锚杆支护的发展现状
锚杆支护技术的现状及发展方向

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{
18 94
国防工程 喷锚支护技术暂行规定 CB 1—7 J 37 8
S 5 —8 DJ 7 5
中国解放军 总参谋部 中国水利部 中国工程建设 标 准 化 协 会
中 国水 利 部
18 水利水 电地下工程锚喷支护施工技术规范 95 1 9 90 土层锚杆设计与施工规范 C C 2 E S2 :0 9
撂锚 杆杆 i 查本 链锚 辐 牾 锚 移 嚣 f
-
杆 杆 浆 录 韬
辑 辐
9 9
锚杆 喷射混凝 土支护技术 规范 G 50 6 2 0 B 0 8— 0 1 水电工程预应力锚 固设计 规范 DL 57 — o 3 T l6 2 o 水 电水利 工程 预应力锚 索施 工规范
技 息
锚 市 支 护 技 术 1 t l 及 发 展方 向 干 t ml 3 C  ̄ /
长 江大 学工程 技 术 学院城 市建 设 系建 工 6 8 1 00 班 下 竹锚 杆 龚 军建
[ 摘 要] 作为 岩土 工程加 固的一种重要手段 , 固技术 以其独 有的技 术理论指导 着工程 实践 , 锚 并在 实践工程 的反复检验 下向着更成 伸长 锚杆 熟的方 向发展 。本文大致上 阐述 了锚 固技术的发展历 史, 简要 介绍 了锚 固技 术的理论研 究现状 、 并针对 当前存在 的问题提 出 了锚 杆
DL 5 8 —2 0 0 3 0 4
22 用 范 围 .适 不 同类型 的锚 杆 , 传力机制 、 其 工作性 能 、 固效 果和耐 久性是有 加 差异 的 , 根据地层形态 , 杆工作条件和服务 年限来 选择适宜 的锚杆 应 锚 类型 , 从而使 岩土锚固工程的设计与施工既经 济合 理 , 又安全可靠。 ( ) 久性岩石边坡 和大型岩石洞室工程 , 1永 宜采用高或较高预应力
国内外锚杆应用的现状与发展

前言:岩土锚固技术是近代岩土工程领域中的一个重要分支. 锚固技术,国内习惯统称为锚杆支护技术,国外一般称锚固技术或锚杆加固技术.它是一种结构简单的主动支护,它能最大限度地保持围岩的完整性、稳定性,能有效地控制围岩变形、位移和裂缝的发展,充分发挥围岩自身的支撑作用,把围岩从荷载变为承载体,变被动支护为主动支护,且具有运输施工方便、效率高,有利于加快施工进度,且施工成本低、支护效果好、施工噪音小等优点. 自1872 年英国北威尔士露天页岩矿首次应用锚杆加固边坡及1912 年德国谢列兹矿最先在井下巷道采用锚固技术以来,锚固技术至今已有100 多年的发展历史. 锚固技术作为一种技术经济优越的技术手段,越来越广泛地应用于各个工程领域,目前不仅广泛应用于世界主要产煤国家,而且也推广应用于冶金、水利水电、铁路公路、军工及建筑等工程之中,伴随着“21 世纪- 地下工程的世纪”的来临,可以预见,该技术必将得到更广泛深入的研究和推广应用。
1 锚杆锚固的特点锚杆支护是一种安全、经济的支护方式,它是以锚杆为主体的支护结构的总称,它包括锚杆、锚喷、锚喷网等支护形式。
其技术就是在土层中斜向成孔,埋入锚杆后灌注水泥(或水泥砂浆) ,依赖锚固体与土之间的摩擦力,拉杆与锚固体的握裹力以及拉杆强度共同作用来承受作用于支护结构上的荷载。
锚杆支护以其结构简单、施工方便、成本低和对工程适应性强等特点,在土木工程(包括采矿工程) 中得到了广泛应用。
锚杆锚固是在地层中,通过锚杆将结构物与地层紧紧连锁在一起,依赖锚杆与周围地层的抗剪强度传递结构物的拉力,使地层自身得到加固,达到保持结构物和岩体稳定的目的. 与传统的支护方式相比较,锚杆锚固技术有其自身的鲜明特点:1. 1 支护效果好锚杆支护在支护原理上符合现代岩石力学和围岩控制理论,属于“主动”支护。
锚杆安装以后,在围岩内部对围岩进行加固,迅速形成一个围岩—支护的整体承载结构,因而能够调动和利用围岩自身的稳定性,充分发挥围岩的自身承载能力,有效地控制巷道围岩变形,所以锚杆支护更有利于保护巷道围岩的稳定,改善巷道维护状况。
煤巷锚杆支护施工装备现状及发展趋势

煤巷锚杆支护施工装备现状及发展趋势康红普1,2,3, 姜鹏飞1,2,3, 刘畅1,2,3, 王子越1,2,3, 罗超1,2,3, 郭吉昌1,2,3, 陈志良1,2,3, 曹晓明1,2,3(1. 中煤科工开采研究院有限公司,北京 100013;2. 天地科技股份有限公司 开采设计事业部,北京 100013;3. 煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室,北京 100013)摘要:锚杆支护施工装备是煤巷锚杆支护成套技术的重要组成部分,直接影响锚杆支护速度与质量。
经过长期发展,我国煤矿开发出多种形式的锚杆支护施工装备,包括单体锚杆钻机、锚杆钻车、掘锚机、掘锚一体机、锚杆转载机及跨骑式锚杆钻车等。
系统分析了6类锚杆支护施工装备的发展历程、技术性能、技术参数、适用条件及最新进展。
单体锚杆钻机轻便、灵活、技术成熟,形成系列化产品,得到广泛应用。
机载锚杆钻臂可集成于不同平台,形成各种集成化施工装备:锚杆钻车形成了从两臂到九臂的多种机型,可紧跟掘进装备、与掘进装备交替作业,多臂协同、多臂平行作业完成锚杆支护施工;将机载锚杆钻臂配置于悬臂式掘进机上,开发出多种形式的掘锚机,实现了掘进与锚杆支护施工2个功能;掘锚一体机实现了国产化,研制出支护平台前移的掘锚一体机、护盾式掘锚一体机及钻锚一体化掘锚一体机;研制出从两臂到七臂的锚杆转载机、十臂跨骑式锚杆钻车,实现了锚杆支护与掘进、运输分区作业。
介绍了钻锚一体化锚杆支护技术与装备,包括钻锚一体化锚杆、泵注锚固剂、钻锚一体化钻臂、钻箱、锚杆仓、锚固剂泵注系统及智能控制系统,将传统锚杆施工6道工序简化为1道连续工序,实现了“一键打锚杆”自动化作业,显著提高了锚杆支护速度和自动化程度。
指出了煤巷锚杆支护施工装备发展趋势:数智化锚杆钻臂;锚杆钻臂定位、位姿自主调节及多钻臂协同控制技术;锚杆(索)结构与材料优化、锚注材料升级及施工设备完善;环境动态感知及随掘围岩稳定性判别;锚杆支护施工装备故障诊断技术;巷道围岩变形与支护体受力在线监测;建立大数据平台,实现锚杆支护自动化、智能化。
国内锚杆支护技术的发展与展望

就目 前而言 , 国外锚杆支护技术以澳大 利亚、 美国发展最为迅速 , 国锚杆支护比重 两
已接 近 10 , 技术 水平 居于世 界前 列 。 0% 其
段, 锚杆技术被列为重大科技攻关项 目之一,
在锚杆 中采 用 高强 度 超 长锚 杆 , 架 锚杆 支 桁
2 我 国锚杆支护技术 的发展现 状
证体系 , 根除伪劣产品。同时 , 针对困难和特 殊条件 , 还应不断开发锚杆支护新材料和新 品种 , 满足生产要求。
・
步加紧研制与试验 , 以实现掘支平行作业 ,
5 ・ 9
d 完 善与提 高 锚 杆 支 护施 工 机 具 , 发 . 开 新产 品 。 我 国在 煤 巷 锚 杆 钻 机 方 面做 了大 量 工
f加强锚 杆 支护人 员培 训 。 .
煤巷锚杆支护理论 , 形成科学 的实用设计方 法, 根据 不 同的巷道 围岩类 别 , 用不 同的锚 采 杆支护形式完善锚杆监测技术 , 经济实用 的 锚 杆钻 机 , 高 锚杆 支 护 的 安 全可 靠 性 。 只 提
要 我们 认真对 待 , 注重研究 , 锚杆 支护将 会迎
难 以发 挥 。这 主要是施 工和 管理人 员 的理论 水平偏低 , 对监测的认识不足, 且缺少正确的
指导方 法 。
些问题 。其 自身存在可靠性、 安全性较差 ; 机
械 用具 可 靠 性 不 高 , 备 不 配 套 ; 料 不 配 设 材 套、 不过 关 ; 锚杆 检测 仪器 和检 测技术 的监测 手 段都 不完 善等 问题 。 a对锚 杆 支护 机理 的 认识亟 待提 高 。 . 目前 , 用锚 杆 的设 计 方法 , 沿 采用 悬 吊、
杆支护的合理性 、 安全性无法得到保证。在 我 国煤 矿应 积极 推 广 先 进 的设 计 方 法 , 现 使
锚杆支护的发展现状讲解

锚杆支护的发展现状讲解锚杆支护是一种常用的地下工程支护技术,广泛应用于隧道、地铁、矿山等工程中。
本文将从发展历程、应用领域、技术特点和未来发展趋势等方面,详细讲解锚杆支护的发展现状。
一、发展历程锚杆支护技术起源于20世纪60年代,最初主要用于煤矿巷道的支护。
随着工程技术的不断发展,锚杆支护逐渐应用于隧道、地铁等地下工程中。
在过去几十年的发展中,锚杆支护技术得到了不断改进和完善,成为一种成熟、可靠的地下工程支护技术。
二、应用领域锚杆支护技术广泛应用于各类地下工程中,主要包括以下领域:1. 隧道工程:锚杆支护可用于公路隧道、铁路隧道、城市地铁等隧道工程中,能有效增强地层的稳定性,提高隧道的安全性能。
2. 矿山工程:锚杆支护在矿山巷道、矿井巷道等工程中得到广泛应用,能够有效防止岩层塌方和滑坡等事故发生。
3. 地下室工程:锚杆支护可用于地下室的施工和支护,能够增强地下室的结构稳定性,提高工程的安全性能。
4. 基坑工程:锚杆支护在深基坑工程中起到了重要的支护作用,能够有效防止基坑塌方和地面沉降等问题。
三、技术特点锚杆支护技术具有以下几个显著的技术特点:1. 灵活性:锚杆支护技术适应性强,可以根据不同地质条件和工程要求进行灵活设计和施工,能够满足各种复杂地质条件下的支护需求。
2. 高效性:锚杆支护施工速度快,能够大幅缩短工期,提高工程进度,降低施工成本。
3. 安全性:锚杆支护能够有效增强地层的稳定性,提高工程的安全性能,降低事故风险。
4. 经济性:锚杆支护技术相对于传统的支护方法,成本较低,具有较高的经济效益。
四、未来发展趋势随着地下工程的不断发展和技术的不断进步,锚杆支护技术也在不断创新和发展,未来的发展趋势主要包括以下几个方面:1. 自动化技术的应用:随着自动化技术的发展,锚杆支护施工过程将更加智能化和自动化,提高施工效率和质量。
2. 新材料的研发应用:新型材料的研发和应用将进一步提高锚杆支护的性能和使用寿命,推动技术的发展。
锚杆支护现状及其发展趋势

矿巷道 的锚 喷支护 首次 提 出的。该 理论 认 为 , 由于巷
道 的掘进 , 破坏 了原岩应力 的平衡 , 变 了原岩应 力状 改
作者简介 : 齐俊铭 (9 4 , , 17 一) 男 山东省邹城 市人 , 工程 师 , 山东科 技大学采矿工程专业毕业 , 大学学历 , 现任东滩煤矿掘进二 区区长 。
到 较 广 泛 的推 广 和 应 用 。 2 1 锚 杆 支 护 理 论 .
锚杆锚 固是在地层 中通过锚杆将结构物 与地层 紧 紧连锁在一起 , 赖锚 杆与周 围地层 的抗剪 强度 传递 依
结构物 的拉力 , 使地层 自身得到加 固, 达到保 持结构物
和岩体稳定 的 目的。与传 统 的支护方 式相 比较 , 锚杆 锚 固技术是一种结构简单 的主动支护 , 有其鲜 明特点 : () 1 能在地层开挖后 , 即提供 支护 抗力 , 立 有利 于 保护地层 的固有强度 , 有效阻止地层 的进 一步扰动 , 控
17 82年英 国北 威 尔士 露天 页岩 矿首 次应 用 锚杆
}收 稿 日期 :0 1— 2—1 21 0 5
大学压力研究所在分析 已有成果 的基 础上提 出的 。该 理论揭示 了锚 杆的作 用原 理和加 固围岩 的实质 , 为 并 合理确定锚杆支护参数提 供了合 理的理 论依据 。
() 3 围岩 松 动 圈 理 论 。它 是 中 国矿 业 大 学 针 对 煤
一
1 .
电动机 的正、 反转运行操作 , 须在接触 器 K 的 必 M 线 圈已得 电动作 且变 频器 ( 、 、 R s T端 ) 已得 电 的状态
[] 2 王廷才. 编著 , 变频器原理及其 应用 一 2 , 第 版 机械工业 出版社 ,
锚杆支护的现状与发展趋势

锚杆支护的现状与发展趋势摘要:本文综述了锚杆支护的现状,指出了锚杆支护技术存在的主要问题,如:对锚杆支护机理的认识亟待提高等,并指出了锚杆支护的发展趋势是其应用范围和地位将会随着其技术水平的提高而不断地扩大和发展。
关键词:锚杆支护;高承载力锚杆;软土锚固abstract: this paper summarized the present situation of the bolt supporting, points out the bolt support the key technical problems of, such as: the understanding of the mechanism of bolt support to improve, and points out the development trend of the bolt supporting the application area and position is with its technology will raise the level of and continually expanding and development.keywords: bolt support; high bearing capacity anchor; soft soil anchorage中图分类号:u455.7+1文献标识码:a 文章编号:锚杆支护是一种安全、经济的支护方式,它是以锚杆为主体的支护结构的总称,包括锚杆、锚喷、锚喷网等支护形式。
其技术就是在土层中斜向成孔,埋入锚杆后灌注水泥(或水泥砂浆),依赖锚固体与土之间的摩擦力,拉杆与锚固体的握裹力以及拉杆强度共同作用来承受作用于支护结构上的荷载。
自1872年英国在北威尔士露天页岩矿中首次使用锚杆支护,到现在为止,锚杆技术的使用已有一百多年的历史。
我国于20世纪50年代开始试用锚杆支护技术,至70年代前期还处于探索阶段,直至1978年才开始重点推广,至80年代向英国学习锚杆支护技术后推广到煤巷支护,90年代又向澳大利亚学习和引进成套先进的锚杆支护技术,目前已得到较广泛的推广和应用。
2024年矿用锚杆市场需求分析

2024年矿用锚杆市场需求分析1. 引言矿用锚杆是一种在矿井和矿山工程中应用广泛的地质支护工具。
它可以提供强大的支撑力和稳定性,用于增强岩石的强度和稳定性。
本文将对矿用锚杆市场需求进行分析,探讨其前景和发展趋势。
2. 市场概况矿用锚杆市场广阔且多样化。
随着矿山开采规模的扩大和深度的增加,对矿用锚杆的需求也在不断增长。
此外,环境保护和安全生产意识的提高也对矿用锚杆市场带来了新的机遇。
3. 市场需求分析3.1 矿山工程的发展矿山工程的发展是矿用锚杆市场需求增长的主要驱动力之一。
随着全球矿产资源的匮乏和矿石品位的下降,矿山工程对矿用锚杆的需求不断增加。
矿用锚杆可以提供稳定的地质支护,保证矿山工程的安全和高效进行。
3.2 环境保护需求随着环境保护意识的提高,对矿山工程的影响也越来越重视。
使用矿用锚杆可以有效地减少矿山工程对环境的影响,保护水资源和生态环境,满足环境保护的需求。
3.3 安全生产需求安全生产一直是矿山工程中最重要的问题之一。
矿用锚杆具有良好的抗震性和稳定性,可以提供有效的地质支护,减少事故发生的可能性。
因此,矿山企业对于矿用锚杆的需求越来越高。
4. 市场前景和发展趋势4.1 市场前景矿用锚杆市场具有广阔的前景。
随着经济的发展,对矿石和矿产资源的需求将持续增加,矿山开采规模和深度也会进一步扩大。
这将直接带动矿用锚杆市场的需求增长。
4.2 技术创新随着科技的进步,矿用锚杆的制造和应用技术也在不断创新。
新材料和新工艺的应用将提高矿用锚杆的质量和性能,进一步满足市场需求。
4.3 国际市场的拓展矿用锚杆市场不仅仅是国内市场,还有较大的国际市场潜力。
随着中国在全球矿业领域的影响力不断增强,矿用锚杆的出口也将得到进一步推动。
5. 总结矿用锚杆市场的需求正处于增长阶段。
矿山工程的发展、环境保护需求和安全生产需求都对矿用锚杆市场起到了推动作用。
市场前景广阔,技术创新和国际市场拓展也将为市场提供新的机遇。
因此,矿用锚杆市场具有良好的发展前景和潜力。
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锚杆支护技术的应用现状及发展趋势摘要基于国内外大量而广泛的锚杆支护技术的应用与研究,锚杆支护的优越性越来越得到认可,本文阐述了锚杆支护技术及其分类,总结了锚杆支护技术的作用原理,并对国内外锚杆支护的现状做了初步分析。
运用支护设计中常用理论及方法,对锚杆支护的优缺点进行了分析和评价,高效机械化掘进与支护技术是保证矿井实现高产高效的必要条件,也是巷道掘进技术的发展方向。
同时对实际支护工程中的某些不足进行了具体讨论,并对未来的发展趋势进行了初步分析。
关键词:锚杆支护;支护原理;应用现状;发展趋势摘要 (I)一、概述 (1)二、锚杆支护技术的概念及其分类 (1)(一)锚杆支护技术 (1)(二)锚杆的分类 (2)(三)锚杆支护适用条件及优缺点 (6)(四)锚杆支护的设计与施工 (6)三、锚杆的支护原理 (7)(一)目前,已经被广为接受的锚杆支护理论主要有如下几种: (7)(二)近年来,又提出了新的支护理论,主要有以下几种: (9)四、国内外锚杆支护技术的应用现状 (10)(一)国外锚杆支护技术的现状 (10)(二)国内锚杆支护的现状 (12)(三)国内外锚杆支护技术的对比 (12)五、锚杆支护技术发展趋势 (13)(一)锚杆支护技术的改进 (13)(二)锚杆支护技术的发展趋势 (15)参考文献 (16)一、概述锚杆支护作为岩土工程加固的一种重要形式,由于其具有安全、高效、低成本等优点,在国际岩土工程领域得到了越来越多的应用。
1872年,英国北威尔士的煤矿加固工程中首次采用钢筋加固页岩之后,1905年美国矿山中也出现了类似的加固工程。
到了20世纪40年代,锚杆支护在地下工程中的应用在国外得到了迅猛发展。
目前,在澳大利亚和美国等国的地下工程支护中,锚杆支护已经占到了接近100%。
我国于20世纪50年代开始试用锚杆支护技术,至70年代前期还处于探索阶段,直到1978年才开始重点推广,80年代开始向英国学习锚杆支护技术后推广到煤巷支护,90年代又向澳大利亚学习引进成套先进的锚杆支护技术,目前已得到较广泛的推广和应用。
在一些矿区的锚杆支护巷道比例达到90%以上,有些矿井甚至达到了100%,取得了较好的技术与经济效益。
国内现有楔缝、涨壳、倒楔锚杆、钢丝绳或钢筋砂浆锚杆、木锚杆、竹锚杆、内涨锚杆、管缝锚杆、树脂锚杆、水泥锚杆、爆扩锚杆、预应力注浆大锚索等十几个系列。
由于各种锚杆的构造不同,锚杆作用机理差异甚大,国内外大量工程实践证明,各种不同种类锚杆,在不同的地质条件下,有不同的“支护”效果。
国内外锚杆支护成功的经验表明,合理的锚杆支护设计及详细的监测分析,不仅可保证回采巷道的安全可靠,而且可取得显著的技术经济效益和社会效益。
二、锚杆支护技术的概念及其分类(一)锚杆支护技术锚杆支护技术就是在土层或岩层中钻孔,埋入锚杆后灌注水泥(或水泥砂浆、锚固剂),依靠锚固体与岩层之间的摩擦力、拉杆与锚固体的握裹力以及拉杆强度共同作用,来承受作用于支护结构上的荷载。
通过锚杆的轴向作用力,将杆体周围围岩中一定范围岩体的应力状态由单向(或双向)受压转变为三向受压,从而提高其环向抗压强度,使压缩带既可承受其自身重量,又可承受一定的外部载荷,使其有效地控制围岩变形。
锚杆支护是在边坡、岩土深基坑等地表工程及隧道、采场等地下施工中均广泛采用采用的一种既安全又经济的支护方式,是以锚杆为主体的支护结构的总称,包括锚杆、锚喷、锚喷网等支护形式。
由于锚杆支护技术具有成本低、支护效果好、操作简便、使用灵活、占用施工净空少等优点,在一些矿区的锚杆支护巷道比例达到90%以上,有些矿井甚至达到了100%,取得了较好的技术与经济效益。
(二)锚杆的分类锚杆支护实质上就是把锚杆安装在巷道的围岩中,使层状的、软质的岩体以不同的形态得到加固,形成完整的支护结构,提供一定主动的支护抗力,共同阻抗其外部围岩的位移和变形,目前,国内外岩土工程中常用的锚杆主要有:(1)木锚杆。
我国使用的木锚杆主要有普通木锚杆和压缩木锚杆两种。
(2)钢筋或螺纹钢砂浆锚杆,见图3-2-1。
此类锚杆以水泥砂桨作为锚杆杆体与围岩的粘结剂。
图3-2-1 螺纹钢砂浆锚杆(3)倒楔式金属锚杆。
这种锚杆曾是使用最为广泛的锚杆支护形式之一。
由于它加工简单,安装方便,具有一定的锚固力,因此这种锚杆至今还在使用。
见图3-2-2(4)管缝式锚杆。
是一种全长摩擦锚固式锚杆。
这种锚杆具有安装简单、锚固(5)树脂锚杆。
用树脂作为锚杆与围岩的粘结剂,这种锚杆支护成本较高。
见图3-2-4图3-2-4 等强螺纹钢式树脂锚杆(6)快硬膨胀水泥锚杆。
采用普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥加入外加剂而成,具有速凝、早强、减水、膨胀等特点。
见图3-2-53-2-5 快硬膨胀水泥锚杆(7)预应力锚杆。
预应力锚杆是一种采用钢制涨壳锚头预先对锚杆施加预应力的一种中空锚杆可满足设计需要施加一定预应力的支护工程。
它是由涨壳锚头、锚杆体、联接套、止浆塞、垫板、螺母组成的。
预应力锚杆见图3-2-6(8)中空注浆锚杆。
空心锚杆的一种,多用于相对稳定完整的岩层,树脂、工程胶水、速凝水泥等锚固剂自锚杆中心注入,比普通锚杆锚固质量更好。
由于自进式中空注浆锚杆的出现,松散岩土条件下的地层也可以使用中空注浆锚杆。
图3-2-7 中空注浆锚杆(三)锚杆支护适用条件及优缺点锚杆支护适用于不受采动影响或某些受采动影响的巷道,即可单独支护,又可以同其他支护形式相结合支护的各种巷道。
锚杆支护的优点如下:(1)锚杆支护作为一种主动支护形式,在支护原理上符合现代岩石力学和围岩控制理论,锚杆安装以后在围岩内部对围岩进行加固,能够调动和利用围岩自身的稳定性,充分发挥围岩自身的承载能力。
所以锚杆支护有利于保护巷道围岩的稳定,改善巷道维护状况;(2)锚杆杆体质轻,省材料,与传统的棚式支护相比,易于安装,支护成本低;(3)锚杆支护本身占用巷道断面与传统支护形式相比少得多,传统支护中巷道掘进断面超控量约占15-20%,锚杆支护超控量只需3%以下;(4)锚杆支护可实现机械化作业,可有效提高掘进速度,提高成巷率;(5)锚杆支护可有效减少巷道维修工作。
锚杆支护的缺点如下:锚杆支护作用机理及适用条件的研究尚不充分,没有一套完整的支护理论被公认,支护参数不以准确确定。
(四)锚杆支护的设计与施工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(2)组合梁机制及其围岩条件(3)三铰拱(楔固、紧固)机制及其围岩条件(4)组合拱(均匀压缩拱)机制及其围岩条件锚杆支护的施工:(1)锚杆的安装锚杆的安装施工包括钻锚杆眼和安装锚杆两道主要工序。
在锚杆安装施工之前,应该根据锚杆布置方式设计要求,用巷道中腰线标定出锚杆的眼位。
打眼时,眼位、眼深、角度都必须符合要求。
锚杆眼钻好后,就可以进行锚杆的安装工作。
(2)锚杆的检验为了保证锚杆的安装质量,应当注意以下问题:①锚杆孔的深度要与锚杆的长度配合适当,锚杆孔过深或者过浅都会使安装垫板和螺帽产生困难。
金属楔缝式锚杆孔的深度应比锚杆短50毫米至70毫米,倒楔式锚杆孔的深度应比锚杆短100毫米至120毫米;②锚杆孔的直径与锚杆的直径应该配合适当;③安装托板时应该尽量将岩面找平,使托板和岩面全部接触,以求托板受力均匀,增强其承载能力;④螺帽要用扳手尽量拧紧,使杆体中产生较大的预应力;⑤锚杆质量检查。
锚杆质量检查,主要注意检查锚杆孔直径、眼深、间距、排距以及螺帽的拧紧程度和锚固力。
三、锚杆的支护原理(一)目前,已经被广为接受的锚杆支护理论主要有如下几种:①悬吊理论图3-3-1 锚杆悬吊作用示意图②组合梁理论图3-3-2 锚杆组合梁理论示意图③挤压加固拱理论图3-3-3 锚杆挤压拱理论示意图④减跨理论图3-3-4 锚杆减跨理论示意图⑤围岩补强加固理论(二)近年来,又提出了新的支护理论,主要有以下几种:①最大水平应力理论这一理论是由澳大利亚学者盖尔提出的.该理论认为矿井岩层的水平应力通常大于垂直应力,水平应力具有明显的方向性,其最大水平应力一般为最小水平应力的1.5-2.5倍,因此巷道顶板的稳定性主要受水平应力的影响.但该理论在应用中还存在着如下几个问题:a、在支护参数的确定过程中,围岩破坏区域的位置及其大小是最重要的依据。
但此理论在判断围岩状态时,是基于围岩的水平应力最大且顶部破坏区域最大这一情况的。
显然,在实际中,这种情况是不易满足的。
b、围岩破坏区的确定相当困难。
该理论在应用时,只要求测出地应力和岩石的力学参数,但是,对这两个参数进行准确测量本身就是一个世界性难题,而这两个参数与围岩破坏区之间的关系更是难以判断。
c、除上述两个问题以外,该理论对错动及膨胀力等与锚杆直径相关的参数的确定问题,加固后锚杆支护能力的估算问题等也没有提出明确的解决方法。
②围岩强度强化理论这一理论是由中国矿业大学矿山压力研究所提出的。
该理论认为锚杆的作用是强化围岩强度,限制围岩塑性区宽度、破碎区宽度和巷道表面位移的发展,从而起到加固的作用。
同时,此理论还为合理地确定锚杆的支护参数提供了理论依据。
但是锚杆支护参数与围岩强度之间关系的定量描述仍有待进一步研究。
③围岩松动圈理论这一理论是由中国矿业大学针对煤矿巷道的锚喷支护首先提出的,该理论认为岩土体在开挖之后,原始的应力状态会遭到破坏,围岩会进行应力重分布。
在新的应力状态下,围岩的强度低于其所受应力的部分就会发生屈服破坏,这些破坏部分就组成了围岩松动圈。
而锚杆的作用就是限制围岩松动圈发展过程中的有害变形,使围岩仍处于稳定、不破坏的状态。
此理论中,锚杆支护参数是基于围岩松动圈的范围提出的,而松动圈范围可以用声波测试等方法进行确定。
但是,该理论没有考虑围岩与支护的相互作用问题,对围岩松动圈的确定问题也没有提出明确的解决方法。
尽管各种理论层出不从,但没有一种理论能够得到大家的一致认可,支护理论大多建立在假定的基础上,工程实际不多,没有一种完整的支护参数设计方法。
四、国内外锚杆支护技术的应用现状(一)国外锚杆支护技术的现状自从19世纪末期英国北威尔士露天页岩矿首次应用锚杆加固边坡起,锚杆支护方法逐渐被广泛应用于水利、交通、矿山等岩土工程领域,此后锚杆支护技术得以改进和提高,锚杆支护理论也不断得到完善和发展。
1912年,德国谢列兹矿最先将锚杆支护技术应用于地下巷道的围岩控制。
20世纪40年代以后,锚杆支护技术发展迅速,现已成为世界主要产煤国家煤矿的主要支护形式。
美国、澳大利亚因煤层赋存条件好,巷道全部采用锚杆支护,处于世界领先水平。
欧洲一些主要产煤国家,过去巷道中主要采用金属支架支护,随着巷道维护日益困难和支护成本的增加,各国均在积极发展锚杆支护。
英国是锚杆支护发展最快的国家之一,在20世纪八十年代以前,英国煤矿90%以上都采用金属支架支护,由于回采工作面单产及效率低下,支护成本过高,造成严重亏损。