巷道锚杆支护技术
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表面支---配套托盘 表面护----网，护顶（帮）带，钢筋梯等 螺母 钻孔 锚固剂
❖ 施工工艺配套
工艺过程：打孔，装锚固剂，装锚杆，搅拌树脂，上紧螺母。
❖ 锚网（锁）施工要素
安装载荷 拉拔力
锚网支护理论和实践现状
❖ 深井，高应力和软岩
采深大 动压影响---动应力 煤层具有冲击性---冲击载荷 顺槽煤柱设计----两巷同掘沿空留巷，两巷分掘沿空掘巷
80
100 120
变形（mm)
30
25
吨位（吨）
20
现场拉拔
15
现场拉拔 （有安装载荷）
试验室拉拔 （设计）
（无安装载荷）
10
5
0
0
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变形（mm)
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吨位（吨）
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现场拉拔 （有安装载荷）
试验室拉拔 （设计）
现场拉拔 （无安装载荷）
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整体耦合让均压支护理念
深井巷道整体耦合高位让均压理念
❖ 耦合高位让压概念 ❖ 整体耦合高位让均压设计理念 ❖ 整体耦合让均压参数和确定方
法
深井巷道整体耦合让均压理念
❖ 耦合高位让均压概念
定义：
在保证围岩稳定的前提下，采用高安装应力控制围岩早期变形 的离层。高位控制让压允许围岩有一定变形达到支护体和围岩 间应力耦合，变形耦合。从而实现用较小的支护强度取得较好 的支护效果。
120
变形（mm)
影响范围图列 安装载荷 1吨 安装载荷 3吨 安装载荷 6吨
无效主动支护空间
深井巷道整体耦合让均压理念
❖ 整体耦合让均压参数和确定方法
最小支护强度（应力载荷耦合）和最小延伸 长度（变形耦合）
❖ 耦合工况点
支护体和围岩间的耦合
❖ 目前锚杆的工作状态和存在的问题 ❖ 耦合让均压锚杆
巷道锚杆支护技术
王亚杰(博士)
捷马公司美国总部副总裁 捷马(济宁)矿山支护产品有限公司总经理
目录
1. 支护现状 2. 支护设计-巷道整体耦合让均压支护理念 3. 支护产品类型，设计，制造和产品质量 4. 现场安装，检测和质量保证
锚网支wenku.baidu.com理论和实践现状
❖ 锚网支护理念
组合梁 平衡拱 松散破碎圈 摩尔-库伦加固理论：粘结力，内摩擦角，改变应力状态（2-3）
支护强度(t/m)
围岩应力和变形特性曲线 锚杆支护系统的特性曲线
500 450 400 350 300
250
200
150
100
50
0
A
B
C
0
50 100 150 200 250 300
顶板位移(mm)
深井巷道整体耦合让均压理念
支护强度(t/m)
围岩应力和变形特性曲线 锚杆支护系统的特性曲线
500 450 400 350 300 250 200 150 100 50
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A
B
C
50 100 150 200 250 300
顶板位移(mm)
深井巷道整体耦合让均压理念
支护强度(t/m)
围岩应力和变形特性曲线
500 450
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350
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普通高强
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高强让压均压
50
0 0
工况点
A
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B
C
100 150 200 250 300
顶板位移(mm)
深井巷道整体耦合让均压理念
加固梁（拱）效应
❖ 大小和范围
10
岩石巷道>4吨
全煤巷道4-8吨
5
0
0
20
现场拉拔 （有安装载荷）
试验室拉拔 （设计）
现场拉拔 （无安装载荷）
40
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变形（mm)
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吨位（吨）
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现场拉拔
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现场拉拔 （有安装载荷）
试验室拉拔 （设计）
（无安装载荷）
10
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0
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耦合高位让均压基本点：
❖ 安装载荷 ❖ 围岩应力---支护体载荷耦合 ❖ 围岩变形---支护体变形能力耦合 ❖ 支护范围---锚杆（索）长度
深井巷道整体耦合让均压理念
❖ 整体耦合让均压设计理念
整体耦合让均压定义：个体支护体和围岩间的耦合（让
压），支护体和支护体之间的耦合（均压）
整体耦合让均压内容
❖ 问题
巷道支护效果差，围岩变形量大，围岩变形呈流变状态。锚杆从安 装到巷道变形破坏受力小，无破断现象，锚杆随围岩变形而整体外 移。需要经过多次翻修，严重时返修后采取注浆措施和重新架设金 属U-型钢棚子。U-型钢从U-29加大到U-36，但仍然很难支护住顶板。
围岩变形破坏严重，支护产品受力大，破断严重。需要补打大量锚 杆进行巷道维修。
四维工况点：支护强度，锚杆（索）延伸率，锚杆
（索）长度，锚杆（索）安装载荷 动态四维工况点 最大四维工况点
深井巷道整体耦合让均压理念
❖ 整体耦合让均压参数和确定方法
安装载荷 30 ❖ 作用
压实浮岩，浮煤，金属网，钢带 25
防止顶板离层
减少消除拉应力区
20
吨位（吨）
保证锚杆的设计性能 15
锚索大量破断导致围岩破坏严重，变形量大，甚至冒顶。 冲击破坏：在有冲击地压的矿井，瞬时冲击导致支护系统破坏造成
围岩处于无支护状态，围岩发生整体位移甚至冒顶。
支护现状
❖ 支护理念
二次支护： 提高支护强度---刚性支护
❖ 锚杆的直径：20mm-25mm, ❖ 钢材：235Mpa-600Mpa。 ❖ 单根锚杆的承载能力：40吨。 ❖ 锚索的直径：15mm-25mm. ❖ 锚索承载能力：27吨-60吨。 ❖ 每米巷道的支护强度：超过400吨.
❖ 锚杆系统和围岩耦合 ❖ 锚索系统和围岩耦合 ❖ 锚杆间的耦合均压 ❖ 锚杆（索）长度 ❖ 锚杆和锚索的耦合均压分配
延伸率：锚杆的延伸率远大于锚索的延伸率 承载能力：锚杆的承载能力远小于锚索的承载能力 支护范围：锚索长度一般来说大于锚杆长度。
深井巷道整体耦合让均压理念
❖ 整体耦合让均压四维工况点
❖ 整体耦合让均压参数和确定方法
最小支护强度（应力载荷耦合）和最小延伸 长度（变形耦合）
❖ 耦合工况点
支护体和围岩间的耦合
❖ 目前锚杆的工作状态和存在的问题 ❖ 耦合让均压锚杆
耦合让压元件的参数和确定
❖ 耦合让均压点 ❖ 最大耦合让均压让压距离 ❖ 耦合让均压稳定性
深井巷道整体耦合让均压理念
❖ 应用和存在的问题
只注重锚杆长度 强度问题 安装载荷几乎被忽略 围岩变形和锚杆锚索变形耦合匹配问题 锚杆锚索耦合变形匹配问题 冲击破坏：动压问题
锚网支护理论和实践现状
❖ 锚网（索）支护设计四维工况点
支护强度 锚杆（索）延伸率 锚杆（索）长度 锚杆（索）安装载荷
❖ 产品设计配套
❖ 施工工艺配套
工艺过程：打孔，装锚固剂，装锚杆，搅拌树脂，上紧螺母。
❖ 锚网（锁）施工要素
安装载荷 拉拔力
锚网支护理论和实践现状
❖ 深井，高应力和软岩
采深大 动压影响---动应力 煤层具有冲击性---冲击载荷 顺槽煤柱设计----两巷同掘沿空留巷，两巷分掘沿空掘巷
80
100 120
变形（mm)
30
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吨位（吨）
20
现场拉拔
15
现场拉拔 （有安装载荷）
试验室拉拔 （设计）
（无安装载荷）
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变形（mm)
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吨位（吨）
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现场拉拔 （有安装载荷）
试验室拉拔 （设计）
现场拉拔 （无安装载荷）
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整体耦合让均压支护理念
深井巷道整体耦合高位让均压理念
❖ 耦合高位让压概念 ❖ 整体耦合高位让均压设计理念 ❖ 整体耦合让均压参数和确定方
法
深井巷道整体耦合让均压理念
❖ 耦合高位让均压概念
定义：
在保证围岩稳定的前提下，采用高安装应力控制围岩早期变形 的离层。高位控制让压允许围岩有一定变形达到支护体和围岩 间应力耦合，变形耦合。从而实现用较小的支护强度取得较好 的支护效果。
120
变形（mm)
影响范围图列 安装载荷 1吨 安装载荷 3吨 安装载荷 6吨
无效主动支护空间
深井巷道整体耦合让均压理念
❖ 整体耦合让均压参数和确定方法
最小支护强度（应力载荷耦合）和最小延伸 长度（变形耦合）
❖ 耦合工况点
支护体和围岩间的耦合
❖ 目前锚杆的工作状态和存在的问题 ❖ 耦合让均压锚杆
巷道锚杆支护技术
王亚杰(博士)
捷马公司美国总部副总裁 捷马(济宁)矿山支护产品有限公司总经理
目录
1. 支护现状 2. 支护设计-巷道整体耦合让均压支护理念 3. 支护产品类型，设计，制造和产品质量 4. 现场安装，检测和质量保证
锚网支wenku.baidu.com理论和实践现状
❖ 锚网支护理念
组合梁 平衡拱 松散破碎圈 摩尔-库伦加固理论：粘结力，内摩擦角，改变应力状态（2-3）
支护强度(t/m)
围岩应力和变形特性曲线 锚杆支护系统的特性曲线
500 450 400 350 300
250
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A
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顶板位移(mm)
深井巷道整体耦合让均压理念
支护强度(t/m)
围岩应力和变形特性曲线 锚杆支护系统的特性曲线
500 450 400 350 300 250 200 150 100 50
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顶板位移(mm)
深井巷道整体耦合让均压理念
支护强度(t/m)
围岩应力和变形特性曲线
500 450
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普通高强
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高强让压均压
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工况点
A
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B
C
100 150 200 250 300
顶板位移(mm)
深井巷道整体耦合让均压理念
加固梁（拱）效应
❖ 大小和范围
10
岩石巷道>4吨
全煤巷道4-8吨
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现场拉拔 （有安装载荷）
试验室拉拔 （设计）
现场拉拔 （无安装载荷）
40
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变形（mm)
100
120
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吨位（吨）
20
现场拉拔
15
现场拉拔 （有安装载荷）
试验室拉拔 （设计）
（无安装载荷）
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耦合高位让均压基本点：
❖ 安装载荷 ❖ 围岩应力---支护体载荷耦合 ❖ 围岩变形---支护体变形能力耦合 ❖ 支护范围---锚杆（索）长度
深井巷道整体耦合让均压理念
❖ 整体耦合让均压设计理念
整体耦合让均压定义：个体支护体和围岩间的耦合（让
压），支护体和支护体之间的耦合（均压）
整体耦合让均压内容
❖ 问题
巷道支护效果差，围岩变形量大，围岩变形呈流变状态。锚杆从安 装到巷道变形破坏受力小，无破断现象，锚杆随围岩变形而整体外 移。需要经过多次翻修，严重时返修后采取注浆措施和重新架设金 属U-型钢棚子。U-型钢从U-29加大到U-36，但仍然很难支护住顶板。
围岩变形破坏严重，支护产品受力大，破断严重。需要补打大量锚 杆进行巷道维修。
四维工况点：支护强度，锚杆（索）延伸率，锚杆
（索）长度，锚杆（索）安装载荷 动态四维工况点 最大四维工况点
深井巷道整体耦合让均压理念
❖ 整体耦合让均压参数和确定方法
安装载荷 30 ❖ 作用
压实浮岩，浮煤，金属网，钢带 25
防止顶板离层
减少消除拉应力区
20
吨位（吨）
保证锚杆的设计性能 15
锚索大量破断导致围岩破坏严重，变形量大，甚至冒顶。 冲击破坏：在有冲击地压的矿井，瞬时冲击导致支护系统破坏造成
围岩处于无支护状态，围岩发生整体位移甚至冒顶。
支护现状
❖ 支护理念
二次支护： 提高支护强度---刚性支护
❖ 锚杆的直径：20mm-25mm, ❖ 钢材：235Mpa-600Mpa。 ❖ 单根锚杆的承载能力：40吨。 ❖ 锚索的直径：15mm-25mm. ❖ 锚索承载能力：27吨-60吨。 ❖ 每米巷道的支护强度：超过400吨.
❖ 锚杆系统和围岩耦合 ❖ 锚索系统和围岩耦合 ❖ 锚杆间的耦合均压 ❖ 锚杆（索）长度 ❖ 锚杆和锚索的耦合均压分配
延伸率：锚杆的延伸率远大于锚索的延伸率 承载能力：锚杆的承载能力远小于锚索的承载能力 支护范围：锚索长度一般来说大于锚杆长度。
深井巷道整体耦合让均压理念
❖ 整体耦合让均压四维工况点
❖ 整体耦合让均压参数和确定方法
最小支护强度（应力载荷耦合）和最小延伸 长度（变形耦合）
❖ 耦合工况点
支护体和围岩间的耦合
❖ 目前锚杆的工作状态和存在的问题 ❖ 耦合让均压锚杆
耦合让压元件的参数和确定
❖ 耦合让均压点 ❖ 最大耦合让均压让压距离 ❖ 耦合让均压稳定性
深井巷道整体耦合让均压理念
❖ 应用和存在的问题
只注重锚杆长度 强度问题 安装载荷几乎被忽略 围岩变形和锚杆锚索变形耦合匹配问题 锚杆锚索耦合变形匹配问题 冲击破坏：动压问题
锚网支护理论和实践现状
❖ 锚网（索）支护设计四维工况点
支护强度 锚杆（索）延伸率 锚杆（索）长度 锚杆（索）安装载荷
❖ 产品设计配套