錨桿支護(hù)實(shí)用技術(shù)教案

錨桿支護(hù)實(shí)用技術(shù)

 我國煤巷錨桿支護(hù)技術(shù)的發(fā)展過程

（1）起步階段（80年代中后期）

（2）攻關(guān)階段（1991—1995年）

（3）引進(jìn)和消化階段（1996—1997年）

（4）推廣和提高階段（1998年至今）

 起步階段

主要進(jìn)行一些基礎(chǔ)性的研究和試驗(yàn)

錨桿支護(hù)理論、錨桿支護(hù)材料、施工機(jī)具與巖石巷道相同

沒有合理的監(jiān)測儀器

煤巷錨桿支護(hù)的應(yīng)用主要集中在少數(shù)幾個(gè)礦區(qū) ,如徐州、新汶、淮南、西山等。

攻關(guān)階段

煤巷錨桿支護(hù)技術(shù)作為國家“八五”期間的重點(diǎn)項(xiàng)目進(jìn)行攻關(guān) ,取得了一大批科研成果：

出現(xiàn)了中性點(diǎn)等新理論

錨桿型式多樣化

液壓和電動(dòng)鉆機(jī)相繼研究成功

錨桿支護(hù)應(yīng)用范圍明顯擴(kuò)大。

大斷面開切眼

向圍巖穩(wěn)定性差的回采巷道發(fā)展

引進(jìn)和消化階段

引進(jìn)國外技術(shù) ,推動(dòng)我國煤巷錨桿支護(hù)技術(shù)的發(fā)展和提高

在引進(jìn)、吸收和消化的基礎(chǔ)上 ,結(jié)合我國具體情況 ,集中現(xiàn)場、科研院所及大專院校等多方面的優(yōu)勢 ,經(jīng)過兩年大規(guī)模研究和試驗(yàn) ,初步形成了適合我國煤礦條件的煤巷錨桿支護(hù)成套技術(shù)

推廣和提高階段

國內(nèi)各大礦區(qū)廣泛推廣應(yīng)用 ,取得了顯著的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益

煤巷錨桿支護(hù)的比例已達(dá)到 30%以上 ,少數(shù)礦區(qū)已超過 80 %

煤巷錨桿支護(hù)作用機(jī)理

從支護(hù)機(jī)理上看，錨桿支護(hù)屬于“主動(dòng)”支護(hù)，可以充分利用圍巖的自承能力，提高巷道圍巖的穩(wěn)定性，將載荷體變?yōu)槌休d體。在相同生產(chǎn)地質(zhì)條件下，錨桿支護(hù)的巷道圍巖變形量比棚式支護(hù)減少一半以上。

從技術(shù)經(jīng)濟(jì)上對比，錨桿支護(hù)可以節(jié)約大量鋼材，減少材料運(yùn)輸工作量，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度和改善作業(yè)環(huán)境；

保持采煤工作面上下兩道和開切眼的暢通，為回采工作面快速推進(jìn)和高產(chǎn)高效低成本生產(chǎn)創(chuàng)造有利條件；

錨桿支護(hù)巷道施工簡單，機(jī)械化程度高，可大幅度降低巷道支護(hù)成本，提高掘進(jìn)速度和生產(chǎn)效率。

（1） 懸吊理論

機(jī)理：將巷道頂板較軟弱巖層懸吊在上部穩(wěn)定巖層上，以避免較軟弱巖層的破壞、失穩(wěn)和塌落，錨桿所受的拉力來自被懸吊的巖層重量。

缺點(diǎn)：沒有考慮圍巖的自承能力，而且將被錨固體與原巖體分開。

（2） 組合梁理論

機(jī)理：將錨固范圍內(nèi)的巖層擠緊，增加各巖層間的摩擦力，防止巖石沿層面滑動(dòng)，避免各巖層出現(xiàn)離層現(xiàn)象，提高其自撐能力。

將巷道頂板錨固范圍內(nèi)的幾個(gè)薄巖層鎖緊成一個(gè)較厚的巖層（組合梁）。在上覆巖層載荷的作用下，這種組合厚巖層內(nèi)的最大彎曲應(yīng)變和應(yīng)力都將大大減小，組合梁的撓度亦減小。

缺點(diǎn)：將錨桿作用與圍巖的自穩(wěn)作用分開；隨著圍巖條件的變化，在頂板較破碎、連續(xù)性受到破壞時(shí)，組合梁也就不存在了。

（3） 組合拱（壓縮拱）理論 

機(jī)理：在破裂區(qū)中安裝預(yù)應(yīng)力錨桿時(shí)，在桿體兩端將形成圓錐形分布的壓應(yīng)力，如果沿巷道周邊布置錨桿群，只要鋪桿間距足夠小，各個(gè)錯(cuò)桿形成的壓應(yīng)力圓錐體將相互交錯(cuò)，就能在巖體中形成一個(gè)均勻的壓縮帶，即承壓拱，這個(gè)承壓拱可以承受其上部破碎巖石施加的徑向荷載。在承壓拱內(nèi)的巖石徑向及切向均受壓，處于三向應(yīng)力狀態(tài)，其圍巖強(qiáng)度得到提高，支撐能力也相應(yīng)加大。

缺點(diǎn)：一般不能作為準(zhǔn)確的定量設(shè)計(jì)。

（4） 最大水平應(yīng)力理論

機(jī)理：礦井巖層的水平應(yīng)力通常大于垂直應(yīng)力，水平應(yīng)力具有明顯的方向性。在最大水平應(yīng)力作用下，頂?shù)装鍘r層易于發(fā)生剪切破壞，出現(xiàn)錯(cuò)動(dòng)與松動(dòng)而膨脹造成圍巖變形，錨桿的作用即是約束其沿軸向巖層膨脹和垂直于軸向的巖層剪切錯(cuò)動(dòng)。

缺點(diǎn)：直觀性較差。

一、金屬錨桿類型

機(jī)械式錨桿

  管縫式錨桿

    粘結(jié)式錨桿

（1）機(jī)械式錨桿

（2）管縫式錨桿

（3）粘結(jié)式錨桿

高強(qiáng)錨桿

國外高強(qiáng)錨桿

二、錨固劑

我國煤礦中主要使用的錨固劑是樹脂和快硬水泥兩種類型。

這兩種類型的錨固劑在如下幾個(gè)方面的性能具有十分顯著的差別

樹脂錨固劑

(1)固化時(shí)間

(2)不同時(shí)期的抗壓強(qiáng)度

(3)錨固力

(4)可靠性

三、托梁及護(hù)網(wǎng)

托梁

護(hù)網(wǎng)

鋼（鐵）絲網(wǎng)

鋼筋網(wǎng)

塑料、聚脂網(wǎng)

四、錨桿鉆機(jī)、鉆頭鉆桿

液壓錨桿鉆機(jī)

風(fēng)動(dòng)錨桿鉆機(jī)

鉆頭鉆桿

五、快速安裝器

開槽銷釘式快速安裝器的安裝過程

六、小孔徑預(yù)應(yīng)力錨索加強(qiáng)支護(hù)

注水泥漿及樹脂膠泥錨固

用普通樹脂藥卷加長錨固

七、現(xiàn)場監(jiān)測

巷道表面收斂

圍巖深部位移

 錨桿的受力

頂板下沉量

頂板錨固區(qū)內(nèi)力的離層值

頂板錨桿受力的大小及分布

測力錨桿

測力錨桿的組成

安裝測力錨桿的目的

頂板離層指示儀

離層指示儀的組成

安裝離層指示儀的目的