煤矿预应力锚索破断原因分析及对策
锚索退锚、破断的原因分析及控制对策
工 程 管 理139 科技资讯 S CI EN CE & T EC HNO LO GY I NF OR MA TI ON 1 工程概况及问题描述1.1工程概况山脚树矿22189工作面主采18#煤层,工作面标高1208～1267m。
18#与18#-1煤层平均厚度均在1.5m,两层有合并现象,合并时煤层平均厚度在3.3m,本区域内夹矸在0.03～0.80m。
工作面区域内发育有F1、F3、F4、F5、F6、F9等6条断层,落差分别为0～2.0m、0～0.8m、0～0.9m、0.7～1.2m、0～1.0m、4.0～5.5m,均为倾斜断层。
煤层顶板为灰色、粉砂质泥岩和砂岩以及夹菱铁矿条带,平均厚度3.8m;底板为灰色粉砂岩和泥质粉砂岩,平均厚度为2.3m。
为承受工作面回采的动压影响,22189回风巷在掘进时期即采用高强度的锚杆、锚索支护方案。
回采之前,巷道维护效果良好,仅有部分地段出现较大变形。
1.2锚索退锚、破断现象描述虽然巷道掘进时期的支护强度较高,但在工作面回采期间,出现了大量锚索退锚、破断等问题,给矿井的安全生产造成了一定的隐患。
具体表现为以下几点。
(1)锚索退锚。
现场调研发现,超前工作面20m范围内约60%～80%的锚索发生退锚。
锚索退锚表现为一个渐进过程,钢绞线与夹片之间逐渐发生滑移而退锚,并且退锚后的夹片内部螺纹被钢绞线压平滑,失去咬合作用。
此外,退锚锚索极大部分为锚索梁上的锚索,单体锚索退锚极少,退锚后的钢绞线缩回顶板中,表明顶板至少下沉了300～400mm。
(2)锚索破断。
巷道中存在部分锚索由于压力过大而直接被拉断的现象,其余破断的锚索表现为剪断,剪断锚索大部分钢绞线断口与横截面成45°夹角,断口光滑,有2～3根钢绞线断口与横截面水平,断口凹凸不平,并且剪断锚索基本上为锚索梁锚索。
2 可能的原因分析2.1构造因素导致应力集中22189回风巷沿工作面走向受F2、F4、F5等3个断层的影响,并且存在隐伏地质异常区,发生上述问题的锚索大多出现在构造带下方,该部位处于拉应力区域,围岩较破碎,导致工作面超前来压显现相对剧烈。
锚索预应力损失原因和解决措施
锚索预应力损失原因和解决措施摘要：工程建设作为一项基础性经济活动，对于我国社会的稳定发展具有重要意义。
本文主要对预应力锚索的应用进行深入研究，探究如何科学、高效地运用预应力锚索。
关键词：锚索、预应力、损失原因、解决措施前言预应力锚索主要是利用非应力集中传递出去荷载，传递荷载方式在钻孔内任一角落分布。
而且，在应用该工艺时可使已完成粘连部位避免绽开。
对于自然形成的地层地势具有重要改善作用，其效果优于其它施工方法。
通过对预应力锚索技术的深入研究，我们可以看出该技术的优点主要表现为以下三个方面：其一，在运用预应力锚索的过程中，人们能够向岩土结构施加预应力，延缓岩土形态的变形，从而缓解支护结构的压力，这有助于减少支护结构的加固成本；其二，在运用预应力锚索的过程中，人们只需在固定的地点开挖，对边坡整体的影响较小，这有助于保护边坡上的植被，从而保护生态环境；其三，在运用预应力锚索的过程中，人们可以通过设置返力结构来增强岩土结构的稳定性，从而提高整体的稳定性。
1预应力锚索结构施工人员应当明确预应力锚索结构是由锚头、锚固段和自由段三个部分共同组成，在设置预应力锚索结构的过程中要用到锚具、注浆板、钢绞线等工具。
与此同时，在正式搭建预应力锚索结构之前，施工人员应做好准备工作，了解岩土性质和地质特点，以便于确定预应力锚索的方向和长度，从而塑造完整的预应力锚索结构，进一步保障岩土工程的稳定性。
为了保证预应力锚索的锚固段能够按照指定要求进入到岩土结构内部，施工人员应当先对岩土结构进行检测，从而保证能够加长锚固段的长度，以便于锚索能够到达岩土滑动面的前部，对岩土滑动面周边的土体施加预应力，进一步增强岩体的稳定性。
在进行预应力锚索锚固段的灌浆作业之前，施工人员应当学习并掌握科学的注浆方法，从而保证灌浆作业的完成。
在具体实施过程中，施工人员要确保注浆压力处于指定范围内，将水泥浆注入到孔内，直至水泥浆从孔内溢出再停止灌浆作业。
与此同时，合理地利用钢绞线也十分重要。
断层煤柱面锚杆锚索破断原因分析及对策
旗 山煤 矿 一 ０． 西 一 断层 煤 柱 面 两巷 在 掘进 ７ ０ｍ ３ 巷 道锚 杆 锚 索破 断情 况 不久 即陆续出现顶帮锚杆 、 锚索破断现象 ， 局部地段 断层煤柱面于 ２０ 年 ４ ０８ 月开始掘进 ， 实测资料 锚杆 破 断 率达 ３％ ， 为工 作 面 掘 进及 回采 中最 大 ０ 成 表 明 ，两 巷掘 进 ３个 月后 巷 道 顶底 板 移 近量 达 ８０ ０ 的不 安全 因素 。 ｍ 两帮移近量达 １ 底鼓量超过 ５０ ｍ ｍ， ｍ， ０ 。顶板 ｍ １ 工作 面 地质 条 件 两侧及两帮上角锚杆普遍断裂 ，其他部位也有锚杆 断层煤柱 面 回采下石盒子组煤 层 ，工作 面标 断裂现象 ， 顶板下沉量大的地点锚索出现断裂。 高… ３ ７ ５ ６０ ０ ｍ，平均煤厚 ５ ０ ． ｍ，煤层倾 角 ６ ４ 锚 杆锚 索破 断原 因分 析 １。煤层 松 软易碎 值 为 １０—１５ ３， 厂 ． ． 。直接 顶 为互层 砂岩 ， 性脆 ， 隙发育 ， 裂 煤层底板为泥岩 ， 泥质结构松 ４ １ 区域应 力集 中 ． 软 易碎 ， 遇水 膨胀 。 首先 ， 随着 开采 深度 的增 加 ， 受深水 平 自重 应力 工 作 面上 邻 Ｖ一 ￣ ６逆 断层 ，断 层 走 向 １ ３ 。 － ０ ０ ， 场作用 ， 原始地应力值较高。 其次 ， 受到 ｗ一 逆断层 ６ 倾角 ７ 。落差 ０～１６ 局部有岩浆岩侵入。工作 残余构造应力影响。 ５， ４ ｍ， 加之工作面处于三面采空的“ 孤 面周 围均 为采 空 区 （ 图 １。 见 ） 岛” 状态 ， 受采动应力叠加影响较大。 巷道开挖后 ， 在
贾进亚 赵立柱 ，
（． １ 徐州矿务集团有限公司 技术中心 ，江苏 徐州 ２ １０ ；２ 徐州矿务集团有限公司 生产技术部，江苏 徐州 ２ ０６ ． ２ １０ ） ２ ０６
浅谈锚索预应力损失原因及应对措施
浅谈锚索预应力损失原因及应对措施摘要：以青岛某医院大楼深基坑支护工程为例，对预应力锚索应力损失的各因素进行了分析并改进施工细节，在一定程度上减小了预应力锚索的应力损失。
减少预应力锚索的应力损失对基坑及周边建筑的的安全具有重大意义。
关键词：预应力锚杆；应力损失；基坑Abstract: the Qingdao a hospital building deep foundation pit bracing engineering as an example, the loss of prestressed anchor stress analysed the factors and improve the construction details, and, to some extent, reduce the loss of prestressed anchor stress. Reduce the loss of prestressed anchor stress of foundation pit and surrounding buildings of the safety is of great significance.Keywords: prestressed anchor; Stress loss; Foundation pit引言预应力锚固作为一种主动支护手段，在桩锚支护中，锚杆利用一定的预应力主动制约土体变形和结构破坏。
锚杆预应力大小对锚杆发挥主动制约作用与支护体系稳定至关重要。
然而，锚杆在张拉过程中及锁定后的预应力均有不同程度的损失，如果损失过大，将达不到设计所要求的预应力值。
基坑支护中，锚杆张拉及锁定后的预应力损失是一普遍现象，本文通过某深基坑工程的现场测试，对基坑支护锚杆预应力损失问题加以说明和分析。
1. 工程概况该工程基坑深度为17.2米，土质以强风化、中风化岩为主。
锚索外部受力体系为间距2米，宽、厚各为30cm的C25钢筋混凝土格构梁。
锚网支护巷道锚杆、锚索断裂原因及预防措施
锚网支护巷道锚杆、锚索断裂原因及预防措施锚网支护作为一种经济有效的巷道支护方式，在煤矿巷道中已得到广泛应用，但由于煤矿井下地质条件的复杂性和多变性，断锚、断索现象时有发生，对安全生产及人员生命构成威胁。
通过分析施工巷道断锚、断索原因，提出了相应的防范措施。
标签：锚网支护；锚杆（索）；断裂原因；防范措施1 概述崔庄煤矿23下06工作面是二采区（3下）采区东翼开采的第五个工作面，工作面采用走向长壁后退式采煤法综采放顶煤工艺开采，机采高度 2.4m，放顶煤高度1.72m，煤层倾角平均13°，结构简单，煤层普氏硬度系数f=2.0-2.5，且不同部位质量差异比较小。
就勘测数据来看，工作面部位煤层均在4.12m左右，走向共724m，且倾斜长139m。
其中，顶板厚泥岩共2.91m，中砂层厚8.75m。
2 巷道断面及支护参数设计23下06工作面运输设计成沿着煤层底板逐步掘进，断面为矩形形状，宽度为3.6m、高度为2.5m，净断面积为9㎡。
为提高煤层顶板稳固性，作业时选择用锚索、W钢带、锚杆以及金属网进行联合支护。
要求每排至少设置5根顶锚杆，间距控制在750mm左右，排距则可以控制在900mm左右。
其中，锚杆选择用φ20×2000mm左旋螺纹钢锚杆，搭配使用MSK23-50树脂锚固剂进行锚固作业。
另外，对于与巷道的部分，需要将顶锚杆设置成15°角，并至少与巷帮间距在300mm以上，其余部分则可以垂直布置于顶板。
基于地质环境要求，本项目选择应用长3300㎜的W钢带压网设置与顶部，并利用10#镀锌铁丝来制作规格为4000mm×1000mm的菱形网，而网格规格为40mm×40mm。
补强锚索每隔1.8m布置2根，配215×215×12mm托盘，沿巷道呈矩形布置，间排距1500×1800mm，锚索长度以锚入顶板稳定岩层中不少于1m 为原则，锚索外露长度（锁具外）为150～250mm。
煤矿预应力锚索破断原因分析及对策
煤矿预应力锚索破断原因分析及对策(共5页)-本页仅作为预览文档封面，使用时请删除本页-煤矿预应力锚索破断原因分析及对策石垚1,2，林健1,2，王正胜1,2，杨景贺1,2(1.天地科技股份有限公司开采设计事业部,北京100013;2.煤炭科学研究总院开采设计研究分院,北京100013)摘要：针对复杂困难条件下煤矿巷道支护锚索普遍存在的破断问题，通过实验室试验和现场巷道顶板煤岩层变形规律验证了锚索破断的原因并提出了针对性解决措施。
研究结果表明，井下锚索破断主要有2种形式：锚索锁具附近破断和锚索中部破断。
锚索锁具附近破断的原因主要是锚索工作过程中与巷道岩面垂线夹角过大造成锚索受到拉-弯-剪复合应力作用所致；锚索中部破断主要是由于顶板岩层强烈错动导致锚索在受到较大拉应力情况下受岩层弯曲错动剪切所致。
针对锚索的不同破坏形式，建议采取垂直岩面布置锚索、选择延伸率较大和屈强比较低的1×19股锚索、减小锚索长度、增加锚杆锚索预紧力的方法来解决锚索破断问题。
关键词：煤矿巷道；锚索；破断；原因分析；对策Crack causes analysis and countermeasures on small aperture prestressed anchor cables in coal mine roadwaySHI Yao1,2，LIN Jian1,2，WANG Zhengsheng1,2，YANG Jinghe1,2(1. Coal Mining and Designing Department, Tiandi Science and Technology Co. ,Ltd. ,Beijing100013,China;2. Coal Mining and Designing Branch,ChinaCoal Research Institute, Beijing100013,China)Abstract: Aiming at the crack problem of the anchor cable under condition of difficult and complicated coal mine roadway, laboratory tests and deformation laws of roadway roof were adopted to prove the crack cause of anchor cable and some solutions were proposed. The results show that the anchor cable has two crack forms, one cracks near the anchor rigging another cracks at the central of cable. The main reason of cracking near the anchor cable rigging is that the combined tension-bend-shear stress caused by the large angle between cable axis and roadway surface normal act on anchor cable. The main reason of cracking at the central of cable is that tension-shear stress caused by roof strata sever dislocation act on anchor cable. To solve different cable crack issues, this paper propose to choose large elongation and yield ratio 1×19 type cable, reduce anchor cable length, increase cable prestress, the anchor cable axis should vertical roadway surface.Key words: coal mine roadway; anchor cable; crack; causes analysis; countermeasure锚杆锚索支护技术作为煤矿巷道支护的一种主要形式，在国内外煤矿巷道支护得到广泛应用。
防止锚索破断技术措施
防止锚索破断技术措施锚杆、锚索支护作为一种经济有效的采准巷道支护方式，在煤矿巷道中已得到广泛应用，但由于煤矿井下地质条件的复杂性和多变性，断锚、断索现象时有发生，对安全生产及人员生命构成威胁。
通过分析施工巷道断锚、断索原因，制定相应的安全防范措施如下。
一、工作面煤层情况概述1212综采工作面位于矿井井田西北部，北采区西翼。
采用倾向长壁综合机械化一次性采全高推进。
机采高度 2.4-2.6m，煤层底板标高1150～1400m，煤层倾角平均12°，煤层结构简单，普氏硬度系数f=2.5～4，煤质较硬。
工作面平均煤厚2.39m，走向长183m，倾斜长1760m（初期未采前的可采长度），煤层顶板为稳定的石灰岩层，层厚6.75m ，局部地区有0.8-1.2米厚的泥岩层（伪顶），底板为2.2m 厚的深灰色泥岩或炭质泥岩，较硬。
附：1212综采工作面综合柱状图。
二、巷道断面及支护参数设计1、1212工作面两顺槽均沿煤层掘进，断面形状为矩形，净宽4.0m，净高2.4m，净断面积9.6m2。
2、顶板采用锚索、锚杆、钢筋梯子托梁、局部采用金属网联合支护。
顶锚杆布置每排3根，排距1500mm，间距1500mm，规格为Φ20×2000mm 左旋螺纹钢树脂锚杆，采用ZK2360树脂药卷锚固，锚固长度1200mm。
顶锚杆安设角度全部呈垂直角，且距离巷帮达300mm，锚索选择在顶板锚梁中间垂直布置。
钢筋梯子托梁采用Φ18mm圆钢制作，全宽50mm，长度3.6m。
局部“小青顶地段”采用6mm钢筋焊接而成的方形钢筋网，长2.0m，宽1.0m（网孔为110×110 mm）。
3、补强锚索在“小青顶地段”或构造带打设，每隔1.0m或小于1.0m 布置一根，打在两排锚杆正中，与巷道两帮距离相符。
锚索规格为Φ17.8×6000mm或Φ17.8×4000mm，锚固方式为端头锚固，采用二卷树脂药卷，分别为ZK2360 一卷，CK2335一卷，锚固长度为1200mm。
耿村煤矿特厚煤层巷道锚杆破断原因分析及对策
用 数值 模 拟方 法分 析 了杆 体 尾 部在 受 拉 、 弯、 剪、 扭 及其 相互 组合 时 的力 学 状 态 以及应 力 分 布 状 况 ， 并
在潞 安集 团漳 村矿 进 行 了工 业性 试 验 ， 提 出 了多 项
载荷 作 用及顶 板锚 杆 破 断 的机 理 ， 并 通 过 理论 分 析 和实 验 室研 究 ， 提 出 了一 种 防止 锚 尾 破 断 的新 型锚 杆； 肖同强 等 建 立 了肩 角 锚 杆 力 学 分 析 模 型 ， 分
水平 中等偏 高 。
１ ３ ２ ３ ０工作 面 回风 锚 网索 ＋３ ６ Ｕ型棚 复合 支 护 ， 锚 杆采 用 左旋 无 纵筋 Ｂ Ｈ Ｒ Ｂ ３ ３ ５锚 杆 ， 其 屈 服 载荷 １ ２ ７ ｋ Ｎ， 拉
断载荷 １ ８ ６ ． ５ ｋ Ｎ， 间排距 为 ９ ５ ０ ｍ ｍ× ９ ０ ０ ｍ ｍ， 并 配
析煤 帮沿顶板滑移对锚杆 的作用 ， 得到肩角锚杆的
用， 是 巷道 支 护技 术 的一 场 革命 Ｉ ２ Ｊ 。煤 巷 顶 板 多 为 沉积 层状 岩体 ， 而 特 厚 煤 层 巷 道顶 板 则 为煤 体 且 厚 度较 大 ， 层 状 特性并 不 明显 ， 煤层 内部 具 有 隐蔽 的 层 状结 构 或节 理 ， 其 对 在 特 厚 煤 层 巷 道 中实施 锚 杆
索长 度 为 ６ ３ ０ ０ ｍ ｍ， 帮锚 索 为 ４ ３ ０ ０ ｍ ｍ， 锚 索初 始 张拉 不小 于 ２ ６ ０ ｋ Ｎ； 锚 杆及 锚 索 托盘 均 采 用 高 强度
拱 型 托盘并 配 套调 心 球 垫 ， 其 中锚 杆 托 板 承 载力 不 小于 １ ８ ６ ｋ Ｎ， 锚 索托 板承 载力 不小 于 ４ ０ ０ ｋ Ｎ， 如图 １
- 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)。
［基金项目］国家自然科学基金(U1261211)；中国煤炭科工集团科技创新基金项目(2013MS010)；天地科技股份有限公司青年创新基金项目（KJ-2015-TDKC-08） ［作者简介］石垚（1990-），男，黑龙江绥化人，在读硕士研究生。
煤矿预应力锚索破断原因分析及对策石垚1,2，林健1,2，王正胜1,2，杨景贺1,2(1.天地科技股份有限公司 开采设计事业部,北京100013;2.煤炭科学研究总院 开采设计研究分院,北京100013)摘 要：针对复杂困难条件下煤矿巷道支护锚索普遍存在的破断问题，通过实验室试验和现场巷道顶板煤岩层变形规律验证了锚索破断的原因并提出了针对性解决措施。
研究结果表明，井下锚索破断主要有2种形式：锚索锁具附近破断和锚索中部破断。
锚索锁具附近破断的原因主要是锚索工作过程中与巷道岩面垂线夹角过大造成锚索受到拉-弯-剪复合应力作用所致；锚索中部破断主要是由于顶板岩层强烈错动导致锚索在受到较大拉应力情况下受岩层弯曲错动剪切所致。
针对锚索的不同破坏形式，建议采取垂直岩面布置锚索、选择延伸率较大和屈强比较低的1×19股锚索、减小锚索长度、增加锚杆锚索预紧力的方法来解决锚索破断问题。
关键词：煤矿巷道；锚索；破断；原因分析；对策Crack causes analysis and countermeasures on small aperture prestressedanchor cables in coal mine roadwaySHI Yao 1,2，LIN Jian 1,2，W ANG Zhengsheng 1,2，YANG Jinghe 1,2(1. Coal Mining and Designing Department, Tiandi Science and Technology Co. ,Ltd. ,Beijing 100013,China;2. Coal Mining and Designing Branch,ChinaCoal Research Institute, Beijing 100013,China)Abstract: Aiming at the crack problem of the anchor cable under condition of difficult and complicated coal mine roadway, laboratory tests and deformation laws of roadway roof were adopted to prove the crack cause of anchor cable and some solutions were proposed. The results show that the anchor cable has two crack forms, one cracks near the anchor rigging another cracks at the central of cable. The main reason of cracking near the anchor cable rigging is that the combined tension-bend-shear stress caused by the large angle between cable axis and roadway surface normal act on anchor cable. The main reason of cracking at the central of cable is that tension-shear stress caused by roof strata sever dislocation act on anchor cable. To solve different cable crack issues, this paper propose to choose large elongation and yield ratio 1×19 type cable, reduce anchor cable length, increase cable prestress, the anchor cable axis should vertical roadway surface. Key words: coal mine roadway; anchor cable; crack; causes analysis; countermeasure锚杆锚索支护技术作为煤矿巷道支护的一种主要形式，在国内外煤矿巷道支护得到广泛应用。
随着我国煤矿开采深度的增加、开采区域的不断扩展、地质条件的不断复杂化，锚索的使用数量呈逐年剧增趋势，甚至有些巷道采用全锚索支护形式[1-3]。
尽管锚索在复杂困难巷道（如高应力巷道、软岩巷道、沿空留巷、小煤柱护巷、受多次动压影响巷道等）支护中发挥了重要作用，甚至在某种程度上成为困难巷道不可或缺的支护方式，但在困难巷道锚索的使用过程中均出现了不同程度的锚索破断问题，造成巷道围岩的急剧变形和破坏，严重的还造成人身伤亡事故。
关于煤矿巷道支护中锚索破断的问题，国内一些学者和工程技术人员也进行了一些研究和探讨。
张占春等[4]分析了综放煤巷顶板锚索破断机理，提出适当增大锚索强度、支护密度、施加适当的预紧力及开发延伸率较大的新型高强度锚索来解决锚索破断问题；王强[5]指出顶板淋水、渗水对锚杆锚索支护效果造成了较大的影响，寻找合理的锚索防锈技术，可有效解决锚索破断问题。
何炳银[6]指出锚索破断的原因主要为锚索的制造质量存在缺陷、锚索的工作方式不当、顶板离层或断裂使锚索产生剪切破坏，提出通过提高锚索的制造质量、增加锚索的让压性、适当延迟张紧锚索、适当释放顶岩层内的弹性变形来解决锚索破断问题。
马运香[7]分析了深部巷道锚索破断的原因，指出锚索破断的位置主要在锚索孔口处和顶板离层处，提出通过施工垂直岩面的锚索和增大锚索直径来解决锚索破断问题。
公佩暖等[8]指出锚索破断主要是钢绞线各股钢筋受力不均造成各个击破，提出通过在锚索钢托板与大托板或钢托梁之间加木垫板、滞后安装锚索、合理布置锚索位置来解决锚索破断问题。
高习海[9]指出复合顶板巷道支护中出现出现断锚索现象的主要原因是锚杆支护作用没有得到发挥，巷道顶板载荷由锚索承担，在冲击压力作用下锚索断裂。
提出通过合理设计支护参数来解决锚索破断问题。
贾进亚等[10]提出在断层附近通过增加锚杆锚索直径和长度，提高其预紧力，增加支护强度来解决锚杆锚索破断问题。
本文针对煤矿现场锚索破断的2种主要形式，通过实验室试验和现场巷道顶板煤岩层变形规律验证锚索破断的原因，并提出针对性解决措施。
1 现场锚索破断情况调查通过对山西潞安、晋城等矿区现场大量调查发现，巷道锚杆（索）支护中锚索破断主要有2种形式：锁具附近锚索破断和锚索中部破断。
典型破断形态如图1所示。
(a) 锁具附近锚索破断形态(b) 锚索中部破断形态图1 锚索破断基本形态发生在锚索锁具附近的索体破断断口比较有规律，索体整体断裂面一般呈35～50°斜口，各股钢丝断裂斜口方向一致，一般呈脆性断裂，颈缩现象不明显，断口距索具内端面距离0～20mm；锚索中部破断一般各股钢丝破断长短不一，钢丝一般呈劈裂状，无明显颈缩现象，破断位置深浅不一，浅部破断锚索可弹射落地，深部破断锚索仅表现为回弹，锚索托板脱离岩面。
2 实验室试验为验证锚索破断原因，在实验室进行了锚索的偏斜拉伸试验和常规拉伸试验。
2.1 锚索偏斜拉伸试验煤矿井下锚索受斜拉破坏主要是由于锚索在安装时巷道表面不平、设计中存在倾斜布置的锚索或围岩变形造成围岩表面弯曲鼓出，造成锚索承载期间在锁具附近受斜拉破断，这种工况明显不同于桥梁和其他行业斜拉索和其它一般用途钢绞线。
因此，根据煤矿支护现场实际，采用自行设计研发的矿用锚索偏斜拉伸试验台进行锚索偏斜拉伸试验，实验装置如图2。
试验分别对目前较为常用的1×19S公称直径为21.80mm、1×7公称直径15.2mm和1×7公称直径17.8mm三种锚索进行了不同角度的偏斜拉伸试验。
试验数据如表1-3所示。
其中偏斜拉伸系数为锚索在试验机上常规拉伸载荷平均值与偏斜拉伸平均载荷的差值与常规拉伸载荷平均值的百分比。
锁具L≥2000厚壁钢管锚索斜垫板油缸底座板张拉油缸油缸顶板负荷传感器钢垫板锁具图2 矿用锚索偏斜拉伸试验台从表1-3中可以看出，偏斜拉伸时随着偏斜角度的不断增大，锚索的破断载荷呈逐渐降低趋势。
1×7股钢绞线当偏斜角度大于15°时，锚索的破断载荷急剧下降，出现明显的拐点；1×19股钢绞线在偏斜角度大于20°时，出现明显的拐点，但破断载荷与1×7股钢绞线相比下降幅度不太明显。
3种锚索偏斜拉伸系数如图3所示。
因此，煤矿锚索在使用过程中1×7股钢绞线应尽量保证角度不大于15°，1×19股锚索应尽量保证角度不大于20°。
偏斜拉伸锚索破断断口形状如图4。
该试验断口形状和煤矿井下锁具附近锚索破断形态完全一致，充分验证了煤矿井下锚索此种破断形式完全是由锚索工作过程中和岩面角度过大造成的拉-弯-剪复合破坏形式。
表1 Φ15.24、1×7股钢绞线偏斜拉伸试验结果偏斜拉伸角度/°拉伸载荷/kN平均拉伸载荷/kN偏斜拉伸系数/%备注0 267266.73 1试验机拉伸试验载荷平均269.4kN 2592745 271262.98 2.38 255/10 253258.67 3.98 23126415 230243.75 9.52 25125120 202199.67 25.88 19020725 182176.54 34.47 16418330 186186.41 30.81 193180表2 Φ17.8、1×7股钢绞线偏斜拉伸试验结果偏斜拉伸角度/°拉伸载荷/kN平均拉伸载荷/kN偏斜拉伸系数/%备注0 340359.16 3.85试验机拉伸试验载荷平均373.55kN 3653735 348353.96 5.25 359/10 359352 5.77 34535215 349350 6.30 34935220 317295.33 20.94 28728225 289281 24.78 25030430 250248.01 33.61248246表3 Φ21.8、1×19股钢绞线偏斜拉伸试验结果偏斜拉伸角度/°拉伸载荷/kN平均拉伸载荷/kN偏斜拉伸系数/%备注523529.5 9.48试验机拉伸试验载荷平均584.98kN536/5534528.94 9.5853851510490505.68 13.5651651115502501 14.3650150020510499.8 14.5650848225471469 19.845548130476478.7 18.174734870510********5101520253035Φ15.24Φ17.8Φ21.8偏斜拉伸系数/%偏斜角度/°图3 3种锚索偏斜拉伸系数曲线图4 锚索偏斜拉伸破断图片2.2 锚索常规拉伸试验锚索常规拉伸试验的目的主要是和煤矿井下锚索破断的端口进行比较，分析锚索在围岩深部破断的原因。