【正文】 大讓壓距離 30mm，讓壓點(diǎn)：頂板12～15t，兩幫：7～10t樹(shù)脂錨固劑：Ck23352。（1）錨桿支護(hù)錨桿類(lèi)型：根據(jù)前面分析和設(shè)計(jì)要求，建議采用整體耦合讓均壓應(yīng)力顯示錨桿，如圖12所示圖12整體耦合讓均壓高強(qiáng)錨桿錨桿參數(shù)：頂板Φ202400mm：Q500礦用螺紋鋼。達(dá)不到設(shè)計(jì)的耦合讓均壓支護(hù)的效果。3條曲線分別是實(shí)驗(yàn)室和現(xiàn)場(chǎng)200200mm、120120mm托盤(pán)條件下的拉拔結(jié)果。不合適的托盤(pán)會(huì)導(dǎo)致錨桿失效。錨桿托盤(pán)是錨桿支護(hù)頂板的受力點(diǎn)，托盤(pán)的強(qiáng)度必須與錨桿匹配，托盤(pán)的大小必須保證在錨桿達(dá)到其屈服載荷之前圍巖不會(huì)被壓壞。根據(jù)需要，可以設(shè)計(jì)錨索的耦合讓壓點(diǎn)、讓壓距離達(dá)到錨索與錨桿耦合。圖8錨桿錨索的工作曲線為了解決這個(gè)問(wèn)題，必須采取耦合措施使得錨桿和錨索實(shí)現(xiàn)變形和載荷耦合協(xié)調(diào)，達(dá)到共同支護(hù)圍巖的目的。而錨桿的安裝應(yīng)力4t時(shí)，其允許變形量為75mm。圖8為錨桿錨索系統(tǒng)的實(shí)際工作曲線，由此可以看出，更高的錨索安裝應(yīng)力條件下，錨索破斷前允許的頂板下沉量更小。即錨桿和錨索耦合性能差，起不到共同支護(hù)頂板的作用。此時(shí)，錨桿無(wú)安裝載荷而錨索的安裝載荷為10t。這種現(xiàn)象在現(xiàn)場(chǎng)很普遍，錨桿的安裝載荷很小但錨索施加高安裝載荷（這與國(guó)內(nèi)施工機(jī)具有直接的關(guān)系）。然而，井下實(shí)際施工和實(shí)驗(yàn)室相差太大，錨桿、錨索的實(shí)際工作曲線比實(shí)驗(yàn)室復(fù)雜得多，這樣更增加了錨索破斷的概率。圖6是錨索延伸率（3～5%）和錨桿延伸率（15%）的實(shí)驗(yàn)室對(duì)比試驗(yàn)。2）錨桿和錨索間的耦合錨桿和錨索是由不同性質(zhì)的金屬材料制成，本身的延伸率差別很大，在應(yīng)用中其幾何參數(shù)和安裝載荷差別很大，所以在大采深高應(yīng)力條件下，兩者之間變形耦合和載荷耦合都很差，很難達(dá)到共同支護(hù)圍巖的效果。Rt—讓壓終端載荷，tR0—讓壓點(diǎn)起始載荷，tD—最大讓壓距離，mm。n 讓壓載荷的穩(wěn)定性：一旦讓壓均壓環(huán)開(kāi)始讓壓，載荷需基本保持穩(wěn)定，過(guò)大的載荷下降會(huì)導(dǎo)致頂板支護(hù)效果不佳。耦合讓壓均壓環(huán)的基本設(shè)計(jì)參數(shù)包括：n 讓壓點(diǎn)：讓壓點(diǎn)即讓壓均壓環(huán)設(shè)計(jì)的起始讓壓載荷。根據(jù)不同要求，耦合讓均壓環(huán)根據(jù)需要可以設(shè)計(jì)制造成不同特性。耦合讓均壓錨桿是根據(jù)鋼材的原始特性，通過(guò)耦合讓均壓元件來(lái)改善錨桿（索）的工作特性曲線，使其與圍巖特性曲線耦合，達(dá)到安全、經(jīng)濟(jì)的支護(hù)目標(biāo)（圖5）。在目前的鋼材產(chǎn)品和制造水平下，還沒(méi)有這樣的錨桿。此時(shí)如果單一地增加錨桿的支護(hù)強(qiáng)度，則錨桿支護(hù)系統(tǒng)所需的最小支護(hù)強(qiáng)度超過(guò)500 t。此時(shí)盡管錨桿擁有較高的強(qiáng)度，但在圍巖大變形條件下必然斷裂。圖中的錨桿支護(hù)系統(tǒng)特性曲線的實(shí)線部分是錨桿在絲部斷裂時(shí)的狀態(tài)，實(shí)線+虛線是錨桿在桿體破斷時(shí)的特性曲線。成品錨桿在破壞時(shí)大多在絲部脆斷，延伸率極小，無(wú)塑性變形階段。超高強(qiáng)錨桿是利用Q500和Q600鋼材制造的錨桿?，F(xiàn)場(chǎng)所表現(xiàn)的就是錨桿不破斷但巷道變形大甚至冒頂。在應(yīng)力較大的條件下，根本達(dá)不到控制圍巖穩(wěn)定的要求，導(dǎo)致松散破碎區(qū)變大，最終超過(guò)錨固區(qū)。其錨桿支護(hù)特性曲線如圖3所示。這種類(lèi)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(hù)代替棚子支護(hù)的問(wèn)題。①第一、二 代錨桿：普強(qiáng)全螺紋鋼錨桿和普強(qiáng)滾絲錨桿。（2）支護(hù)體（錨桿，錨索）和圍巖間的耦合一個(gè)成功的錨桿支護(hù)系統(tǒng)，不僅要求支護(hù)強(qiáng)度達(dá)到要求，還要根據(jù)圍巖應(yīng)力和變形特性曲線特征設(shè)計(jì)合理的錨桿特性曲線，以適應(yīng)圍巖應(yīng)力和變形的需要。其包括兩個(gè)參數(shù)：支護(hù)系統(tǒng)的最小支護(hù)強(qiáng)度和最小延伸長(zhǎng)度。對(duì)于錨桿支護(hù)，如果錨桿系統(tǒng)的支護(hù)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(hù)作用，錨桿支護(hù)系統(tǒng)與圍巖同步移動(dòng)。C區(qū)（圍巖破壞區(qū)）:此時(shí)圍巖破壞，支護(hù)系統(tǒng)承受破碎巖石的靜載荷。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(méi)有超過(guò)錨桿的支護(hù)范圍，錨桿系統(tǒng)仍然起到支護(hù)作用。從圖2可以看出，從支護(hù)角度講特性曲線可分為三個(gè)區(qū)：圖2圍巖應(yīng)力變形特性曲線A區(qū)（圍巖彈性變形區(qū)）：在此區(qū)域內(nèi)，圍巖基本處于彈性變形階段，圍巖保持完好，圍巖變形小。所以，合理的支護(hù)設(shè)計(jì)必須具有一定的變形讓壓性能，以達(dá)到支護(hù)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(fù)荷時(shí)起到變形耦合和讓均壓作用。當(dāng)變形超過(guò)錨桿（錨索）的可延伸長(zhǎng)度時(shí)導(dǎo)致錨桿（錨索）破壞，最終整個(gè)支護(hù)體失穩(wěn)。隨著開(kāi)采深度的不斷增加，巷道圍巖變形與應(yīng)力的關(guān)系變得越來(lái)越復(fù)雜。圍巖既是被支護(hù)的對(duì)象，又是支護(hù)體的一部分（自承）。捷馬公司經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的深井高應(yīng)力支護(hù)實(shí)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(yīng)力不小于4t，全煤巷道在4～8t之間。圖1 Φ22mm桿體錨桿的實(shí)驗(yàn)室和現(xiàn)場(chǎng)拉拔曲線比較圖由于地質(zhì)采礦條件的復(fù)雜性，不可能用一個(gè)公式來(lái)確定安裝應(yīng)力的大小。頂板的離層和拉應(yīng)力區(qū)與安裝應(yīng)力的大小有直接關(guān)系。支護(hù)系統(tǒng)真正起到了早期（3mm圍巖變形）和主動(dòng)（5t）的支護(hù)作用。(b)在安裝載荷為5t條件下，托盤(pán)和頂板間的浮煤、浮矸、金屬網(wǎng)和鋼帶在安裝應(yīng)力的作用下已經(jīng)壓實(shí)，圍巖受到5t的主動(dòng)支護(hù)力?？梢钥闯觯?a)在無(wú)安裝載荷條件下，隨著圍巖的變形，首先要壓實(shí)錨桿托盤(pán)和頂板間的浮煤、浮矸、金屬網(wǎng)和鋼帶，在此頂板變形期間，錨桿體受力緩慢，當(dāng)頂板變形達(dá)到40mm時(shí)，錨桿體才真正承載，此時(shí)圍巖可能已經(jīng)發(fā)生了破壞而進(jìn)入不穩(wěn)定狀態(tài)。同時(shí)安裝應(yīng)力能保證錨桿支護(hù)系統(tǒng)按照設(shè)計(jì)的支護(hù)工況點(diǎn)工作。安裝應(yīng)力過(guò)小會(huì)使圍巖發(fā)生過(guò)大的早期變形，松散破碎圈增大，引起頂板破碎，巷道變形增加。包括：錨桿（索）的安裝載荷、圍巖應(yīng)力－錨桿（索）載荷平衡（最小支護(hù)強(qiáng)度）、圍巖變形－錨桿（索）延伸長(zhǎng)度耦合（支護(hù)體最小延伸長(zhǎng)度）、錨桿－錨索間的耦合。（5）表面支護(hù)對(duì)耦合的影響：合理的表面支護(hù)可以在盡量小的設(shè)計(jì)支護(hù)強(qiáng)度下取得最佳的耦合效果。一般而言，錨桿與錨索在延伸率、承載能力和支護(hù)范圍上存在較大的差別。（4）錨桿和錨索的耦合：錨桿和錨索間的變形耦合也非常重要。（2）錨索系統(tǒng)和圍巖耦合：同樣，錨索系統(tǒng)作為支護(hù)的一部分，其變形性能必須與圍巖耦合，以達(dá)到圍巖的穩(wěn)定平衡。整體耦合定義為：個(gè)體支護(hù)體和圍巖間的耦合（讓壓）和支護(hù)體和支護(hù)體之間的耦合（均壓）。由于沿巷道周邊變形大小不一，錨桿和錨索物理力學(xué)性質(zhì)和幾何尺寸不同，導(dǎo)致不同位置的錨桿（索）變形和載荷不同。（4）足夠的延伸距離以保證錨桿（索）和圍巖間的變形協(xié)調(diào)（變形耦合）。（2）適宜的支護(hù)強(qiáng)度以保證錨桿（索）和圍巖間的應(yīng)力載荷平衡（應(yīng)力載荷耦合）。根據(jù)彈塑性力學(xué)基本原理，所謂耦合的概念對(duì)一個(gè)單獨(dú)的支護(hù)體相對(duì)圍巖來(lái)講就是在保證圍巖穩(wěn)定的條件下，支護(hù)體（錨桿或索）和圍巖間必須達(dá)到圍巖應(yīng)力－錨桿載荷平衡（應(yīng)力