【正文】 消U型鋼支架不可避免；拱形斷面對(duì)回采工作面端頭支護(hù)及超前支護(hù)影響較大。（2）拱形斷面不利于巷道超前支護(hù)以及端頭支護(hù)，能否變拱形斷面為矩形斷面。根據(jù)目前錨網(wǎng)支護(hù)技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)有的支護(hù)技術(shù)完全能夠保證矩形巷道條件下圍巖的穩(wěn)定。在目前的支護(hù)水平條件下，根據(jù)長期的支護(hù)經(jīng)驗(yàn)，只要設(shè)計(jì)合理，產(chǎn)品質(zhì)量得到保證，施工管理滿足要求，實(shí)現(xiàn)矩形巷道取消U型鋼支架是完全可行的。支護(hù)設(shè)計(jì)：針對(duì)巷道的地質(zhì)條件和采礦特點(diǎn)進(jìn)行分析，有針對(duì)性的提出支護(hù)的重點(diǎn)；對(duì)安裝應(yīng)力進(jìn)行支護(hù)設(shè)計(jì)，以保證錨桿的主動(dòng)支護(hù)效果，充分調(diào)動(dòng)圍巖的承載能力；對(duì)錨桿錨索進(jìn)行耦合支護(hù)設(shè)計(jì)，使錨桿錨索和圍巖從應(yīng)力和變形兩個(gè)方面達(dá)到耦合狀態(tài)；對(duì)支護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行整體設(shè)計(jì)，盡量使圍巖保持整體狀態(tài)?，F(xiàn)場(chǎng)施工：為保證施工質(zhì)量，必須制定施工標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)要對(duì)工人進(jìn)行施工培訓(xùn)，保證錨桿錨索能夠滿足設(shè)計(jì)的要求；同時(shí)為保證支護(hù)系統(tǒng)能夠滿足設(shè)計(jì)的需要，需對(duì)井下施工巷道進(jìn)行礦壓觀測(cè)和評(píng)價(jià)，為支護(hù)參數(shù)的修改提供依據(jù)。因此16404工作面回風(fēng)順槽錨網(wǎng)支護(hù)需要改進(jìn)的主要參數(shù)有以下幾個(gè)方面：（1）安裝時(shí)初期支護(hù)參數(shù)的設(shè)計(jì)：必須解決初次支護(hù)系統(tǒng)失效問題。（2）后期支護(hù)參數(shù)的設(shè)計(jì)：錨桿，錨索的耦合均壓支護(hù)共同支護(hù)頂板。（3）表面支護(hù)問題。（5）支護(hù)產(chǎn)品的性能和質(zhì)量。（7）礦壓觀測(cè)及評(píng)價(jià)。實(shí)現(xiàn)錨桿支護(hù)系統(tǒng)與圍巖共同作用保持圍巖的穩(wěn)定性。為了保證圍巖穩(wěn)定性和防止錨桿（索）破斷，錨桿（索）支護(hù)設(shè)計(jì)必須滿足下列條件：（1）足夠的安裝載荷以保證及時(shí)主動(dòng)支護(hù)。（3）圍巖表面位移滿足圍巖穩(wěn)定性要求。巷道錨桿（索）支護(hù)是按一定設(shè)計(jì)的間排距由數(shù)根錨桿（索）組成。為了充分發(fā)揮每根個(gè)體錨桿（索）的作用， 防止錨桿（索）早期破斷，實(shí)現(xiàn)共同協(xié)調(diào)支護(hù)圍巖的作用，個(gè)體支護(hù)體間也必須達(dá)到變形和受力耦合（均壓）。所以整體耦合包括以下幾方面的內(nèi)容：（1）錨桿系統(tǒng)和圍巖耦合：錨桿支護(hù)系統(tǒng)的支護(hù)強(qiáng)度和變形性能必須與圍巖耦合，以達(dá)到圍巖的穩(wěn)定平衡。（3）錨桿間的耦合：由于不同位置的錨桿所經(jīng)受的位移和應(yīng)力過程不同，其受力差別很大，這有可能引起受力大的錨桿首先破斷，進(jìn)而把其承載的力傳替到鄰近的錨桿造成錨桿順序依次破斷。從支護(hù)體本身來講，錨桿和錨索存在著物理力學(xué)性質(zhì)和幾何尺寸的差別，這種差別如果在設(shè)計(jì)和使用過程中應(yīng)用不當(dāng)，會(huì)引起錨桿或錨索由于變形協(xié)調(diào)不好造成受力不均甚至破斷。延伸率：錨桿的延伸率遠(yuǎn)大于錨索的延伸率；承載能力：錨桿的承載能力遠(yuǎn)小于錨索的承載能力；支護(hù)范圍：錨索長度一般來說大于錨桿長度。根據(jù)整體耦合讓均壓基本理念，在巷道支護(hù)設(shè)計(jì)中，必須根據(jù)具體的地質(zhì)和采礦條件，對(duì)耦合讓均壓參數(shù)進(jìn)行整體設(shè)計(jì)。錨桿的安裝應(yīng)力是控制圍巖早期變形的重要參數(shù)，是主動(dòng)及時(shí)支護(hù)的源泉。安裝應(yīng)力的主要作用有：（1）壓實(shí)浮巖、浮煤、金屬網(wǎng)和鋼帶等，減少圍巖的早期變形量，使得錨桿支護(hù)能夠起到早期主動(dòng)支護(hù)的作用。圖1是實(shí)驗(yàn)室和現(xiàn)場(chǎng)拉拔曲線圖。在這種情況下，錨桿已失去了主動(dòng)早期加固圍巖的作用。隨著圍巖的變形，錨桿體迅速受力，當(dāng)頂板變形達(dá)到4mm時(shí)，錨桿體達(dá)到屈服承載能力。（2）減少和消除頂板離層和拉應(yīng)力區(qū)，增加圍巖的自承載能力。適當(dāng)?shù)陌惭b應(yīng)力可以消除拉應(yīng)力和防止頂板離層產(chǎn)生。目前的確定方法主要是基于數(shù)值分析和工程類比。 最小支護(hù)強(qiáng)度（應(yīng)力載荷耦合）和最小延伸長度（變形耦合）（1）耦合工況點(diǎn)的概念。錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)必須把圍巖和錨桿系統(tǒng)作為一個(gè)整體考慮。首先是“靜壓力”（垂直和水平）高帶來的“軟巖”變形大的特性。在有沖擊傾向的圍巖條件下，由于動(dòng)壓沖擊引起瞬時(shí)壓力，造成支護(hù)體（包括錨桿、錨索以及圍巖）瞬時(shí)破壞，一般的來說，是由于錨桿或錨索首先破壞而導(dǎo)致整個(gè)支護(hù)體失穩(wěn)。根據(jù)傳統(tǒng)理論，圍巖應(yīng)力－變形特性曲線如圖2所示。在此區(qū)域內(nèi)增加支護(hù)強(qiáng)度不能明顯改善圍巖變形。在此區(qū)域內(nèi)，支護(hù)強(qiáng)度的微變將引起變形的劇烈增加。隨著破壞區(qū)域的增加，載荷增加。A區(qū)和B區(qū)的交點(diǎn)定義為耦合工況點(diǎn)。在圖2的條件下分別為100t和45mm。下面先回顧一下已經(jīng)用過的三代錨桿的特性曲線并分析其存在的問題。這兩類錨桿除了預(yù)應(yīng)力上稍有差別外，特性曲線基本相同。在深部和地壓大的礦井，其支護(hù)效果不理想，巷道變形量大，翻修量大。由此可以看出，第一代錨桿的設(shè)計(jì)支護(hù)強(qiáng)度過低（安裝應(yīng)力幾乎沒有）。此時(shí)，錨桿系統(tǒng)失效并導(dǎo)致錨桿與圍巖同步移動(dòng)。圖3第一，二代錨桿支護(hù)工作曲線及其耦合②第三代錨桿:高強(qiáng)錨桿。其特點(diǎn)是強(qiáng)度大，但加工性能不好。盡管其強(qiáng)度高，但由于其與圍巖變形不適應(yīng)，錨桿破斷率極高，其特性曲線如圖4所示。由此可以看出，錨桿在絲部斷裂時(shí)的允許變形和圍巖變形相差甚大。錨桿在桿體斷裂時(shí)，盡管錨桿的整體變形達(dá)到圍巖變形的要求，然而錨桿處于塑性變形狀態(tài)下工作，此時(shí)由于巷道支護(hù)安全的需要，設(shè)計(jì)錨桿時(shí)應(yīng)盡量設(shè)計(jì)錨桿的工況點(diǎn)在彈性范圍內(nèi)，否則變形的安全距離太小，微小的擾動(dòng)和圍巖變形變化也會(huì)導(dǎo)致錨桿破斷。按每排5根錨桿計(jì)算，則單根錨桿的支護(hù)強(qiáng)度不小于100t。圖4第三代錨桿工作特性曲線及其耦合③耦合讓均壓錨桿（索）。圖5耦合讓均壓錨桿工作特性曲線和耦合1）耦合讓均壓元件的參數(shù)有兩種途徑可以實(shí)現(xiàn)錨桿耦合讓均壓功能：一種是內(nèi)讓壓結(jié)構(gòu)，把桿體本身做成可變形結(jié)構(gòu)，但變形參數(shù)難控制且成本太高；另一種是保持桿體本身不變，利用耦合讓均壓元件讓均壓耦合。這里不闡述耦合讓均壓環(huán)的詳細(xì)結(jié)構(gòu)和制造過程，只簡單介紹設(shè)計(jì)原理和結(jié)果。讓壓點(diǎn)的大小，應(yīng)保證錨桿在巷道掘進(jìn)過程中承受的總載荷小于錨桿的實(shí)際屈服極限，以保證錨桿在掘進(jìn)過程中不發(fā)生屈服破壞，同時(shí)為動(dòng)壓變形階段留有充分的余地。讓壓穩(wěn)定性的標(biāo)準(zhǔn)可以用讓壓穩(wěn)定系數(shù)來衡量：W—讓壓穩(wěn)定性系數(shù)，t/mm。n 最大讓壓距離：耦合讓均壓環(huán)從穩(wěn)定讓壓開始到載荷開始增加的距離，其大小根據(jù)巷道變形的具體情況按圍巖應(yīng)力變形關(guān)系確定。由于這種現(xiàn)象的存在，很多深井巷道在高支護(hù)強(qiáng)度條件下仍然發(fā)生大量的支護(hù)體破斷現(xiàn)象。如果錨桿、錨索支護(hù)體系在井下的實(shí)際工作狀態(tài)與實(shí)驗(yàn)室一致的話，低延伸率的錨索必然首先破斷。現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際應(yīng)用中經(jīng)常發(fā)生下列情況：圖6錨索延伸率和錨桿延伸率實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)比較a）無安裝載荷錨桿和高安裝載荷錨索。圖7是錨桿錨索的工作曲線。工作曲線表明，隨著圍巖變形，錨桿初期受力很小，而錨索載荷增加很快，在圍巖位移達(dá)到40mm時(shí)，錨桿才真正受力，而此時(shí)錨索已經(jīng)破斷。圖7錨桿錨索的工作曲線b）錨桿安裝載荷為4～6t，錨索為20t。（允許變形量僅為34mm），這間接減少了錨索的工作延伸率。錨桿和錨索允許變形量的安裝差別，必然導(dǎo)致錨索首先破斷。圖9為整體耦合讓均壓鳥窩錨索，圖10為一般錨索和整體耦合讓均壓鳥窩錨索的工作特性曲線比較。圖9 整體耦合讓均壓鳥窩錨索圖10普通錨索和整體耦合讓均