基于锚固承载特性的巷道锚杆参数改进技术

董凤鸣

摘要：为了达到成本低、支护效果强、操作方便、使用灵活、占用施工净空少等特点，在工程中经常采用锚杆支护，它不仅具有加固拱、悬吊用、组合梁、围岩补强和减小跨度作用，还可以在与围岩两者相结合的情况下，产生可以承受一定重量的悬吊的承载结构。这篇论文通过引入“锚固复合承载体”的理念，展现了锚固复合载体的载重特点与载重理念，在顾北矿的基础上，指出了对应的巷道锚杆支护参数设计。

关键词：锚固复合承载；锚杆支护；承载特性；改进

中图分类号： TD353.6 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2016）06（a）-0000-00

引言

锚杆支护参数设计作为巷道锚杆支护设计中的一个重要关卡，正确的锚杆支护设计是非常重要的，锚杆支护设计正确不仅可以全面的施展出锚杆支护的优点、证实回采巷道的无危险，还可以减少成本，节约开支。

为了更好的让支护参数设计与锚杆支护技术理论得到完峻，提升现在的锚杆支护参数设计的真实性，同时让它拥有较为稳定的可以实施性。这篇论文在以锚杆支护基础理论为前提的情况上，通过对巷道锚杆支护的讨论，再次揭露了锚杆和围岩两者间的互相作用，并以此为根据提出了较为合理的，容易掌握的锚杆支护参数。

1 锚固复合承载体原理

当巷道开始挖掘后，原本是均衡情况的围岩受到压力分散，外面的围岩受到的压力从三面的受力变成了两面受力，这一情况通常会导致围岩产生碎裂的区域。为了保护巷道的坚固，运用锚杆对巷道的顶部和两侧进行加固，当多跟同等长度的锚杆按一定间距排列时，锚杆和锚杆区域内的碎裂岩体就造生了拥有承重能力的载体结构，这种载体结构被称为“锚固复合承载体”。锚杆支护的运用大大的减少了在这一载体内围岩的承力情况，提升了承载体的向内聚拢力，同时还有效的截断了巷道围岩破碎区的增大，很大程度上的保护了巷道的安全。

2 确保锚固复合承载体承载重力的几项原则

通过研究，我们可以得出以下结论，锚杆的取材、锚杆的长短、锚杆间间隔的距离等都会对锚固复合承载体产生很大的影响，为了能准确让巷道的围岩不存在变形，完美的施展锚固复合载体在一定时间限制内在巷道中的作用，因此在思考了现场的工具、锚杆的安装和生产成本的状况下，在巷道安装锚杆支护要考虑下面几个方面：

（1）锚杆锚固力的可靠性

在施工过程中，为了不对锚固复合承载体的承重力度有影响，锚杆的锚固体就要提升它的可靠性，而提升锚固体的可靠性需要注意以下几点，第一锚杆支护的“三径”要确保协作，第二在组装锚杆的时候，要依据锚固剂的搅拌时刻、凝胶时刻与等待时刻进行正确的操纵。在上面的几点都实行后，就可以很好的预防了锚固剂的失灵，极大程度的提升了它的可靠性。

（2）及时支护并施加较高的预紧力

预紧力作为锚杆支护的一项重要环节，是非常值得人们重视的，在施工中，当锚固支护完成了以后，一定要迅速的完成它的支护，并保证它的预紧力达到的高度是否足够的高，只有预紧力足够的高，才可以将锚固区域内的岩体凝聚在一起，形成有用的锚固复合承载体，确保在早期围岩不会变形，围岩裂隙不会扩散，围岩的内聚力、内摩擦力不会大范围的下降，让锚杆实现迅速增加阻力，并在高工作阻力下达到让压的目的，完成巷道的长久修护。

3锚杆支护参数设计步骤

从实施中表明，围岩繁杂和多变的特性，在古板的锚杆支护参数设计中，单单实行它们中的一类，完全无法实现较好的设计成果，只有采用多种设计的设计方法，如巷道围岩的地址勘察、最初设计、井下探测等等，才可以设计出完全吻合巷道围岩特质的方案。这篇论文在锚固复合承载体既使用锚杆支护参数也遵照上面说的动态消息的基础上，设计出了以下过程：

（1）巷道在开始设计之前，对现场进行实地勘查，包含两个内容：①在对巷道进行勘查时，着重对它的围岩地质进行调查；②分析它的断面的参数，并依据它的部署分析出它的受干扰范围；（2）依据巷道围岩的应力情况、断面的大小和形状和工程真实进程，创立锚固复合承载体的模型；（3）依据对巷道围岩的基本分析，算出锚固复合承载体的外在载重量，明确它需要的强度是多少；（4）依据锚固复合承载体，明确锚杆的长短、中间的间隔、粗细等会影响锚杆支护的参数。1）挑选锚杆长短、中间间隔、粗细。通常情况下，锚杆的长普遍选择1.6-2.4m，差值0.1m；锚杆间距和排距一般为0.6-1.2m，差值0.1m；锚杆直径一般为16-22mm，差值2mm。2）依据上面得出的数值区域，与现场的真实情况两相结合，通过锚杆的长短、锚杆的排列间隔、锚杆的粗细，创立组合方法，在知道了巷道的围岩地质情况和应力干扰系数以后，挑选出合适的锚杆支护方案；（5）再将上面的第一次挑选出来的计划再次进行挑选，在全面考虑了施工和经济等情况，挑选锚杆间距值大的一个组合计划，然后挑选锚杆的长短或者粗细，以此来挑选出经济、合理、科学的锚杆支护参数；（6）在最初设计的基本上，依据地质情况和巷道的断面大小对锚杆支护配件参数开始设计；（7）在施工过程中，设立巷道监控程序，对巷道的围岩实行一天二十四小时的动态监控，及时反映围岩数据，以确保计划方案的实施。

4工程应用

4.1 巷道地质条件

坐落在安徽省淮南市凤台县的西北的顾北矿井，井田分为两个生产程度，其中，一水平标高为-648m，矿井一水平划为北一、南一和南二，这3个开采地块又包含十个采区，而首要采集的北一地块又被分为4个采区。北一底板轨道上山巷道布置在泥质软岩中，地质构造复杂，围岩强度低，变形量大，U型钢支架失稳，拱顶部位U型钢支架剪断，临近工作面一帮向巷道内收敛严重，部分出现断裂的情况，整个巷道形状改变量又一米上下。

4.2 锚杆支护参数设计

依据实地对顾北矿井的调查和有关数据的测验，将这些参数输入程序。想到实验得出的是围岩的强度，因此两侧的围岩体强度只取岩块的百分之三十，里面的摩擦角一样，经过地应力的试验得到主应力为十三点八三兆帕，侧面的压力位零点八二，锚杆初次的选材为BHRB335的钢筋。因为顾北矿井使用锚网索喷的支护方式，因此他对顶板锚固力的要求为不低于一百千牛，侧面的锚固力不少于，喷混凝土时要进行两次，第一次喷的时候，混凝土的厚度不能少于五十毫米，第二次时，要喷够设计时的厚度一百五十毫米。思考到顾北矿井的使用时间比较长，同时预防锚固体范围外的离层，在锚杆支护的基本上还要采用锚索补强支护。

5 结束语

本文基于顾北矿的巷道条件出发，分析锚固复合承载的特性，结合支护原则给出了相应的支护方案。

参考文献

[1]杨振茂，马念杰，孔恒等.锚杆钻孔、杆体、树脂卷直径的合理匹配.岩石力学与工程学报，2004（6）；2001～2004.

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[3]孔恒，马念杰，王梦恕等.锚固技术及其理论研究现状和方向[J].中国煤炭第27卷第11期2001年11 月，23～30.