巷道锚杆支护技术参数的合理选择与设计(孙巧龙)
井巷工程锚杆支护设计方案
井巷工程锚杆支护设计方案一、前言井巷工程锚杆支护是指利用锚杆进行加固和支护井巷工程，以提高井巷的稳定性和安全性。
在矿山、隧道和地下工程中，井巷工程锚杆支护起着非常重要的作用。
本文将针对井巷工程锚杆支护的设计方案进行详细讨论。
二、背景井巷工程锚杆支护设计的前提是要对井巷的地质条件、工程要求、现场情况进行充分的调查和分析。
只有了解了这些信息，才能制定出切实可行的设计方案。
三、设计方案内容1. 井巷工程锚杆支护的类型井巷工程锚杆支护主要包括预应力锚杆、地锚杆、钻孔锚杆等类型。
在设计方案中，需要根据井巷的具体情况和工程要求选取相应的锚杆支护类型。
2. 井巷工程锚杆支护的结构形式在设计方案中，需要确定井巷工程锚杆支护的结构形式，包括锚杆的布设方式、钢筋混凝土和喷浆锚杆配合使用等。
3. 井巷工程锚杆支护的技术要求在设计方案中，需要明确井巷工程锚杆支护的技术要求，包括锚杆的材料选用、规格和长度、锚杆的预应力和锚固技术等。
4. 井巷工程锚杆支护的施工工艺在设计方案中，需要详细描述井巷工程锚杆支护的施工工艺，包括锚杆的制作、预应力锚杆的张拉、锚杆的灌浆、锚杆的布设等。
5. 井巷工程锚杆支护的质量检验与验收在设计方案中，需要明确井巷工程锚杆支护的质量检验与验收标准和程序，以确保锚杆支护工程的质量和安全。
四、设计步骤1. 调查与分析井巷的地质条件和工程要求，确定井巷工程锚杆支护的类型。
2. 根据井巷的具体情况确定锚杆支护的结构形式和技术要求。
3. 制定井巷工程锚杆支护的施工工艺方案和质量检验与验收标准和程序。
4. 撰写井巷工程锚杆支护的设计方案。
五、设计实例以某矿山的井巷工程为例，该井巷的地质条件为岩层较硬，倾斜度较大，设计要求是提高井巷的稳定性和安全性。
根据实际情况，确定了预应力锚杆和地锚杆结合的支护方案，采用钢筋混凝土锚杆，锚杆的预应力和锚固技术采用液压张拉机进行施工。
在施工工艺上，采用了先灌浆再张拉的工艺流程，以确保锚杆的牢固和稳定。
巷道锚杆支护参数设计
巷道锚杆支护参数设计巷道锚杆支护是指利用锚杆将岩体固定在边坡上，以增加岩体的稳定性和承载能力的一种支护措施。
在巷道工程中，锚杆支护是一种常用且有效的岩体支护方式，适用于高应力、大变形、薄弱岩层等困难地质条件。
巷道锚杆支护的参数设计是关键，下面将详细介绍巷道锚杆支护参数设计的内容和要点。
1.锚杆的种类选择：根据巷道支护的具体要求和地质条件选择合适的锚杆类型，常见的锚杆有锚杆、预应力锚杆、高压锚杆等。
不同类型的锚杆具有不同的承载能力和抗剪强度，需要根据具体情况选择合适的锚杆类型。
2.锚杆的长度和直径：根据设计要求和岩体的稳定性分析确定锚杆的长度和直径。
一般情况下，锚杆的长度为岩层的厚度加上一定的过长量（通常为2-3倍的锚杆直径），以确保锚杆能够充分发挥作用。
锚杆的直径根据巷道的尺寸和岩体的情况来确定，一般为20-32毫米。
3.锚杆的安装间距：锚杆的安装间距要根据岩体的稳定性和锚杆的承载能力来确定。
一般情况下，锚杆的安装间距为锚杆长度的1.5-2倍，以确保锚杆能够均匀地分布在巷道围岩中，提高整体的支护效果。
4.锚杆的布置形式：锚杆的布置形式一般分为单排布置和双排布置两种。
单排布置适用于较宽的巷道和边坡锚固，双排布置适用于较窄的巷道和支护面积较大的巷道。
根据实际情况选择合适的布置形式，以确保锚杆能够充分发挥作用。
5.锚杆的预应力设计：预应力锚杆是通过施加预加载力使其锚固区域产生压应力，从而提高锚杆的承载能力。
预应力锚杆的预应力值要根据岩体的强度和稳定性要求来确定，一般为0.5-1倍的锚杆的抗拉强度。
巷道锚杆支护参数设计的关键是要根据具体地质条件和设计要求进行合理选择和确定。
在参数设计中，要充分考虑巷道围岩的强度、稳定性和变形性能，保证锚杆能够充分发挥作用，并且要进行合理的预测和计算，确保锚杆支护的有效性和安全性。
同时，在实际工程中还需要进行监测和检测，及时调整和修正参数设计，以确保巷道锚杆支护的长期稳定性和安全性。
煤矿巷道锚杆支护技术
（4）1980~1990年，锚杆支护形式更加多样化，出现了混合锚 固锚杆、钢带式组合锚杆、桁架锚杆、可拉伸锚杆、锚注锚 杆等特种锚杆，锚索加固技术也得到了应用，树脂锚杆材料 得到了进一步改进与提高。
随着巷道支护技术的发展与支护水平的提高，岩巷布置已
逐步转变为煤巷布置。特别是现代化矿井，岩巷占的比例 已经很少。大量使用煤巷虽然增加了巷道支护难度，但带 来了很多优点：显著降低了巷道掘进费用，大大提高了施 工速度，缩短了矿井建设周期，巷道掘进出煤，增加了经 济效益，减少了矸石排出量。
（2）岩石顶板煤巷向煤层顶板巷道和全煤巷道发展
（2）根据煤矿巷道特点，采用比较合理的锚杆支护设计方法。 如澳大利亚、英国等采用“地质力学评估—初始支护设计— 井下施工与监测—信息反馈与修改设计—日常监测”的设计 方法。这种方法符合煤矿巷道地质条件复杂性与多变性的特 点，因此得到国际上的普遍认可和采用。
（3）根据本国巷道地质与生产条件，采用适宜的锚杆形式。如 澳大利亚、英国主要采用树脂全长锚固螺纹钢锚杆。美国使 用的锚杆种类比较多，包括树脂锚固锚杆、涨壳式锚杆及混 合锚固锚杆。德国除使用树脂锚固锚杆外，还研制了可拉伸 锚杆，使锚杆既具有足够的支护阻力，又有一定的延伸性， 适应围岩变形强烈的条件。
改变了巷道表面岩体的受力状态，由二向受力状态转化为三 向受力状态，提高了岩体的承载力。
（2）变“被动支护”为“主动支护”
棚式支护等待围岩变形、破碎后支撑，承载。 锚杆支护利用锚固剂、杆体、托板及各种构件或喷层，给围
巷道底角锚杆支护参数选取
收稿日期: 2012 － 04 － 26 作者简介: 郭荣勤( 1969—) ，男，河南邓州人，工程师，1994 年毕业 于阜新矿业学院，现从事矿山设计和技术管理工作。
2 锚网巷道底角应力分析
在锚网支护的巷道，巷道两帮在帮锚杆的组合 锚固作用下，形成一个近似的条形岩柱，巷道顶部的 压力通过巷道两帮的岩柱传输到底板岩石中，致使 底板岩石的应力重新分布( 图 2) 。
图 2 巷道底角应力分布示意
根据矿压理论分析易知: 巷道底角部分按照应 力大小渐变规律分为原始应力区( δ = γh) 和应力集 中区( δ = kγh) ，根据圆孔周围应力分布规律，一般 情况下巷道底角应力集中区的应力值约为原始应力 的 2 倍( 即 k = 2) ［1］。
根据应力作用的特点，可将底角部位受力模型 简化为 3 个区: 主应力区、被动应力区和中间区( 图 3) 。底鼓流变主要是主应力区通过 AB 面滑动将应 力传输给中间区，中间区的介质( 岩体) 在力的推动 下向底板被动应力区扩散，引起巷道发生底鼓。根 据建筑力学条形基础下地基应力分析易知: AB 滑动 面与水平面的夹角 θ≈45° + φ /2。其中，φ 为岩石 的内摩擦角( 由巷道底板岩性决定) 。
根据施工实践一般可选用 Z2835 型树脂锚固药 卷［2］，药卷规格为 28 mm × 350 mm，锚固力大于 60 MPa，固化时间 12 min; 每根锚杆用 2 ～ 3 卷。
4 支护效果分析
4. 1 支护应力 通过对图 5 所示的 OD 面上某一质点受力分析
推算得知，可以通过底角锚杆形成的一个侧向倾斜 锚固面 AB 的力 σ3 ，将垂直应力向巷道两侧深部分 解，且加大了 AB 破裂面的内聚力，同时产生一个垂 直于锚固面的上阻力，阻止两帮压力区物质的流变。 分解应力的大小分别为: ①将顶部传给两帮的应力 向两侧深部分解，σ3 = σtan α = σtan( 45° － φ /2) ; ② 阻止两帮压力区物质流变的力，σ4 = σ / cos α = σ / cos( 45° － φ /2) 。
煤巷锚杆支护参数优化实施方案
参数调整建议
锚杆长度
根据数值模拟分析和工程实践验证结 果，合理增加或减少锚杆长度，以提 高支护效果和降低成本。
锚杆直径
根据围岩性质和锚杆承载力要求，选 择合适直径的锚杆，以提高锚固力和 降低材料消耗。
锚杆间距
根据数值模拟分析和工程实践验证结 果，合理调整锚杆间距，以提高巷道 整体支护效果和降低成本。
后期维护阶段
定期巡检
对支护完成的煤巷进行定期巡检，检查锚杆是否有松 动、破损等情况，发现问题及时处理。
维护保养
对使用的工具和设备进行维护保养，确保其处于良好 状态。
记录与分析
对施工过程和后期维护情况进行详细记录，并对记录 数据进行统计分析，为后续类似工程提供参考。
05
预期效果与影响
对巷道安全性的影响
优化后的锚杆支护体系能够延 长巷道的使用寿命，减少企业 的重复投资，进一步提高经济 效益。
06
风险评估与对策
可能的风险因素
地质条件复杂
煤巷所在区域的地质条件可能存在不确定性 ，如断层、破碎带等，给锚杆支护带来风险 。
施工工艺落后
在锚杆支护施工过程中，如果采用落后的施工工艺 或设备，可能影响支护效果，甚至引发安全事故。
经过现场试验验证，优化后的煤巷锚杆支护参数能够有效提高巷道围岩 稳定性，降低巷道变形和破坏风险，减少维修和维护成本。
03
适用范围
本实施方案适用于不同地质条件和采矿条件的煤巷锚杆支护工程，具有
一定的推广应用价值。
对未来研究的建议
深入研究煤巷围岩力学性质
进一步研究煤巷围岩的力学性质、变形规律和破裂机制，为锚杆支护 参数优化提供更准确的依据。
当前，许多煤矿在煤巷锚杆支护方面仍存在一些问题，如支护参数不合理、巷道变形严重等，这些问题 不仅影响了矿井的安全生产和经济效益，还增加了维修和加固成本。
浅析煤矿开挖巷道锚杆支护参数的合理选择
１引 言 近几 年来 ， 锚 杆支 护 已是煤矿巷 道 主要 的支护 方式 。 要保 障锚 杆支 护的安 全 和经济 性 ， 在选择 锚杆支 护时 ， 关键 问题就 是如何正 确的选 择锚杆 支护参 数 ， 以实现 既经济合理 ， 又能较好 的达 到支护 效果 的 目的 。 在此 ， 引入 围岩松动 圈和 锚 杆支 护机 理为 基础 理论 ， 论述锚 杆 支护 的参 数选 择 问题 。 ２圈岩松 动 圈理 论 和锚杆 支 护机 理 １ ） 围岩松 动 圈理论 。 对 于地 下岩 体来说 ， 在 开挖 之前是 处于 原始 应力 平衡 的状 态 ， 当开挖 后这 种平衡 状态 遭到破 坏 ， 由原来 的单 向应力状 态变 为双 向应 力状 态 ， 并在巷道 周 围产生 了应力集 中 。 而巷道 的周边变 为单 向应力状 态 ， 此时 径 向应力 ｏ ｒ 下 降为零 ， 切 向应 力 ｏ ｔ 则集 中 。 当围岩 集 中应力 ｏ ｖ Ｊ ， 于岩体 强度 时， 围岩处 于弹 性变 形状 态 ； 当 围岩集 中应 力 。 吠 于岩 体强 度时 ， 则 围岩 就 会 产 生破裂 松动 ， 并 由巷 道周 边开始 向深 部发展 ， 这种破 裂松 动深 入 围岩 深 部的 距 离则称 为 围岩松 动 区 的厚 度 ， 这 个破 裂 区也就 常称 为 围岩松 动 圈。 ２ ） 锚 杆支护 机理 。 对于这 类 的开 挖岩体 ， 在现 有的支 护条件 下 ， 若试 图采 用 支护 手段来 阻止 围岩 的松 动破坏 则是不可 能的 ， 而支护 的作 用只是 限制 围岩 松 动圈 形成过程 中破 碎力所 造成 的有害变 形 。 所以， 采用锚杆 支护 ， 若要 达到 较好 的支 护效果 ， 那么 其锚 杆的布置 和参数 就必须考 虑松动 圈 内岩 体 的变 形及破 坏 情 况。 锚杆 支护 的 主要 作用 ， 也就 是通 过巷 道周 边 的数根 锚 杆 ， 使 岩体 互相 挤 压， 从 而形 成一 个 接近 原岩 强度 的 组合 承载 结构 ， 既锚 固 围岩 的表层 ， 防止 冒 落， 又 能利 用岩 体本 身 强度 来实 现稳 定 的支 护效 果 。 显然 ， 锚 杆 支 护参 数 的选 择， 必须 适应 围岩 松动 圈岩 体的特 性 。 确定松 动 圈的性 质 ， 才能 以此 为依据 ， 正 确、 合理 选 择锚 杆支 护 的基本 参数 。 ３围岩 松 动 曩的 分类 与测 定 根据上述 围岩松动 圈支护 理论 的分析可知 ， 各个 煤矿可根 据具体 实测资 料
煤矿建井巷道施工锚杆支护的原理、参数设定及设计方法
煤矿建井巷道施工锚杆支护的原理、参数设定及设计方法摘要：为提高支护的强度和效果如通常采用锚杆辅以锚索做加强支护，锚杆理论已用理论方法确定煤矿巷道、硐室支护参数阶段，用该理论设计的巷道、硐室支护有理有据，文章就此提出论点，供广大同仁参考、指正。
关键词：煤矿矿井巷道锚杆支护1、锚杆支护作用原理锚杆是一种安设在巷道围岩体内的杆状锚栓体系。
采用锚杆支护的巷道，就是在巷道掘进后向围岩中钻锚杆眼，然后将锚杆安设在锚杆孔内，对巷道围岩进行加固，以维护巷道的稳定性。
1.1悬吊作用悬吊作用是指将要冒落的围岩或者软弱岩层，用锚杆悬吊于上部的坚硬岩体上，由锚杆来承载围岩或者弱岩的重量。
1.2组合梁作用可将平顶巷道层状顶板看作是由巷道两帮为支点的叠合梁，在荷载作用下，各层板梁都单独弯曲，每层板梁的上下缘分别处于受压和受拉状态。
但是用锚杆将各组合板梁压紧之后，在荷载作用下，就如同一块板梁的弯曲一样，提高了板梁的抗弯强度，可以提高顶板岩层的承载能力。
1.3挤压加固拱作用在巷道周围系统地布置锚杆，使巷道拱部节理发育的岩体连接在一起，便在一定的范围内形成一个连续的、具有一定自承能力的拱形压缩带，使巷道围岩由原来作用在支架上的荷载变成了承载结构，以支承其自身的重量和顶板压力。
1.4减跨作用在巷道内安设锚杆，能够减少压力拱的高度和跨度。
如在巷道跨中打一根锚杆，相当于在该处打一根支柱，使原来的拱分为两个小拱，小拱的跨度为原拱的一半。
如果打三根锚杆，就相当于将原来的拱分成四个小拱，压力拱的跨度为原拱的四分之一，同时压力拱的高度也明显降低。
1.5围岩补强加固作用巷道深处围岩内的岩石处于三向受力状态，而靠近巷道周边的岩石则处于二向受力状态，后者的强度远远小于前者，因此容易受破坏而丧失稳定性。
在巷道内安设锚杆后，有些围岩又部分地恢复为三向受力状态，增强了自身的强度。
此外，锚杆还可以增强岩层弱面的抗剪强度，使巷道周边的围岩不易破坏和失稳。
2、锚杆支护参数的确定目前，用于煤矿巷道支护设计的主要的锚杆支护参数设计方法有下列几种：（1）悬吊机制及其围岩条件：在层状岩体中，锚杆将下部不稳定岩层悬吊在上部稳固的岩层上，锚杆承受的载荷为下部不稳定岩层的重量。
浅析煤矿不稳定巷道条件下锚杆支护参数的合理选择(杨龙)
浅析煤矿不稳定巷道条件下锚杆支护参数的合理选择杨龙（淮北朔里矿业有限责任公司；安徽淮北 235052）摘要:巷道支护稳定性影响因素、支护机理及支护参数选择与确定原则等。
关键词:不稳定巷道；支护参数；合理选择1 引言在煤矿井下巷道的支护过程中，其方法对掘进速度、支护材料消耗、支护成本和采面的端头支护等都有直接的影响。
随着采掘机械化水平的不断提高，采准巷道断面的不断加大，更需要改善和简化巷道与端头的支护工艺。
在实践中，锚喷支护在岩巷中表征着良好的力学特征，实现了悬吊组合梁和楔固机理，有效地加固顶板岩层，保持了巷道顶板的完整性，使顶板处于良好的受力状态，有效控制了顶板的自由变形。
现实中，往往由于多种客观因素的影响，大多数的矿井都不能根据不同类别的巷道特征，及时选用相应的支护参数与工艺，以致于影响巷道的服务周期、安全性和经济性。
因此，在巷道的支护过程中，很有必要进一步研究合理的支护参数，以正确指导巷道的合理设计与施工，保障巷道的稳定性和合理的施工成本。
2 巷道地质概况在我们单位及周围矿井中，不少支护巷道都处在泥岩层中或边缘处。
这些层位的泥岩特性为:呈灰黑色，节理发育，层理不清，性脆致密，呈块状，具鲕粒结构，稳定性差，吸水易变软和膨胀。
巷道围岩岩性较差，且受到淋水的作用，从而岩体局部较软，承载能力较低。
它对巷道的后期稳定性造成了极大的影响，属于稳定性较差或不稳定巷道。
这种条件下，如采用刚性金属支架支护，其成本高，施工难度也大，且承载能力不足以抵抗回采引起动压的互动作用，所以应考虑采用主动支护方式，并选用合理的锚喷联合支护结构和参数，以充分调动围岩本身作为支护结构的组成部分，共同来承受动压的作用，实现稳定支护。
3 支护基本机理巷道支护参数的合理性，与确定参数的理论依据有关，同时还与巷道的稳定性有关。
通过工程测试可知，作为“新奥法”的核心内容，是确定巷道支护形式、参数、时间的一个重要依据。
对于锚杆支护系统，其理论基础可参照“围岩松动圈巷道支护理论”进行。
煤矿井下掘进过程中巷道锚杆支护技术
煤矿井下掘进过程中巷道锚杆支护技术摘要：改革后，受社会发展的影响，促进了科学技术水平的进步。
现阶段，锚杆支护是煤矿井下掘进开采中的重要安全防护方法,以钢筋、锚索为原材料,在开采现场设置稳定可靠的锚栓结构,提供有效的支撑力,优化受力条件后,有效维持巷道周边岩体的稳定性。
但煤矿井下掘进环境特殊,锚杆支护技术应用中存在诸多难点,需加强探讨,以便更为合理地采取支护措施。
关键词：矿井生产；巷道支护；锚杆支护；技术分析引言锚杆安全支护设备是焦煤矿井安全设备生产的重要技术保证，是矿井安全运行的先决条件。
煤矿道路巷道安全支护施工技术的广泛运用，是保证煤矿安全经营生产的重要技术保证，对矿井的稳定、优化支护、节约支护成本、提高矿井的产量、提高矿井的质量都具有重要意义。
随着国家环保意识的提高，煤炭的洁净度和使用效率越来越受到重视。
我们在保证矿井生产安全的前提下，使其在矿井生产中得到了广泛的应用，并取得了较好的经济效益。
与常规的支护相比，采用锚杆支护方法具有更好的优越性，能极大地减少矿井的投资，从而提高矿井的经济效益。
1煤矿掘进巷道锚杆支护技术概述该技术主要对煤矿巷道进行支护，成本低且操作简单。
通过实施该技术可以加强巷道支撑力，对其产生保护作用，维护煤矿生产环境的安全性。
在该技术的实施过程中，螺纹钢是主要材质，可以保证支护承载力。
在开展技术施工前，施工人员要根据地下环境的具体情况选择不同类别锚杆。
如果围岩稳定，可以选择直径小的锚杆；如果围岩处于不稳定状态，则可以选择直径大的锚杆；如果施工区域内的煤矿较为松软，则选择长度长的锚杆施工。
但该技术后期开展维护与检修工作较麻烦，在具体应用过程中无法对事故做出预判，在地形条件极为复杂的巷道中存在较多安全隐患。
另外，在实施该技术时，其对设计人员及施工人员的技能水平要求极高，唯有结合工程实际所需，设计合理的施工图纸，才可确保施工人员顺利施工，充分发挥锚杆的支护作用。
传统煤矿开采时，施工人员使用不同类型的金属支架对巷道进行支护，但该形式参与人员过多，使工程人力成本上升，工程整体经济效益下降。
煤矿建井巷道施工锚杆支护施工技术
・ ５ ・
煤矿建 井巷道施工锚杆支护施工 技泰 工程质量检测公 司， 黑龙 江 双鸭山 １ ５ ５ １ ０ ０ ） 摘 要： 在许 多煤矿 建井巷道施 工中， 锚杆 支护施 工技 术得到普遍的应用。 这种既经济又 实用的支护技术在具体的施工过程 中也会 出 现 一定缺 陷。通过介绍锚杆 支护的作用原理、 支护参数 以及如何进行锚杆 支护 工程 的施 工和检验 等方面 ， 旨在给煤矿建 井施工锚杆 支护 工作 带来一 定的技术参考 。 关键词： 煤矿 建井 ； 锚杆支护 ； 巷道施工 ； 支护参数设计 随着我 国工业的不断发展 ，对于煤矿建井的相关技术有着一定的 较为科学的锚杆设计参数。 要求。 在 目前的煤矿建井巷道施工中常见的支护方式有很多种 ， 但是都 ｃ ． 三铰拱机制及围岩条件。某些块状的围岩被裂隙切割 ， 这时可 以 存在着一定的有点和缺陷。 例如 ， 架棚支护和料石砌碹支护的技术虽然 用锚杆把危ｇ， ｇ吊起来 ， 形成类似三铰拱的结构 ， 把危石加固成一个能 有一定 的优势 ， 但是它们的建筑成本相对较高 ， 而且 ， 工程进度 比较慢 ， 承受载荷的整体结构。 在一些大型的工程施工 中已经被淘汰。但是锚杆支护技术可以做到经 ａ ． ￣ ｊ Ｃ ｊ 压缩拱机制及围岩条件。 采用点状分布形式的锚杆的预拉应 济实用 ， 且安全程度较高。在与以往的支护技术进行对 比的时候 ， 其建 力能够形成以锚杆端部为顶点的压缩区。如果把锚杆沿拱形端面均匀 设 成本 明显 较少 。 系统地安装 ， 那么在拱形巷道周 围就会形成连续均匀的压缩带 ， 并将应 １锚杆 支护 的各种 作 用原理 力向两边深部的围岩传递 ，这个均匀压缩带的承载能力取决于锚杆长 锚杆支护技术 ， 顾名思义就是在煤矿巷道 围岩处进行打孔， 然后将 度 、 锚 杆 间距和 预拉应 力 。 锚杆安装在其中， 用这种方式对围岩进行加固， 达到其稳定的效果。锚 ２ ． ２锚杆支护的设计方法分析 杆支护作用有很多 ， 包括悬吊、 组合梁 、 挤压力 Ｉ １ 固拱等等。 ２ ． ２ ． １锚杆支护的参数设计选择 的只是巷道周围的—个点或几个点 １ ． １ 锚杆支护的悬 吊和组合梁作用原理 的综合地质技术资料的均值 ，但是设计出来的支护参数却要用于整个 对于煤矿的挖掘来说 ， 上下岩层的稳定性不 同， 一般来说 ， 下部岩 矿井 ，这样既会导致矿井 中大部分区域的参数设计太大 ，浪费支护材 层 的稳定 眭远远比不上上部岩层。而运用锚杆技术主要是运用锚杆将 料， 增加支护成本， 同时巷道 的某些特殊区域的支护参数设计不足 ， 进 下部不够稳定地岩层悬吊在上部较为稳定的岩层上。 在这个过程中， 下 而会引发冒顶事故。 部岩层的重力就是锚杆的压力 。 矿井的巷道可以简化为叠合梁。 由于承 ２ ． ２ ． ２锚杆支护的 载的强度较大 ， 有些岩层就会出现弯曲或者断裂的现象。 每层梁受力情 近年来， 随着锚杆支护技术的不断运用， 一些工作 的人员对于锚杆 况较为复杂 ， 而且所受压力较大， 其强度不够。但是在其 中间安装锚杆 的参数的设计方法已经有所改善 ，在摒弃了传统的参数设计方法的同 之后 ， 就会形成较强的摩擦力 ， 久而久之就会将多个薄岩层形成—个厚 时，运用先进的技术来进行准确的计算 。有效地将技术与理念有机结 岩层 ， 利用锚杆进而形成组合梁， 其承受能力较大。这样就提高了梁的 合 ， 这种设计参数的方式是从综合角度考虑 ， 对数据进行分析， 用到 的 方法主要是工程类 比法。 在对未支护部位进行参数分析的基础上 ， 对 已 整体强度。 １ ． ２ 锚杆支护的组合加固供作用原理 经支护的部位的参数进行有效地调整 ， 提高了工程的效率 ， 提高 了管理 矿井巷道中的拱形部位所承受 的压力较大 ， 包括破碎岩石从径向、 的科 学 胜。 ３锚杆支护的具体施工和检验 轴向和周向的压力。 但是在这种 清况下如果安装锚杆 ， 将薄弱的岩层连 接 在一 起 ， 进 而形 成— 个拱形 的压 缩带 。 ３ ． １锚杆支护的施工注意事项 １ ． ３ 锚杆支护减跨作用和围岩补加强作用原理 锚杆支护的施工工序主要就 ２步： 钻锚杆孔和安装锚杆。但是在锚 在巷道的压力拱跨中安设 １ 根锚杆 ，这样原来的 １ 个压力拱被分 杆支护施工之前 ，必须根据锚杆布置方式的设计要求用巷道中的腰线 成２ 个小拱 ， 压力拱的跨度降低 了 １ ／ ２ ， 高度也相应降低； 如果在 １ 个 标出锚杆孔位， 这样才不会在钻锚杆孔时出现差错 。钻锚杆孔时， 要严 压力拱中安设 ２ 根锚杆 ， 原来 的一个压力拱被分成 ３ 个小拱 ， 压力拱的 格按照锚杆支护设计要求钻孔。锚杆孔钻完之后就可以进行锚杆的安 跨度降低 了 １ ／ ３ ， 高度会进一步ｇ ４ｔ ＂ ￣。 如果在巷道内部安装锚杆使部分 装 。 ３ ． ２锚 杆 支护 的检验 巷道周边岩石从二向受力变为三向受力 ，这样一方面可以增强 围岩的 自身强度 ； 另一方面锚杆增加 了围岩的抗剪切强度 ， 巷道周边的围岩就 对于锚杆支护工程， 为了保证锚杆的安装质量 ， 施工完毕后也要进 行各个方面的检验。一般金属楔缝式的锚杆孑 Ｌ 的深度 比锚杆短 ５ ０～ 不容易发生严重变形和被破坏。 ７ ０ ｍ ｍ ， ￣ Ｊ 楔式锚杆孔 的孔深比锚杆短 １ ０ ０—１ ２ ０ ｍｍ； 锚杆孔的直径要和 ２锚杆支护的参数设计和设计方法 锚杆 的直径配合适 当， 锚杆孔的直径太小 ， 锚杆安装不进去 ， 锚杆孔直 ２ ． １ 锚杆支护 的参数设计 锚杆支护的参数的设计是一项重要的施工环节。因为在锚杆进行 径太大 ， 锚杆定位不牢固 ； 如果托板与岩石面全部接触 ， 托板受力会更 能 够显 著 增强 托板 的承 载能 力 ， 因此安 装托 板前 要尽 量把 岩石 支护完毕 的时候， 要对锚杆的支护参数进行有效地设定。 参数就是锚杆 加均 匀 ， 螺帽拧得越紧锚杆内部产生的预应力就越大， 所以在安装螺帽 的支护强度 ， 如果强度较小就会影响到围岩的稳定程度 ， 失去了锚杆的 面凿平 ； 作用 ； 如果强度过大就会造成原料的浪费， 增加一定的经济成本。 所 以， 时要尽量用扳手把螺帽拧紧。 ４结 论 在具体的工作中， 要根据实际的情况确定锚杆的参数 ， 考虑的主要因素 总而言之 ， 进行巷道支护可以有效地提高围岩的稳定性， 运用锚杆 就是 施工 现场 地 质 睛况 。 支护的方式可 以有效的节约成本， 提高工作效率， 保证煤矿施工人员的 就 目前来说， 较为常用的煤矿井建支护设计方法有以下四种 ： 安全。 锚杆支护要具体问题具体分析， 对于不同的岩层采取不同的支护 乱 悬吊机制及围岩条件。 我们知道 ， 在层状 的岩体 中， 锚杆的支护主要是利用锚杆将下层较 方法 ， 同时对于支护参数要进行仔细认真的设计， 这样才能保证整个施 为薄弱的岩体悬吊在上层 的岩体上 ， 以增加其稳定性。在这种情况下， 工工程的顺利进行。 参考 文献 锚杆所受的压力主要是下层岩体的重力。 １ １ 张如 玉 ， 张种 ． 浅谈 我 国煤矿 锚 杆 支护技 术发展 现 状 与 前景 明． 民营科 ｂ ． 组合梁机制及围岩条件。 这种求组合梁的设计参数的的公式如下 『
煤矿巷道锚杆支护参数设计
巷道锚杆支护参数设计一、锚杆支护理论研究（一）锚杆支护综述1、锚杆支护技术的发展锚杆支护作为一种有效的、技术经济优越的采准巷道支护方式，自美国1912年在aberschlesin（阿伯施莱辛）的Friedens（弗里登斯）煤矿首次使用锚杆支护顶板至今已有90多年的历史。
1945~1950年，机械式锚杆研究与应用；1950~1960年，采矿业广泛采用机械式锚杆，并开始对锚杆支护进行系统研究；1960~1970年，树脂锚杆推出并在矿山得到了应用；1970~1980年，发明管缝式锚杆、胀管式锚杆并得到了应用，同时研究新的设计方法，长锚索产生；1980~1990年，混合锚头锚杆、组合锚杆、特种锚杆等得到了应用，树脂锚固材料得到改进。
美国、澳大利亚、加拿大等国由于煤层埋藏条件好，加之锚杆支护技术不断发展和日益成熟，因而锚杆支护使用很普遍，在煤矿巷道的支护中的比重几乎达到了100%。
澳大利亚锚杆支护技术已经形成比较完整的体系，处于国际领先水平。
澳大利亚的煤矿巷道几乎全部采用W型钢带树脂全长锚固组合锚杆支护技术，尽管其巷道断面比较大，但支护效果非常好。
对于复合顶板、破碎顶板及其巷道交叉点、大跨度硐室等难维护的地方，采用锚索注浆进行补强加固，控制了围岩的强烈变形。
美国一直采用锚杆支护巷道，锚杆消耗量很大。
锚杆种类也较多，有胀壳式、树脂式、复合锚杆等。
组合件有钢带。
具体应用时，根据岩层条件选择不同的支护方式和参数。
锚杆支护发展最快的是英国。
在1987年以前，英国煤矿巷道支护90%以上采用金属支架，而且主要是矿用工字钢拱型刚性支架。
由于回采工作面单产低、效率低、巷道支护成本高，因而亏损严重。
为了摆脱煤炭行业的这种困境，在巷道支护方面积极发展锚杆支护，到1987年，英国从澳大利亚引进了成套的锚杆支护技术，从而扭转了过去的被动局面，煤巷锚杆支护得到迅速发展，经过近10年实验的基础上，又进行了改进和提高，到1994年在巷道支护中所占的比重己达到80%以上。
矿煤巷锚杆支护技术优化研究
矿煤巷锚杆支护技术优化研究发布时间：2021-12-30T06:58:26.529Z 来源：《中国科技人才》2021年第24期作者：张明强[导读] 巷道支护技术发展到今天，锚杆支护显著的优越性已成共识。
锚杆支护在煤矿现场的应用发展迅猛，然而，由于锚杆支护理论的发展相对滞后，井下锚杆支护设计往往与巷道围岩稳定性不能相互匹配，支护设计结果无法实现最优化。
因此，科学地寻找锚杆支护设计在安全和经济两方面之间的最佳点，对矿井安全生产和经济效益的意义是显而易见的。
张明强山东新巨龙能源有限责任公司 274918摘要：巷道支护技术发展到今天，锚杆支护显著的优越性已成共识。
锚杆支护在煤矿现场的应用发展迅猛，然而，由于锚杆支护理论的发展相对滞后，井下锚杆支护设计往往与巷道围岩稳定性不能相互匹配，支护设计结果无法实现最优化。
因此，科学地寻找锚杆支护设计在安全和经济两方面之间的最佳点，对矿井安全生产和经济效益的意义是显而易见的。
关键词：锚杆支护；参数优化；应用成功的锚杆支护设计是依据支架与围岩的共同作用原理，使巷道围岩稳定性类别、围岩岩体结构、巷道断面特征、巷道用途、服务年限、围岩地质构造及地下水的影响程度等条件与锚杆支护的结构组成、工作原理和技术参数相协调。
巷道锚杆支护结构的优化选择的目的就是为了解决在一定的工程地质和生产技术条件下，如何选择与巷道围岩稳定性的状况相匹配的合理锚杆支护强度、支护形式以及最优的锚杆支护参数区间。
1 锚杆支护系统优化选择的基本思想巷道围岩稳定性分类是以巷道掘进以后围岩中产生的变形和破坏特征为基础，将巷道围岩稳定性按支护的难易程度进行分类，以便为巷道支护设计、施工以及管理提供科学的依据。
在锚杆支护系统中，支护所受的压力及其变形，来自巷道围岩在自身平衡过程中的变形或破裂导致对支护的作用，因此，巷道围岩性态及其矿压显现的规律对锚杆支护的作用有重要影响。
锚杆支护系统优化选择的主要内容包括两个方面，即锚杆支护结构形式的选择以及锚杆支护参数的选择。
巷道锚杆支护参数设计
巷道锚杆支护参数设计一、锚杆支护理论研究（一）锚杆支护综述1、锚杆支护技术的发展锚杆支护作为一种有效的、技术经济优越的采准巷道支护方式，自美国1912年在aberschlesin（阿伯施莱辛）的Friedens（弗里登斯）煤矿首次使用锚杆支护顶板至今已有90多年的历史。
1945~1950年，机械式锚杆研究与应用；1950~1960年，采矿业广泛采用机械式锚杆，并开始对锚杆支护进行系统研究；1960~1970年，树脂锚杆推出并在矿山得到了应用；1970~1980年，发明管缝式锚杆、胀管式锚杆并得到了应用，同时研究新的设计方法，长锚索产生；1980~1990年，混合锚头锚杆、组合锚杆、特种锚杆等得到了应用，树脂锚固材料得到改进。
美国、澳大利亚、加拿大等国由于煤层埋藏条件好，加之锚杆支护技术不断发展和日益成熟，因而锚杆支护使用很普遍，在煤矿巷道的支护中的比重几乎达到了100%。
澳大利亚锚杆支护技术已经形成比较完整的体系，处于国际领先水平。
澳大利亚的煤矿巷道几乎全部采用W型钢带树脂全长锚固组合锚杆支护技术，尽管其巷道断面比较大，但支护效果非常好。
对于复合顶板、破碎顶板及其巷道交叉点、大跨度硐室等难维护的地方，采用锚索注浆进行补强加固，控制了围岩的强烈变形。
美国一直采用锚杆支护巷道，锚杆消耗量很大。
锚杆种类也较多，有胀壳式、树脂式、复合锚杆等。
组合件有钢带。
具体应用时，根据岩层条件选择不同的支护方式和参数。
锚杆支护发展最快的是英国。
在1987年以前，英国煤矿巷道支护90%以上采用金属支架，而且主要是矿用工字钢拱型刚性支架。
由于回采工作面单产低、效率低、巷道支护成本高，因而亏损严重。
为了摆脱煤炭行业的这种困境，在巷道支护方面积极发展锚杆支护，到1987年，英国从澳大利亚引进了成套的锚杆支护技术，从而扭转了过去的被动局面，煤巷锚杆支护得到迅速发展，经过近10年实验的基础上，又进行了改进和提高，到1994年在巷道支护中所占的比重己达到80%以上。
提升矿井巷道掘进速度的锚杆支护技术探析
提升矿井巷道掘进速度的锚杆支护技术探析摘要：随着现代矿业的发展，矿井巷道掘进的速度成为提高生产效率和减少成本的关键因素之一。
锚杆支护技术作为矿井巷道掘进的重要手段，对提高掘进速度起到了至关重要的作用。
本文针对提升矿井巷道掘进速度的锚杆支护技术进行了全面的研究和分析，包括技术原理、应用案例以及存在的挑战和改进方向。
通过深入研究和实践验证，本文提出了一系列可行的方法和建议，旨在为矿业企业提供有效的技术支持，进一步提升矿井巷道掘进速度，实现矿业生产的可持续发展。
1锚杆支护技术的原理1.1 锚杆的作用机理锚杆支护技术是通过锚杆的设置和应力传递，增强岩体的稳定性和承载能力，从而确保矿井巷道的安全和稳定。
锚杆的作用机理主要包括以下几个方面：第一，承载作用。
锚杆通过与岩体形成摩擦或黏结作用，将巷道的荷载传递到岩体中。
锚杆的存在可以有效分担巷道荷载，减小岩体的变形和破坏。
第二，拉应力分布。
锚杆施加的拉力可以使岩体形成稳定的压应力分布，改善岩体的力学性能。
拉应力的作用可以减小岩体的裂隙扩展和位移变形，增加巷道的整体稳定性。
第三，防止冒落。
巷道周围的岩体可能存在冒落的风险，锚杆支护可以有效地抵抗冒落岩体的压力，防止事故的发生。
第四，约束效应。
锚杆的设置可以形成一定的约束作用，将岩体的各个部分紧密连接在一起，提高岩体的整体刚性和稳定性。
1.2 锚杆的分类和选择根据不同的材料和结构形式，锚杆可以分为多种类型。
选择合适的锚杆类型需要考虑岩体的性质、巷道的要求以及工程条件等因素。
第一，钢材锚杆。
钢材锚杆是最常用的类型之一。
它由高强度钢材制成，具有良好的抗拉性能和稳定性。
常见的钢材锚杆有螺纹钢材锚杆和预应力锚杆。
螺纹钢材锚杆适用于一般巷道支护，而预应力锚杆适用于对巷道稳定性要求较高的情况。
第二，玻璃钢锚杆。
玻璃钢锚杆是一种轻质、高强度、防腐蚀的锚杆材料。
它通常用于潮湿环境或需要抗化学侵蚀的地下工程。
第三，预应力锚索。
预应力锚索是一种通过施加预应力力量来增强锚杆的强度和稳定性的锚杆形式。
锚杆支护巷道支护设计
锚杆支护巷道支护设计一、巷道断面二、支护方式1、临时支护2、永久支护3、按悬吊理论计算锚杆参数：（1）、锚杆长度计算：L=KH+L1+L2式中L—锚杆长度H—冒落拱高度L1—锚杆锚入稳定岩层的深度，一般取0.5m；L2—锚杆在巷道中的外露长度，一般取0.1m。
其中：H=B/2f式中：B—巷道开掘宽度，取3.6m f—岩石坚固系数（2）、锚杆间、排距计算，间、排距相等：α=［Q/KHγ（1.5～1.8）］1/2式中：α—锚杆间排拒Q—锚杆设计锚固力，50KN/根；H—冒落拱高度，mγ—被悬吊岩石密度，K—安全系数，取K=2（3）锚索增强支护计算1、锚索长度的确定X = X1 + X2 + X3式中：X1——锚索外露长度，取0.3-0.4m；X3——锚索的锚固长度，取1.5-2m；X2——锚索的有效锚固长度。
全岩稳定顶板X2 =B=4.2全煤或复合顶板X2 = 1.376BB—巷道宽度。
2、锚索支护密度NN = KYBH /Q式中：B——巷道跨度；K——安全系数，巷道有双排顶柱取1，无顶柱取2；Y——煤岩体积力，26.07KN/m3；H——巷道松动破碎区高度，m；Q——锚索的最低破断力，240KN。
3、锚索排距= nQ / KYBH式中：n——每排锚索确定的根数，取1；Q——每根锚索最低破断载荷，取240kN；Y——煤岩体积力,26.07kN/ m3；B——巷道宽度。
K——安全系数，巷道有双排顶柱取1，无顶柱取2；H——巷道松动破碎区高度，m；当f ≥3时H ≥1.6B / 2f当f ≤2时H≥{B / 2 + hcot（45+a / 2）}/f 。
4、锚索的锚固长度X3：X3=kdfs / 4fc取1.5 m式中：k——安全系数，一般取2；d——钢绞线直径，fs——钢绞线抗拉强度，1725MPa；fc——锚索与锚固剂的粘结强度，取105、锚索间距=0.85B/n式中：n—每排锚索根数2根B—巷道宽度4.2米架棚巷道支护设计（1）支护参数：1、36U型棚巷道:梁全长mm,腿全长 mm，扎角°，中宽mm，底宽mm，巷高mm，掘进毛断面㎡，净断面㎡。
煤矿锚杆支护技术参数
煤层集中皮带机道锚杆锚索支护参数设计及计算方法煤层平均厚度3.5m，煤层结构简单，夹石层数1~2层，夹石岩性为炭质泥岩、泥岩、粉砂岩，厚度一般为0.20~0.40m，煤层顶板岩性为砂砾岩、粉砂岩、细砂岩及泥岩；煤层底板岩性有炭质泥岩、粉砂岩、砂砾岩。
煤层集中皮带巷断面设计为矩形，巷道宽度4.0m，高度3.2m，采用锚网梁索联合支护方式支护顶板，锚网支护方式支护巷帮。
一、巷道锚杆支护参数设计（一）顶板锚杆支护参数确定1、锚杆支护参数确定采用悬吊作用理论进行。
1）锚杆长度的确定L=L1+L2+L3式中L——锚杆长度，m；L1——锚杆外露长度，m；L2——锚杆有效长度，m；L3——锚杆锚固长度，m。
（1）锚杆外露长度L1的确定L1= 垫板厚度+螺母厚度+（0.02～0.03）m，一般L1=0.05m（2）锚杆有效长度L2的确定巷道顶锚杆有效长度L2的确定：采用解释法中普式自然平衡拱理论确定L2。
f≥3时，L=1.8B/f式中f——普氏系数，取4.5；B——巷道跨度，取4m；L2= 1.8B/f =1.6m，取1.65m（3）锚杆锚固长度L3的确定L3 = 0.3~0.4m，取0.3m。
因此，L=L1+L2+L3= 0.05+1.6+0.3=1.95m，结合矿井实际，取L=2.0m。
2）锚杆间排距的确定对锚杆支护巷道，考虑施工工艺通常取间排距相等，锚杆间排距D按下式计算：D≤0.5L=0.5*2=1m3）锚杆直径的确定锚杆直径d可按下式计算：d=L/110=2000/110=18.2mm，锚杆直径取20mm＞18.2mm4）锚杆锚固力计算锚杆锚固力可按下式计算：Q2DKLr2式中Q——锚杆锚固力，t；K——锚杆安全系数，取2~3；L2——锚杆有效长度，m；r ——视密度，t/m 3。
r D KL Q 22==3*1.60*1*1.45=69.6KN ，采用直径20mm 的等强螺纹钢锚杆通过树脂药卷锚固后，锚固力约70KN ≥Q=69.6 KN ，符合要求。
锚杆支护技术规范(参考Word)
锚杆支护技术规范一、总则1、为使巷道锚杆支护工程的设计符合技术先进、经济合理、安全可靠、确保施工质量的要求，促进锚杆支护技术健康发展，特制定本规范。
2、锚杆支护的设计与施工，必须详细地收集有关地质资料，积极采用新技术、新工艺和新材料，按照地质力学评估——初始设计——监测与信息反馈——修改设计四项原则，因地制宜，正确有效地加固围岩，充分发挥围岩的自承能力。
3、使用锚杆支护单位的有关人员(管理人员、工程技术人员及操作人员)必须进行技术培训。
4、对压力大、顶板破碎的巷道，不但要使用高强度锚杆支护，还必须加打锚索加强支护。
5、锚杆支护巷道必须进行安全监测，内容包括顶板离层、两帮移近量，顶板下沉量及下沉速度。
6、对永久巷道进行锚杆支护设计时，要进行基础数据收集和试验工作，并将修改后的设计图纸及作业规程送集团公司生产处审批。
7、新上的锚杆支护材料必须经生产处审核批准或组织有关单位鉴定后方可使用。
二、锚杆支护设计1、锚杆支护技术的设计必须以原煤炭部颁发的《缓倾斜、倾斜煤层回采巷道围岩稳定性分类方案》为依据，煤层上、下山稳定性分类，可根据具体情况对分类指标进行相应替代，详见下表。
分类指标说明顶板强度(指单向抗压强度，Mpa，下同) 取巷道宽度15倍范围内顶板强度的加权平均值煤层强度取巷帮煤岩层强度加权平均值底板强度取巷道宽度范围内底板强度的加权平均值巷道埋深H(m) 巷道所在位置至地表的垂直距离护巷煤柱宽度X(m) 一侧煤柱的实际宽度。
其中，沿空掘巷(无煤柱)时，X=0;巷道两侧均为实体煤时，X=100采动影响系数N 指因工作面回采引起的超前支护支承压力的影响，N=直接顶厚度+厚度(当N>4时，取N=4)围岩完整性指数D 指围岩节理裂隙、层理的影响速度，以直接顶初次垮落布距(m)代替2、锚杆支护设计的基础资料见下表，根据下表进行初步设计，在监测信息反馈的基础上对设计进行验证或修改。
序号原始资料说明与测取1 一般取1.5倍巷道宽度范围内顶板岩石层层数与厚度(m) 由地质柱状图或钻孔资料确定2 各层节理裂隙间距D1(m) 指沿结构面法线方向上的平均间距，在巷道内(或类似条件巷道内)测取，或由下表查得3 岩层的分层厚度D2(m) 指分层厚度的平均值，或由表三查得4 岩层的单向抗压强度(MPa) 在井下直接测取，或在实验室内利用岩样测定5 煤层厚度Hc(m) 指被巷道切割的煤层厚度6 煤层倾角a(°) 由地质报告给出，或在井下直接量取7 煤层单向抗压强度(MPa) 在井下直接测取，或在实验室内测定8 巷道埋深H(m) 地表到巷道的垂直距离9 指应力方向与大小一般在井下实测10 地质构造情况11 水文情况描述12 煤柱宽度X(m) 煤柱的实际宽度13 锚杆在顶板岩层中拉拔力Pr(KN)14 锚杆在煤层中拉拔力Pr(KN)15 巷道几何形状与尺寸宜选用的梯形、矩形与拱形3、巷道围岩分类为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类时，顶板锚杆可以采用端锚或半长锚固，设计锚固力≥64KN。
浅埋极软弱煤层锚杆支护合理参数的确定
浅埋极软弱煤层锚杆支护合理参数的确定1王绪胜，窦林名，牟宗龙中国矿业大学能源与安全工程学院，教育部“矿山开采与安全”重点实验室(221008)E-mail：wxswxs666@摘 要: 山东大统矿业有限公司9318西工作面开采3层煤，该工作面位于3层煤露头区，临近风氧化带，煤层属极软弱类型，回采巷道采用锚网支护，改变了传统的支护方式，加快了施工速度，减少了投资，取得了显著的安全效益和经济效益。
关键词: 极软弱煤层；回采巷道；锚网支护1.引言煤巷锚杆支护具有支护性能好、工艺简单、节省材料、易于实现机械化、经济好等特点，目前在国内外已得到普遍应用。
国内现Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类煤层巷道锚杆支护技术已日趋完善并推广应用，Ⅳ、Ⅴ类煤层巷道及动压巷道锚杆支护技术正处于研究和试验阶段，巷道锚杆支护存在不少问题，没有真正建立起符合煤巷特点的支护理论和设计方法，锚杆阻力低，可靠性差等问题依然存在。
兖州地区Ⅳ、Ⅴ类煤层巷道及动压巷道支护多采用工字钢梯形棚支护，梯形棚后背金属网和木背板，经过一段时间的施工，存在下列问题：（1） 巷道成形差，支架不能很好地与围岩接触，支架与围岩存在20cm～30cm的间隙，使巷道围岩易破碎、片帮和离层，对围岩控制不利；（2） 采用工字钢梯形棚支护初期投资大，使用架棚支护要用掉大量钢材和坑木；（3） 工人劳动强度大，由于工字钢笨重，搬运困难，工人体力消耗大，也存在不安全因素；（4） 掘进速度慢，巷道利用率低。
由于存在这些问题，矿决定开展全煤巷道的锚杆支护试验研究工作。
9318西工作面原是3层煤风氧化带露头区，位于3层煤区域西南边缘部位，经分析后进行了补充勘探，发现该区为一新的向斜构造，根据原开采区成功开采经验，初步确定该区有可开采的煤炭资源。
该工作面的开采属于松散含水层下开采。
9318西面进风顺槽西部和南部为风氧化带露头区地面标高+46.7～+48.0m，井下标高-156.72～-163.16m。
煤矿井下巷道锚杆支护技术分析
煤矿井下巷道锚杆支护技术分析摘要：随着我国经济的不断发展，能源需求越来越旺盛，对于煤炭的需求也是不断增加，由此，则带动着对于煤矿相关技术的大发展，而煤矿井下巷道锚杆支护技术就是其中较为重要的一项技术。
本文从煤矿井下巷道锚杆支护的理论入手，简要描述煤矿井下巷道锚杆支护理论，为煤矿安全生产提供理论支持。
关键词：煤矿井下巷道；锚杆支护对于我国各地的煤矿而言，其主要是采取的井工开采，大多数而言的生产环境较为复杂。
在我国的特厚煤层煤炭资源开采工作中，工作人员通常都会在煤层底板部位掘进一条巷道，以促进特厚煤层煤炭资源的顺利开采，而这些巷道的围岩则可能因为其松软破碎的岩质，而导致离层问题的出现，从而对煤炭资源的生产造成了极大的阻碍。
此外，随着煤矿开采强度不断增加，开采技术出现巨大进步，巷道布置发展方向出现转变为：岩巷向煤巷发展、巷道拱形断面向矩形断面发展、岩石顶板煤巷向煤层顶板巷道和全煤巷道发展、巷道从小断面向大断面发展、巷道埋深从浅部向深部发展、单巷布置向多巷发展、简单地质条件巷道向复杂地质条件发展等。
一、锚杆支护理论对于传统的锚杆支护，其理论上有诸如组合梁、悬吊、加固拱等，它们在实际的生产生活中都发挥着巨大的作用，但是，其也有着不小的局限性。
在井下实测、数值计算等基础上，针对复杂困难巷道条件，提出高预应力、强力支护理论，要点是：巷道围岩变形主要包括两部分：一是结构面离层、滑动、裂隙张开及新裂纹产生等扩容变形，属于不连续变形；二是围岩的弹性变形、峰值强度之前的塑性变形、锚固区整体变形，属于连续变形。
由于结构面的强度一般比较低，因此开巷以后，不连续变形先于连续变形。
合理的巷道支护型式是大幅度提高支护系统的初期支护刚度与强度，有效控制围岩不连续变形，保持围岩的完整性，同时支护系统应具有足够的延伸率，允许巷道围岩有较大的连续变形，使高应力得以释放。
与传统的“先柔后刚、先让后抗”的支护理念相比，深部及复杂困难巷道支护应该是“先刚后柔、先抗后让”，最大限度地保持围岩完整性，尽量减少围岩强度的降低。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
巷道锚杆支护技术参数的合理选择与设计
孙巧龙
（淮北朔里矿业有限责任公司，安徽淮北235052）
【摘要】本文浅析煤矿巷道锚杆支护高应力巷道影响锚杆支护的因素、煤巷锚杆支护的关键问题和煤巷锚杆支护的合理设计。
【关键词】锚杆支护；合理设计；选择；巷道
1引言
在煤矿巷道的锚杆支护中，由于其对破碎岩体的加固效果好，又优于U型钢被动支护，加上劳动强度低、经济效益显著的特点，因而在煤矿中得到了广泛的应用。
煤矿软岩地层分布十分广泛，75%以上的采准巷道还要经受采动的频繁影响，所以在设计服务年限内的大部分巷道围岩变形量都比较大，严重的冒落无法再利用。
因此，煤矿巷道锚杆支护技术研究的重点应是有效控制高应力、软岩和采动等大变形量围岩特性，以保障煤矿在安全、经济的良好环境下持续生产。
2高应力巷道影响锚杆支护的因素
2.1巷道断面
巷道锚杆支护过程中，对于深部高应力的地点，在进行断面选择时，必须根据顶底板岩性和巷道服务年限原则考虑选择。
①对服务年限较长的开拓、准备巷道，应尽量选用承压效果好的圆弧拱断面。
②对回采、顶板完整性较好的巷道，可采用梯形断面；复合顶板或破碎顶板的巷道，应采用承压性效果较好的斜切圆拱形断面。
就斜切圆拱形断面来说，斜切圆弧拱高一般应为巷道宽度的2/5—1/4，上肩窝部高度达到煤层顶板，下帮墙高根据设计要求进行设计。
拱高控制可在掘进过程中通过控制中部高度实现。
根据众多的实验证明，其断面承压效果要比梯形断面好。
但是，岩石掘进工作量大是其缺点，并在一定程度上会影响掘进速度。
2.2锚杆性能
在锚杆的种类选择上，主要考虑锚杆的材质、粗度、延伸性、让压性能和预紧力等参数特性比较选择，其次是考虑锚固剂的选择。
随着各种锚杆的不断出
现，也给选择提供了更大的空间范围。
但是，它的选择确定，对巷道的支护影响很大。
锚杆支护系统选择考虑的主要三个方面如下：
1）锚杆预紧力。
对较高的锚杆预紧力，可提供相应的支护应力，并阻碍围岩的变形。
高应力巷道应用锚杆支护，施工扭矩为400-600N.m，可提供30-70KN 的预紧力。
所以都增大锚杆预紧力，提高支护能力。
它主要是通过增大螺母与托盘的接触面积和摩擦因数实现。
2）锚杆让压性能。
高应力巷道锚杆支护，成功的关键与足够的高位让压性能具有很大的关系。
让压锚杆大体上可分两类：一种是机械式让压锚杆。
通过给锚杆增加一定附属装置或改进锚杆的结构实现；一种是通过改进锚杆的材质或杆体形状，提高锚杆的延伸率，以满足围岩应力的释放要求。
3）锚固剂选择。
杆体直径22mm左右，甚至25mm的高强锚杆为多，使用传统锚固剂搅拌比较困难，应配用低黏度锚固剂。
初期高强让压锚杆的锚固剂应尽量选择两种：一是应选择快速或超快速锚固剂，保证锚杆的初期安装应力的迅速试验；二是应选用中速或慢速锚固剂，保证锚杆的长时锚固力。
在保证锚固力的情况下，两种锚固剂的长度应尽量减少，以保证锚固剂与托盘之间自由杆体的长度，适应围岩碎胀变形离层能量对空间的需求。
对二次锚杆应选用中速或慢速锚固剂，并尽量进行全长锚固，以保障长时间有较好的锚固力。
3煤巷锚杆支护的关键问题
1）巷道布局。
综合考虑护巷煤柱的留设宽度，并尽量避免将巷道布置在采动压力集中区域内。
这是在巷道布置上需要考虑的问题。
2）走向布置。
在走向上，应沿顶板掘进，并实行光面爆破，以不破坏顶板和少震动巷帮煤体、特别是煤帮为原则。
同时，应保证巷道顶板和两帮的平整，防止巷道周边应力集中，以满足巷道自身的稳定性。
3）断面设计。
在断面设计上，要确保巷道有足够的掘进断面，并允许巷道有一定的变形量。
4）考虑围岩弱面。
对于巷道围岩出现弱面，特别是出现沿煤巷走向方向的弱面时，必须采用特别加固措施，以防止在弱面处发生剪切破坏，从而避免造成事故的发生。
5）考虑巷道特点。
应切实根据煤巷的特点、性质，正确、合理的选择支护参数和支护形式。
在支护参数选择上，关键是要确定锚杆的合理长度和排间距。
锚杆长度应大于煤岩松动圈0.2—0.4m，以适应动压对巷道的影响。
对破碎的煤岩，应采用全长锚固锚杆，以对锚杆周围的煤岩有一个较好的固定作用；锚杆的排间距应根据锚固力大小、梁网结构强度、掘进后巷道围岩松散破碎情况和朔性变形大小确定，一般为0.6—0.8m。
锚杆要有托护结构，能产生一定的托锚力。
没有托锚力的注浆钢丝绳锚杆因不能形成主动支护，所以也不能用于煤巷支护。
在支护形式上，一般可采用锚杆、锚网、锚喷、锚网喷等形式进行。
6）考虑煤巷的特殊性。
煤巷大多采用平顶型断面，上下帮顶端由于受剪应力影响，所以顶板锚杆不宜全部垂直于顶板方向布置。
将靠巷道两帮的顶板锚杆改成向帮有一个倾斜角度的布置，可使锚固端超过两帮非有效承载宽度，从而达到锚固端受到两帮的有效支撑，实现受力分布合理的效果。
4煤巷锚杆支护的设计
4.1锚杆支护设计合理评价
工程类比法和理论分析法是目前煤巷锚杆支护设计合理评价的主要方法，但是有的却不能满足现场生产实际的需要，主要表现在如下：①用于设计的基础参数是巷道周围某几个点（有时只一个点）的综合地质技术资料平均值，这样设计出的锚杆参数为整条巷道服务，就会出现许多问题。
其一，会导致巷道绝大部分区域设计的锚杆参数过高，这样不但浪费了大量材料，而且增加了支护成本，也降低了巷道的掘进速度；其二，会使巷道的某些局部地质技术条件变化区域设计的锚杆支护参数不足，从而引发局部冒顶事故。
②依据的基础性参数缺乏定量化评价指标，将导致锚杆支护参数设计缺乏科学、合理和确定性。
所以近年来出现的锚杆支护动态设计法，虽然已在不少矿区得到实践，但是实际应用效果并不理想。
因此，在煤巷锚杆支护设计上，需要使用更可靠的方法进行，以保证设计的可靠性、可行性。
4.2“全线信息跟踪”支护设计
“全线信息跟踪”支护设计，摒弃了其他设计方法的缺点，成为一种全新的设计理念与现代信息技术完美结合的产物。
“全线信息跟踪”支护设计的步骤如下：①采用全面分析基础地质技术数据，不采用各项参数的平均值，是按最佳
条件和最差条件考虑；②根据实测的信息进行支护效果评价；③采用工程类比法确定锚杆的初始参数；④数次现场实测，获得应力、围岩、支护三者相互作用结果的综合信息；⑤依据支护效果进行评价，并用计算机重新设计巷道待掘进部分的锚杆支护参数，同时及时调整已支护部分的设计参数。
“全线信息跟踪”支护设计与已有的设计方法相比，具有以下优点：设计针对性强，可靠性高，可以预测巷道顶板围岩的稳定性，并有利于科学化管理。
这样，按设计施工，工程质量就有了基本保证，并简化了设计基础的采集工作，为后期工程长时间、安全性和经济性服务提供了可靠性保障。
5结束语
架棚、料石砌碹、锚杆支护，是煤矿巷道支护的常用几种形式。
但是，架棚和料石砌碹支护，则属于被动支护，其成本高、进度慢、消耗体力大、支护效果差，也逐渐被淘汰。
而锚杆支护是实现安全、快速、经济的唯一的一种支护形式，已在煤矿巷道支护中占主导地位。
【参考文献】
[1]崔光华等.我国煤巷锚杆支护技术的基本特点.煤矿开采.1999,（12）.
[2]曹树刚等.软岩巷道支护理论及支护机理的研究和发展.矿业安全与环保.2001.10.
[3]潦泰岳.锚杆与围岩相互作用的数值模拟.中国矿业大学出版社，2002.
[4]何满潮等.中国煤矿软岩巷道工程支护设计与施工指南.科学出版社.2004.
[5]王爱国等.井底车场硐室围岩破坏机理及加固技术研究.煤矿支护.2006.3.。