桿（錨索）的安裝質(zhì)量、錨固力、預(yù)緊扭矩、間排距、外露長(zhǎng)度、孔深及材料的規(guī)格等。支護(hù)材料的選擇必須有明確的計(jì)算依據(jù)并符合產(chǎn)品的檢驗(yàn)及使用要求。施工斷面超寬、超高大于500mm時(shí)，須變更支護(hù)設(shè)計(jì)，采用補(bǔ)打錨桿（錨索）或支撐式支護(hù)進(jìn)行加固，必須采取增補(bǔ)支護(hù)措施。并由分管安全的副礦長(zhǎng)組織實(shí)施。由于施工不當(dāng)而造成巷道斷面及支護(hù)變更時(shí)，應(yīng)對(duì)施工單位給予處罰。特殊地點(diǎn)采用特殊支護(hù)及加強(qiáng)支護(hù)措施時(shí)，其支護(hù)范圍延伸至巷道正常段起點(diǎn)5米以上。錨桿安裝前，應(yīng)檢查樹(shù)脂錨固劑性狀。嚴(yán)禁使用過(guò)期、硬結(jié)、破裂等變質(zhì)失效的錨固劑。頂部錨桿推廣使用扭矩螺帽快速安裝工藝，安裝時(shí)必須邊攪拌邊將錨桿推進(jìn)至孔底，嚴(yán)禁先推進(jìn)后攪拌，幫錨桿也應(yīng)優(yōu)先采用快速安裝工藝，保證錨桿安裝質(zhì)量。為了保證錨桿角度，掘進(jìn)工作面推廣使用液壓、風(fēng)動(dòng)錨桿錨索鉆機(jī)。采用錨桿、錨索支護(hù)巷道，施工嚴(yán)格按作業(yè)規(guī)程和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)操作，端錨錨桿預(yù)緊力必須達(dá)到5噸及以上，加長(zhǎng)錨固錨桿預(yù)緊力必須達(dá)行7噸及以上，錨索預(yù)緊力必須大于7噸以上。錨桿、錨索的安裝優(yōu)先選用風(fēng)動(dòng)或電動(dòng)漲拉機(jī)具。錨桿必須使用力矩手緊固；安裝后1—2小時(shí)，必須對(duì)錨桿進(jìn)行二次緊固。采用錨桿（錨索）支護(hù)巷道，必須每50米預(yù)留一根錨桿、錨索進(jìn)行一次錨桿（錨索）破壞式可錨性試驗(yàn)，具體試驗(yàn)辦法由田占年、劉先裕安排制定。安裝樹(shù)脂時(shí)，必須嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求的順序和數(shù)量在錨桿孔中放置錨固劑。當(dāng)少放或錯(cuò)放樹(shù)脂錨固劑，以致不能過(guò)到設(shè)計(jì)的錨固長(zhǎng)度時(shí)，按事故追查處理。1攪拌樹(shù)脂錨固劑時(shí)，必須嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)掌握攪拌時(shí)間和膠凝等待時(shí)間。1井下運(yùn)輸、存放樹(shù)脂錨固劑應(yīng)注意避免受壓、受折、受熱，已破損或廢棄的樹(shù)脂錨固劑要帶出地面挖坑掩埋或采用其他方式妥善處理，嚴(yán)禁混入煤流系統(tǒng)中。1對(duì)于斷層破碎帶、煤層松軟區(qū)、地質(zhì)構(gòu)造變化帶、地應(yīng)力異常區(qū)、動(dòng)壓影響區(qū)等圍巖支護(hù)條件復(fù)雜區(qū)域，必須及時(shí)調(diào)整支護(hù)措施，選擇加密錨桿、全長(zhǎng)錨固、錨索錨固等強(qiáng)化支護(hù)措施。1在錨桿支護(hù)作業(yè)時(shí)，如遇頂?shù)装寮皟蓭鸵平匡@著增加，底板出現(xiàn)較大底鼓，頂板出現(xiàn)淋水或淋水加大，圍巖層（節(jié)）理發(fā)育，突發(fā)性片幫掉渣，巷道不易成型，鉆眼速度異常等情況，應(yīng)立即停止作業(yè)，采取加強(qiáng)支護(hù)措施后方可繼續(xù)作業(yè)。作業(yè)場(chǎng)所有任何人員，在認(rèn)為情況異常、有不安全因素時(shí)，有權(quán)制止違章指揮和違章作業(yè)?？勺孕谐冯x現(xiàn)場(chǎng)或拒絕進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)。1在特殊困難條件下采用錨桿支護(hù)時(shí)，要進(jìn)行可行性研究。施工時(shí)，從錨桿與棚式支架聯(lián)合支護(hù)開(kāi)始試驗(yàn)，并通過(guò)觀測(cè)得出結(jié)論后逐步加大棚距，待確認(rèn)單獨(dú)使用錨桿支護(hù)可行時(shí)，再取消架棚支護(hù)。1錨索孔出現(xiàn)導(dǎo)水跡象時(shí)，必須進(jìn)行探放水檢查。1任何作業(yè)地點(diǎn)，不得使用作為永久支護(hù)的錨桿、錨索、鋼帶、金屬網(wǎng)起吊設(shè)備或其他重物。1進(jìn)行錨桿錨索拉拔力、破壞試驗(yàn)，必須制定詳細(xì)的試驗(yàn)辦法及安全措施。報(bào)礦總工程師批準(zhǔn)后執(zhí)行。1對(duì)錨桿支護(hù)巷道應(yīng)進(jìn)行定期檢查。發(fā)現(xiàn)頂板、煤幫失效的錨桿應(yīng)及時(shí)補(bǔ)打，對(duì)放炮后松動(dòng)的錨桿螺母應(yīng)及時(shí)進(jìn)行緊固，緊固范圍為起爆點(diǎn)10米范圍內(nèi)的所有錨桿、錨索。嚴(yán)格執(zhí)行事故匯報(bào)制度，錨桿支護(hù)巷道如發(fā)生導(dǎo)致停產(chǎn)的冒頂（片幫）事故，無(wú)論是否造成人員傷亡，均必須向集團(tuán)公司職能部門匯報(bào)，以便及時(shí)組織處理，分析原因，采取對(duì)策，防止同類事故重復(fù)發(fā)生。2支