【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 理論、錨固平衡拱支護(hù)理論、錨注支護(hù)理論。最大水平應(yīng)力理論巷道圍巖的水平應(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?，英國(guó)學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，在深部開采的高應(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??；⑤錨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、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、存放樹脂錨固劑應(yīng)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(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)。可自行撤離現(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