【文章內容簡介】 理論、錨固平衡拱支護理論、錨注支護理論。最大水平應力理論巷道圍巖的水平應力有時會大于垂直應力，此時，巷道頂、底板的穩(wěn)定性主要受水平應力的影響；水平應力具有明顯的方向性，巷道軸向與最大水平應力之間的夾角不同，水平應力對頂、底板穩(wěn)定性的影響程度也會有所差異：①與最大水平應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鴮W者研究發(fā)現，在深部開采的高應力環(huán)境下，最大水平應力的作用使頂、底板巖層發(fā)生剪切破壞而出現錯動和膨脹，造成圍巖變形，隨著變形的發(fā)展，頂板對支護的載荷迅速增長，并使支護系統發(fā)生破壞。在這種作用下，錨桿的作用應當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重程度。即錨桿的加固應在頂板巖層發(fā)生松動膨脹變形之前進行，而不是等頂板已經松動破壞、幾乎喪失自承能力后才被動地承受圍巖壓力。同時，應充分重視垂直應力對兩幫的影響：頂板錨固后，兩幫垂直應力集中區(qū)更靠近巷幫表面，控制兩幫破壞，防止頂板有效跨度超過頂板錨桿的有效支護范圍，對圍巖穩(wěn)定極為重要。圍巖松動圈支護理論 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圈支護理淪，并提出了關于錨桿作用機理的動態(tài)解釋。認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度和厚度的錨固層，隨著頂板的下沉變形，錨固層將達到新的平衡狀態(tài)，形成壓力拱或稱之為裂隙體梁式的平衡結構。圍巖強度強化理論通過對處于不同物性狀態(tài)巖體加錨前后的力學性質的研究，侯朝炯教授等提出了巷道錨桿支護圍巖強度強化理論。巷道錨桿支護的實質是錨桿和錨固區(qū)域巖體相互作用，并形成統一的承載結構；錨桿支護可以提高錨固體強度破壞前、后的力學參數，改善錨固體的力學性能；錨桿作用可以提高圍巖各狀態(tài)下的強度值，使巷道圍巖強度得到強化。通過對巷道底臌機理的深入研究，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、實用的途徑。錨桿桁架支護理論 出現于20世紀60年代，人們通過對其支護機理的研究認為桁架錨桿的作用原理屬于擠壓加固一類，錨桿桁架對巷道圍巖的加固作用主要表現在以下三個方面：①改變巷道頂板的應力狀態(tài)。即隨著錨桿桁架預緊力的增加，頂板中部的拉應力將減小，甚至出現壓應力，使頂板不受拉應力，從而彌補巖體抗拉強度較小的弱點； ②促進頂板裂隙體梁的形成。當巷道開挖在層狀巖體中時，頂板的破壞和變形可以用“巖梁”理論來分析，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性能。根據靜力平衡原理，當巖梁拱座處的抗剪切能力過低時，頂板將發(fā)生整體剪切滑動。桁架預緊力引起的主動作用將與拱座處的水平推力疊加，增大了該危險部位巖石或不連續(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度。錨固平衡拱支護理論根據困難條件下錨桿支護成拱的重要作用，煤炭科學院北京開采研究所的林崇德高工提出了錨固平衡拱支護理論。其主要內容包括：①煤巷軟弱頂板巖層在礦山壓力作用下經歷壓縮變形的過程；②錨固巖層沒有整體達到塑性破壞之前，頂板巖層仍可視為巖梁；③錨固巖層整體進入破壞階段后，巖層已經不是一個連續(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性質和錨桿的成拱作用大小；⑤錨固支架形成錨固平衡拱的關鍵是通過錨桿的作用保持錨固巖層的整體性。錨注支護理論通過對軟巖巷道圍巖控制方法的研究，陸士良教授提出了外錨內注式的支護方法。認為軟巖巷道圍巖的破裂范圍及變形量都很大，傳統的剛性支護難以適應，而單純的錨桿支護或組合錨桿支護欲使破裂巖體處于擠緊狀態(tài)，從而形成平衡拱也難以實現。對于節(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構，提高粘結力和內摩擦角，提高圍巖的整體性和強度系數，從而形成一個注漿加固圈，為錨桿提供可靠的著力基礎，使其能夠充分發(fā)揮懸吊、組合等基本功能，對注漿加固圈以下的松碎巖石起到支護的作用。這種支護方式的提出極大地拓寬了錨桿支護技術的應用范圍。第三節(jié)錨桿支護機理要點錨桿支護的主要作用在于控制錨固區(qū)圍巖的離層、滑動、裂隙張開、新裂紋產生等擴容變形與破壞，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，最大限度地保持錨固區(qū)圍巖的完整性，減小錨固區(qū)圍巖強度的降低，使圍巖成為承載的主體。在錨固區(qū)內形成剛度較大的預應力承載結構，阻止錨固區(qū)外巖層產生離層，同時改變圍巖深部的應力分布狀態(tài)。錨桿支護對巖石的彈性變形、峰值強度之前的塑性變形控制作用不明顯，要求支護系統應具有一定的延伸性，使圍巖的彈性變形、產生明顯擴容變形之前的塑性變形得以釋放。錨桿支護系統的剛度十分重要，錨桿預緊力及其擴散起著決定性作用。根據巷道條件確定合理的預緊力，并使預緊力實現有效擴散是支護設計的關鍵。單根錨索預緊力的作用范圍是很有限的，必須通過托板、剛度和金屬網等構件將錨桿預緊力擴散到離錨桿更遠的圍巖中。特別是對于巷道表面，即使施加很小的支護力，也會明顯抑制圍巖的變形與破壞，保持頂板的完整。護表構件在預應力支護系統中發(fā)揮極其重要的作用。錨桿支護系統存在臨界支護剛度，即使錨固區(qū)不產生明顯離層和拉應力區(qū)所需要支護系統提供的剛度。支護系統剛度小于臨界支護剛度，圍巖將長期處于變形和不穩(wěn)定狀態(tài)；相反，支護系統的剛度達到或超過臨界支護剛度，圍巖變形得到有效抑制，巷道處于長期穩(wěn)定狀態(tài)。支護剛度的關鍵影響因素是錨桿錨桿預緊力，因此存在錨桿臨界預緊力值。當錨桿預緊力達到一定數值后，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：其一是將錨桿支護形成的預應力承載結構與深部圍巖相連，提高預應力承載結構的穩(wěn)定性，同時充分調動深部圍巖的承載能力，使更大范圍內的巖體共同承載；其二是錨索施加較大的預緊力，給圍巖提供壓力，使錨桿形成才壓力區(qū)組合成骨架網狀結構，主動支護圍巖，保持其完整性。第四篇：錨桿支護管理制度錨桿支護管理制度錨桿支護作業(yè)必須嚴格按掘進工作面作業(yè)規(guī)程的有關規(guī)定進行施工。作業(yè)規(guī)程中必須明確規(guī)定錨桿（錨索）的安裝質量、錨固力、預緊扭矩、間排距、外露長度、孔深及材料的規(guī)格等。支護材料的選擇必須有明確的計算依據并符合產品的檢驗及使用要求。施工斷面超寬、超高大于500mm時，須變更支護設計，采用補打錨桿（錨索）或支撐式支護進行加固，必須采取增補支護措施。并由分管安全的副礦長組織實施。由于施工不當而造成巷道斷面及支護變更時，應對施工單位給予處罰。特殊地點采用特殊支護及加強支護措施時，其支護范圍延伸至巷道正常段起點5米以上。錨桿安裝前，應檢查樹脂錨固劑性狀。嚴禁使用過期、硬結、破裂等變質失效的錨固劑。頂部錨桿推廣使用扭矩螺帽快速安裝工藝，安裝時必須邊攪拌邊將錨桿推進至孔底，嚴禁先推進后攪拌，幫錨桿也應優(yōu)先采用快速安裝工藝，保證錨桿安裝質量。為了保證錨桿角度，掘進工作面推廣使用液壓、風動錨桿錨索鉆機。采用錨桿、錨索支護巷道，施工嚴格按作業(yè)規(guī)程和質量標準操作，端錨錨桿預緊力必須達到5噸及以上，加長錨固錨桿預緊力必須達行7噸及以上，錨索預緊力必須大于7噸以上。錨桿、錨索的安裝優(yōu)先選用風動或電動漲拉機具。錨桿必須使用力矩手緊固；安裝后1—2小時，必須對錨桿進行二次緊固。采用錨桿（錨索）支護巷道，必須每50米預留一根錨桿、錨索進行一次錨桿（錨索）破壞式可錨性試驗，具體試驗辦法由田占年、劉先裕安排制定。安裝樹脂時，必須嚴格按設計要求的順序和數量在錨桿孔中放置錨固劑。當少放或錯放樹脂錨固劑，以致不能過到設計的錨固長度時，按事故追查處理。1攪拌樹脂錨固劑時，必須嚴格按標準掌握攪拌時間和膠凝等待時間。1井下運輸、存放樹脂錨固劑應注意避免受壓、受折、受熱，已破損或廢棄的樹脂錨固劑要帶出地面挖坑掩埋或采用其他方式妥善處理，嚴禁混入煤流系統中。1對于斷層破碎帶、煤層松軟區(qū)、地質構造變化帶、地應力異常區(qū)、動壓影響區(qū)等圍巖支護條件復雜區(qū)域，必須及時調整支護措施，選擇加密錨桿、全長錨固、錨索錨固等強化支護措施。1在錨桿支護作業(yè)時，如遇頂底板及兩幫移近量顯著增加，底板出現較大底鼓，頂板出現淋水或淋水加大，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，應立即停止作業(yè)，采取加強支護措施后方可繼續(xù)作業(yè)。作業(yè)場所有任何人員，在認為情況異常、有不安全因素時，有權制止違章指揮和違章作業(yè)?？勺孕谐冯x現場或拒絕進入現場。1在特殊困難條件下采用錨桿支護時，要進行可行性研究。施工時，從錨桿與棚式支架聯合支護開始試驗，并通過觀測得出結論后逐步加大棚距，待確認單獨使用錨桿支護可行時，再取消架棚支護。1錨索孔出現導水跡象時，必須進行探放水檢查。1任何作業(yè)地點，不得使用作為永久支護的錨桿、錨索、鋼帶、金屬網起吊設備或其他重物。1進行錨桿錨索拉拔力、破壞試驗，必須制定詳細的試驗辦法及安全措施。報礦總工程師批準后執(zhí)行。1對錨桿支護巷道應進行定期檢查。發(fā)現頂板、煤幫失效的錨桿應及時補打，對放炮后松動的錨桿螺母應及時進行緊固，緊固范圍為起爆點10米范圍內的所有錨桿、錨索。嚴格執(zhí)行事故匯報制度，錨桿支護巷道如發(fā)生導致停產的冒頂（片幫）事故，無論是否造成人員傷亡，均必須向集團公司職能部門匯報，以便及時組織處理，分析原