自钻锚杆巷道支护技术研究
锚杆支护技术规范
煤巷锚杆支护技术规范第一章总则第1条为了在煤巷、半煤巷（统称煤巷，下同）中科学、规范、有效地进行锚杆支护，提高质量、保证安全，促进徐州矿务集团有限公司煤巷锚杆支护技术的发展，特制定本规范。
第2条锚杆支护巷道宜采用树脂锚固剂锚固。
第3条煤巷锚杆支护施工必须严格按设计进行。
第4条对涉及锚杆支护的有关人员（有关领导、工程技术人员、操作人员、安全监察人员）要进行技术培训。
第5条本规范未涉及的有关技术，应按国家及原煤炭工业部等上级部门的有关规定执行。
徐州矿务集团有限公司原有关规定与本规范相抵触的，以本规范为准。
第6条本规范适用于徐州矿务集团有限公司主采煤层中的1、2、3、7、9煤层巷道。
第二章煤层巷道围岩稳定性分类第7条煤层巷道采用锚杆支护，首先应对巷道围岩稳定性进行分类，为巷道锚杆支护设计、施工与管理提供依据。
第8条以煤层巷道服务期内顶底板移近量为关键指标，以是否沿空、顶板岩性、岩石结构及其坚固性系数、断面大小为次要指标，将煤层巷道围岩分为5类，即Ⅰ类，非常稳定；Ⅱ类，稳定；Ⅲ类，中等稳定；Ⅳ类，不稳定；Ⅴ类，极不稳定。
详见表1。
徐州矿区煤层巷道围岩稳定性分类表1第三章锚杆支护设计煤巷锚杆支护设计采用以工程类比法为主的“动态信息法”，即在采用工程类比法的基础上，分以下几个步骤进行：地质力学评估、初始设计、锚杆支护与围岩稳定监测和信息反馈、修改完善设计、再进行锚杆支护与围岩稳定监测和信息反馈、再次修改完善设计。
第9条锚杆支护设计所需数据应以井下实测数据为基础。
巷道开挖以后，应立即进行地质调查，并设点对锚杆支护与围岩变形状况进行监测，收集巷道围岩变形、锚杆支护稳定状况基础资料，对初始设计进行补充、修改、完善。
第10条顶板支护：顶板必须采用左旋无纵筋螺纹钢等强锚杆进行支护。
Ⅰ～Ⅱ类围岩顶板宜采用端头锚固，Ⅲ～Ⅴ类围岩顶板宜采用加长锚固。
顶板锚杆试验抗拔力不小于锚杆理论极限载荷的50%（一般对左旋无纵筋螺纹钢锚杆而言，Φ18㎜锚杆试验抗拔力不小于60kN，Φ20㎜锚杆试验抗拔力不小于80kN，Φ22㎜锚杆试验抗拔力不小于100kN）；紧靠巷道两帮的顶锚杆宜向煤帮倾斜，其倾斜角度与锚杆长度应在作业规程或措施中明确规定，其它顶锚杆应尽可能与岩层层面垂直，顶锚杆不得沿岩层层面布置。
锚网索支护在煤巷中的实施
锚杆支护是煤矿开采证的一种主动支护方式，通过对其进行应用，可以加固围岩，通过对围岩自身强度的应用，共同承担荷载，从而减少围岩变形现象的发生。
随着综采放顶煤技术的应用及大功率高效综采设备的引进与应用，提高作业面开采效率，为了满足作业快速开采要求，采用锚网索支护，为开采作业顺利进行提供强有力支持。
1工程概况某煤矿工程16层六分段下块为综采二队接续面，对该区域地质情况进行分析可以发现，地质结构相对简单，煤层赋存稳定，整体性良好，底板岩石以致密坚硬灰白色细砂岩为主，16层煤厚约为14.8m，巷道掘进于16层底板岩石中，在遇到16层煤之后，沿着16层煤底板开展后续开采作业。
2设计巷道支护参数巷道掘进宽度为4.75m，高位3.18m，锚杆直径为16mm，顶板锚杆长度为2.4m，两帮采用的锚杆长度为2.21m，锚杆排、间距离为0.82m，每排设置了14根锚杆。
锚索采用直径为14mm钢绞线，长度约为6.42m，间距为2.48m，每排设置了两个钢绞线，采取工字钢作为锚索托梁，托梁长度为0.82m，在中心钻一个直径大小为20.0mm的小孔，采用的锚杆厚度不得小于6.8mm，直径要控制在125mm以上。
锚杆锚固力大小不得低于6.5t，采用的锚索锚固力需要控制在20.0t以上[1]。
采用气腿式岩凿机，锚索施工利用风动锚索，在实际施工作业开展时，为了确保施工作业顺利开展，保证工程质量能够达到要求标准，要将循环进度控制在0.78m，最小空顶距为0.3m，最大空顶距为1.2m[2]。
对于超前支护，要对前探梁进行应用，将2根作为一组，需要施工人员特别注意的是：为了提高作业质量，每根前探钢梁至少要利用2副吊环，对其进行固定，在进行固定时，应当将吊环固定在锚杆上，将护顶板铺设在前探钢梁上[3]。
考虑到作业中采用的顺槽巷道通常都在一年以内，因此，不必对其进行特殊处理。
3锚网索支护施工分析进行锚杆打眼前，工作人员需要严格依据中线、腰线对巷道的具体断面情况进行检查，如果经过检查发现，不符合规程要求时，必须要严格依据要求进行科学处理。
锚杆的构造锚杆的类型锚杆的支护原理
锚杆的类型
锚固方式 机械式磨擦试 倒楔式 倒楔式锚杆 ;胀壳式 胀壳式锚杆 ;楔逢式 楔逢式锚杆 胀管式 水力胀管锚杆; 爆破胀管锚杆管逢锚杆 粘结式 水泥锚杆 ;树脂锚杆 ; 聚氨酯 锚杆 ; 砂浆锚杆 ; 阻力式 旋丝刻入 自旋锚杆 （螺旋锚杆）; 倒锥锚杆 ;杆体形式 刚性 钢筋 左旋螺纹钢锚杆 ;反麻花锚杆 ; 玻璃钢 玻璃钢锚杆 ; 柔性 钢绞线 钢丝绳锚杆
其缺点是它属于隐性支护，对支护质量和可靠性的监测和检测不易，有时会出现无明显先 兆的冒顶事故，此外，对变形量很大的软岩、塑性较大的巷道的回采巷道，支护效果不易保 证，导致巷道无法使用。 在软岩锚杆技术的推广应用和实施中，由于煤层赋存条件多样化，围岩结构复杂，部分条件 顶板结构异常复杂，软弱夹层和层理十分发育，稳定性很差，极易发生离层垮冒，即使在同 一巷道内顶板赋存状态也是频繁变化，构造影响随处可见，随时可遇。对于上述软岩巷道， 锚杆支护不能有效的控制顶板离层，恶性冒顶事故时有发生。垮落现象频繁，安全事故时有 发生。冒顶率：万分之五；事故率：五万分之一。
锚索 铁丝 铁丝锚杆 钢柔性 木 木锚杆 压缩木锚杆 竹 竹锚杆 性质用途 注浆 注浆锚杆 可回收 可回收锚杆 预应力 预应力锚杆 锚索 带钻头 自钻锚杆 （自进式锚杆） 特定场合 土层
锚杆的支护原理
锚杆支护是在边坡、岩土深基坑等地表工程及隧道、采场等地下硐室施工中采用的一种加固 支护方式。用金属件、木件、聚合物件或其他材料制成杆柱，打入地表岩体或硐室周围岩体 预先钻好的孔中，利用其头部、杆体的特殊构造和尾部托板（亦可不用），或依赖于黏结作 用将围岩与稳定岩体结合在一起而产生悬吊效果、组合梁效果、补强效果，以达到支护的目 的。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。[1] 锚 杆的力学作用主要有 悬吊作用 、 组合作用 、 挤压作用 。 1、在层状岩层中，锚杆将下部不稳定岩层悬掉在上部稳固岩层上。锚杆所受拉力来自被悬 掉岩层。2、在没有稳固岩层的薄岩层中，安心装锚杆后，锚杆的夹紧力就会使层面间摩擦 力增大，这种摩擦力可以阻止岩石沿层面继续滑动，从而将数个薄岩层通过锚杆锁紧成一个 较厚的岩层。这种厚岩梁内的最大弯曲应力和应变与梁的厚度的平方成反比，集成的岩梁越 厚，最大弯曲应力和应变就越小。同时，锚杆本身的强度也增加了梁的整体抗剪能力。3、 锚杆组合拱原理，在供形巷道围岩的破裂区中安装预应力锚杆时，在杆体两端将形成圆椎体 形式分布的压应力。若沿顶板布置锚杆群，各个锚杆形成的压应力圆椎体将交错重叠，形成 一个防止破裂区扩散的承压拱，这个供可以承受其上部破碎岩石施加的径向载荷。沿锚杆轴
自进式锚杆的施工工艺及操作方式
自进式锚杆的施工工艺及操作方式自进式锚杆是钻杆及锚杆合而为一，在风化岩，碎岩层，回填区，砂，粘土，园卵石层等不需套管护壁，即能形成锚孔，保证锚固与注浆效果。
操作简便，快捷省时，节省百分之25工作量，减少工程成本。
自进式锚杆支护是通过围岩内部的锚杆改变围岩本身的力学状态，在巷道周围形成一个整体而又稳定的岩石带，利用锚杆与围岩共同作用，达到维护巷道稳定的目的。
它是一种积及防御的支护方法，是矿山支护的重大变革。
中煤自进式锚杆主要是用于断层破碎带开挖支护施工，在复杂地质条件下取代普通砂浆锚杆，克服了普通砂浆锚杆诸如塌孔、无法插杆、注浆不饱满等难题，发挥了锚杆支护的作用，提高了围岩的承载能力，保证了围岩的整体稳定，具有较好的应用价值。
自进式锚杆采用良好的厚壁无缝钢管材料、快捷的表面螺纹成形工艺以及做工精良的配件实现了自钻式锚杆钻孔、注浆、锚固等功能的统一。
自进式锚杆施工工艺1、将合金钻头与锚杆一端连接，自进式锚杆另一端连接上钎套、钎尾后再与台车或手持式钻机连接好。
自进式锚杆按设计的高度开始钻进，钻进时须加注冷却水。
（锚杆如需加长，自进式锚杆可用连接套进行连接，然后钻进）2、卸下钻机，将止浆塞套进杆体，并将其塞入孔内，准备注浆。
异常情况入注浆压力过大或围岩太破碎，可用锚固剂封孔ymjt043、将快速注浆接头与锚杆尾端连接，注浆接头另一端与注浆机连接。
4、开动注浆机注浆，待注浆饱满且压力达到设计值时关机。
注浆压力根据设计参数和注浆机性能确定，灰沙比参考值1：0~1：1，水灰比参考值0.45~0.5：1.5、安装垫板和螺母，并旋紧螺母自进式锚杆的操作方式1、打锚杆孔，眼深比锚杆体短80-100mm为宜。
2、将锚杆孔内的岩粉去除干净。
3、装药卷之前应检查药卷质量，对破裂失效的药卷不得使用。
4、将树脂药卷送入眼底，用锚杆顶住药卷开始搅拌，搅拌完后，卸下搅拌工具，待4-6分钟后，卸下搅拌连接头，上托盘，40分钟后用专用扳手拧紧螺母。
2024年锚杆、锚喷巷道支护的安全检查(五篇)
2024年锚杆、锚喷巷道支护的安全检查(1)锚杆支护和锚喷支护对巷道断面成型要求严格，在综合掘进机开挖时要严格掌握，在爆破成型时更要认真搞好光面爆，尤其是巷道断面周边眼的布置、眼距、孑L深、角度及装药量，必须严格执行规程设计规定，这是保证成型质量的关键。
(2)锚杆眼的布置、眼距、孔深、角度必须符合规程要求，锚杆角度应垂直于帮壁平面。
(3)锚杆无论是楔缝式，还是树脂药卷式，在装设锚杆时必须按规定要求程序装设，尤其是药卷浸水人孔搅拌，更要在浸水时间上和搅拌力度上按规定操作，以保证锚杆锚固质量。
(4)锚杆入孔固定(凝固)好后，把托板或托梁钢带等戴好上平，与顶帮岩石贴紧，如无法贴紧时要用木板垫好，然后上螺帽，螺帽要戴满丝扣，用力矩扳手拧紧。
锚杆外露长度应小于0．05m。
(5)锚杆支护要定期做拉拔(拉力)试验，发现锚固小于规定的要采取补打锚杆或加架棚子等措施。
(6)采用锚喷支护时，要按规定布置锚杆眼并及时保质的支设锚杆，要求同上不再重复。
(7)无论是锚杆支护还是锚喷支护，最大空顶距、最小空顶距、初喷与复喷的间距都要在规程中明确规定并严格执行。
(8)喷浆的配比必须符合要求，水泥标号符合要求，喷体强度要定期取样检验。
(9)要保证初喷和复喷质量，尤其是巷道顶部和腮部喷层厚度必须达到要求。
喷浆前要用清水冲洗巷道帮壁，喷后巷道帮壁平整，断面规格和中线符合要求，不准出现吊脚穿裙现象。
帮壁凹进部分要逐次补喷，必要时要挂网喷浆，每次补喷厚度不大于0．1m。
(10)做好喷浆时防尘工作，操作者要带好个体防尘口罩。
喷浆时要撤出设备，不能撤出的要遮盖保护。
喷浆作业时要停止(11)用风钻、电钻钻孑L必须湿式凿岩钻孔，不准干打眼。
(12)水泥、石子、速凝剂等材料要加强管理，堆放整齐，巷道内做到干净卫生文明生产。
(13)喷浆机保持完好，操作控制设备要灵活，电气设备要防爆。
喷浆机司机和喷浆手应经培训合格持证上岗。
2024年锚杆、锚喷巷道支护的安全检查（二）1. 引言锚杆、锚喷巷道支护是矿井巷道支护的重要技术之一，对保障矿井巷道的安全稳定运营具有重要意义。
锚杆支护
第二章锚杆支护技术管理第一节总则第1条锚杆、锚喷支护（以下简称锚杆支护）是煤矿井巷工程一种重要的支护形式，它以快速、主动、有效的支护特性已得到广泛推广应用，并对加快巷道支护改革，提高支护效果起到了重要作用。
为进一步加快锚杆支护的推广应用，提高矿井的经济效益，特制定本规定。
第2条锚杆的种类根据新汶矿区开采的实际情况，规定允许使用的锚杆种类包括以下七种:1、等强全螺纹树脂锚杆（牌号：KMG335）;2、等强全螺纹细牙高预紧力锚杆（牌号：KMG400、KMG500）；3、无纵肋螺纹钢式树脂锚杆（牌号：KMG400、KMG500），适用于埋深大于600米的巷道；4、高强度高韧性抗冲击锚杆（牌号：KMG600），适用于埋深大于800米及地压较大的巷道。
5、缝管锚杆（只限于回采巷道护帮或断层破碎带临时支护）;6、水力膨胀式管子锚杆;7、玻璃钢锚杆（允许在使用时间较短的，围岩稳定的切眼两帮及条件适宜的煤帮使用）；8、经集团公司鉴定并经专业主管部门批准使用的新型锚杆。
第3条锚杆的锚固方式1、端锚：树脂锚固段长度≥350mm。
2、加长锚：树脂锚固段长度≥700mm。
3、全锚：树脂锚固段长度≥锚深的80%；水泥锚固段长度为锚深的100%。
一般情况下应采用加长锚；Ⅲ～Ⅴ类煤巷顶板和深部全岩巷道严禁使用端锚。
第4条锚杆支护材料规格、性能1、树脂锚杆金属杆体及其附件应符合中华人民共和国煤炭行业标准MT146.2-2002要求。
2、等强全螺纹树脂锚杆技术性能规定见下表（表一）。
表一3、等强全螺纹细牙高预紧力锚杆技术性能规定见下表（表二）表二4、无纵肋螺纹钢式树脂锚杆技术性能规定见下表（表三）表三5、高强度高韧性抗冲击锚杆技术性能规定见下表（表四）注：1）、无纵肋螺纹钢式树脂锚杆及高强度高韧性抗冲击锚杆成品杆体实验要求：a、除做屈服载荷实验外，应在杆体滚压螺纹部做抗弯试验。
b、抗弯试验要求：杆体直径的3倍为弯芯直径，按弯芯直径对杆体螺纹部进行弯曲实验，要求弯曲90°时，受弯部位不得脆断。
巷道支护的方案
巷道支护的方案1. 引言巷道支护是地下工程中非常重要的一项工作，它主要是为了保证巷道的稳定和安全，防止因地下施工引起的地层塌陷、坍塌等危险。
本文将介绍几种常见的巷道支护方案，包括钢筋混凝土衬砌、钢桩支护、锚杆锚索等。
2. 钢筋混凝土衬砌钢筋混凝土衬砌是一种常见的巷道支护方案。
它采用钢筋混凝土作为巷道的衬砌材料，施工简单、效果稳定。
具体的施工步骤包括：首先，根据巷道的尺寸和形状进行模板的搭建；然后，在模板内浇筑混凝土，同时安装预埋的钢筋；最后，混凝土凝固后，拆除模板，完成衬砌。
钢筋混凝土衬砌的优点是强度高、稳定性好，能够有效地支撑巷道的周围土层，防止其坍塌。
然而，该方案的缺点是施工周期长，且需要大量的人力和材料投入。
3. 钢桩支护钢桩支护是另一种常用的巷道支护方案。
它采用钢桩作为巷道的支撑结构，通过打入地下，使其形成一个稳定的桩墙，从而支撑巷道的周围土层。
钢桩可以分为U型钢桩和H型钢桩，根据实际需求选择合适的型号。
钢桩支护的优点是施工速度快，适用于各种复杂的地质情况，支撑效果好。
同时，钢桩可以进行多次使用，提高了经济性。
然而，钢桩支护也存在一些缺点，比如成本较高、施工难度大等。
4. 锚杆锚索锚杆锚索是一种常见的巷道支护方案，它通过在巷道围岩中预埋锚杆或锚索，使其与巷道结构连接，从而增加巷道的稳定性。
锚杆可以分为自钻锚杆和非自钻锚杆两种类型，具体选择根据巷道工程的实际情况。
锚杆锚索的优点是可以有效地解决围岩不稳定的问题，提高巷道的整体安全性。
此外，锚杆锚索施工简便，适用于各种地质条件。
然而，锚杆锚索也存在一些问题，比如锚固长度有限，可能无法满足巷道的支护需求。
5. 结论巷道的支护方案是地下工程中非常重要的一环。
本文介绍了钢筋混凝土衬砌、钢桩支护和锚杆锚索三种常见的方案。
钢筋混凝土衬砌适用于巷道施工期间的临时支护，但施工周期长。
钢桩支护适用于各种地质情况，施工速度快，但成本较高。
锚杆锚索适用于围岩不稳定的情况，施工简便，但锚固长度有限。
煤矿锚杆支护技术规范(新)
煤矿锚杆支护技术规范一、术语和定义1、煤巷：断面中煤层面积占4/5或4/5以上的巷道。
2、半煤岩巷：断面中岩石面积（含夹石层）大于1/5到小于4/5的巷道。
3、锚杆支护：以锚杆为基本支护形式的支护方式。
4、锚杆杆体破断力：锚杆杆体能承受的极限拉力。
5、锚杆拉拔力:锚杆锚固后，拉拔试验时，锚杆破断或失效时的极限拉力。
6、锚固力：锚杆的锚固部分或杆体在拉拔试验时，所能承受的极限载荷。
7、设计锚固力：设计时给定的锚杆应能承受的锚固力。
8、树脂锚杆：以树脂锚固剂配以各种材质杆体及托盘（托板）、螺母与减磨垫圈等构件组成的锚杆。
9、树脂锚固剂：起黏结锚固作用的材料称锚固剂，树脂锚固剂由树脂胶泥与固化剂两部分分隔包装成卷形。
混合后能使杆体与被锚固体煤岩黏接在一起。
10、锚固长度：锚杆的锚固剂或锚固装置与钻孔孔壁的有效结合长度。
11、端头锚固：锚杆的锚固长度不大于钻孔长度的1/3。
12、全长锚固：锚杆的锚固长度不小于钻孔长度的90％。
13、加长锚固：锚杆的锚固长度介于端头锚固与全长锚固之间。
14、拉拔试验：测试锚杆拉拔力的试验。
15、搅拌时间:安装树脂锚杆时，从开始搅拌树脂锚固剂到停止搅拌所用的时间。
16、等待时间：安装锚杆时，搅拌停止后到可以上紧螺母托板的时间。
17、预紧力：安装锚杆（锚索）时，通过拧紧螺母或采用张拉方法施加在锚杆（锚索）上的拉力。
18、预紧力矩：拧紧螺母使锚杆达到设计预紧力时，施加到螺母上的力矩。
19、锚杆快速安装：使用锚杆钻机连续完成搅拌树脂锚固剂、拧紧螺母的全过程。
20、初始设计：根据已有资料提出的巷道支护形式与参数。
21、信息反馈：对支护监测信息进行解释，并据此对支护设计进行验证和修改的过程。
22、正式设计：根据监测信息，对初始设计进行验证或修改，在技术性、经济性以及安全性等方面均能满足生产要求的支护设计。
23、巷道顶板离层临界值：支护设计或工程实践分析确定的巷道顶板允许的最大离层值。
锚杆的支护技术管理规定
²华恒公司锚杆支护技术管理规定第一章总则1、锚杆、锚喷支护（以下简称锚杆支护）是煤矿井巷工程一种重要的支护形式，它以快速、主动、有效的支护特性已得到广泛推广应用，并对加快巷道支护改革，提高支护效果起到了重要作用，为进一步加快锚杆支护的推广应用，提高矿井的经济效益，特制定本规定。
2、锚杆的种类根据新汶矿区开采的实际情况，规定允许使用的锚杆种类包括以下五种：（1）金属全螺纹（20MnSi、KMG335）钢等强锚杆；（2）金属管缝式锚杆（只限于回采苍道护帮或断层破碎带临时支护）；（3）金属水力膨胀式管子锚杆；（4）螺纹钢高强锚杆（KMG450、KMG500、KMG600），适用于埋深大于600米的巷道；（5）玻璃钢锚杆（允许在使用时间较短的，围岩稳定的切眼两帮及条件适宜的煤帮使用）；（6）经集团公司监定并经专业主管部门批准使用的新型锚杆。
3、锚杆的锚固方式（1）端锚：树脂锚固段长度》350mm。
（2）加长锚：树脂锚固段长度》700mm。
（3）全锚：树脂锚固段长度》锚深的80%；水泥锚固段长度为锚深的100%。
煤层巷道顶板及深部全岩巷道大力推广全锚；一般情况下应采用加长锚；Ⅲ~Ⅴ类煤巷顶板及深部全岩巷道严禁使用端锚。
4、锚杆支护材料（1）树脂锚杆金属杆体及其附件应符合中华人民共和国煤炭行业标准MT146.2—2002要求表一 全螺纹等强锚杆技术性能规定见下表表二 锚杆支护材料中热轧矿用锚杆钢筋力学性能表：牌号 屈服强度（MPa ） 抗拉强度（MPa ）延伸率（% KMG335 ≥335 ≥490 ≥15 KMG450 ≥450 ≥640 ≥15 KMG500 ≥500 ≥660 ≥15 KMG600≥600≥815≥15材质：20MnSi规格 公称直径（mm ） 公称面积（mm ） 截屈服载荷（KN ） 抗拉载荷（KN ） 重量（Kg/m ） 延伸率（%） 螺距 （mm ） Φ16 16±0.1 201.06 ≥69 ≥100 1.6 ≥15 10±0.2 Φ18 18±0.1 254.47 ≥87 ≥126 2.0 ≥15 12±0.2 Φ20 20±0.1 314.16 ≥108 ≥156 2.5 ≥15 12±0.2 Φ22 22±0.1 380.13 ≥131 ≥189 3.0 ≥15 12±0.2 Φ25 25±0.1490.87≥169≥245 3.9≥1512±0.2表三材质：KMG500规格公称直径（mm）公称直径（mm）公称直径（mm）公称直径（mm）公称直径（mm）公称直径（mm）公称直径（mm）Φ20 20.1±0.2Φ22 16±0.1Φ25 16±0.1表四（2）管缝式锚杆（带倒楔）材质：Q235冷钢板。
关于M6、M16煤巷道支护锚杆(锚索)支护设计技术参数分析
关于苍海煤矿M6、M16煤巷道支护锚杆（锚索）支护设计技术参数分析 一、锚索设计承载力钢绞线直径为φ15.24mm时230kN ，钢绞线直径为φ17.8mm时320kN ，钢绞线直径为φ21.6mm 时454kN 。
二、锚索设计破断力钢绞线直径为φ15.24mm时260kN ，钢绞线直径为φ17.8mm时355kN ，钢绞线直径为φ21.6mm 时504kN 。
三、锚杆（锚索）支护参数校核已知：M6、M16煤顶板为粉砂岩：以深灰色，薄层状粉砂岩为主，粉砂状结构，夹粉砂质泥岩，菱铁质细砂岩，细砂岩等，沙纹层理发育，局部显水平层理及斜层理。
顺槽巷道毛宽4.7米，高帮3.3米，采用锚网+锚索支护。
1、顶锚杆通过悬吊作用，帮锚杆通过加固帮体作用，达到支护效果的条件，应满足：L ≥L 1+L 2+L 3式中L ——锚杆总长度，m ；L 1——锚杆外露长度（包括钢带、托板、螺母厚度），0.1m ； L 2——有效长度（顶锚杆取围岩松动圈冒落高度b ，帮锚杆取帮破碎深度c ），m;L 3——锚入岩（煤）层内深度，按树脂锚固剂长度1.2m 计算。
其中围岩松动圈冒落高度顶f H B b ⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=︒245tan 2ω式中B 、H ——巷道掘进荒宽、荒高；巷宽4.7米，巷高3.3米。
顶f ——顶板岩石普氏系数；粉砂岩取5ω——两帮围岩的似内摩擦角，ω=()︒=3.57arctan 顶f 。
967.0)34.16tan(245tan =︒=⎪⎭⎫ ⎝⎛-︒=H H c ω米66.05967.035.2245tan 2=+=⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=︒顶f H B b ω米L ≥L1+L2+L3=0.1+0.66+1.2=1.96米，顶锚杆长度2.2米满足要求2．锚杆的直径计算锚杆的直径按杆体的承载力与锚固力等强度原则确定，即d 14.35mm === 式中：d ——锚杆杆体直径，mm;Q ——锚固力，按选取直径大于16mm 的树脂锚杆和施工初期职工的锚固工艺掌握程度，按80kN 计算；t σ——杆体抗拉强度，按选取锚杆的技术参数取为490MPa 。
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煤 炭 工 程 ２００６年第５期
自钻锚杆巷道支护技术研究
周金城，韩进忠
（峰峰集团有限责任公司煤炭生产部，河北邯郸０５６２０１）
摘 要：利用自钻锚杆支护技术，解决松软、高应力围岩条件下，底板支护强度不足，导
致支护失败的问题。配合传统锚杆支护，达到控制围岩变形，改善巷道支护的目的。
关键词：自钻锚固；支护研究；高应力围岩
中图分类号：ＴＤ３５５ ．９ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１６７１—０９５９（２００６）０５—００８４—０２
ｌ 问题的提出
锚杆支护技术，是支护技术的重大发展和突破，为解
决巷道支护发挥了巨大的作用。但是，随着开采深度的不
断加大，采矿工程面临的地质条件越来越复杂，巷道支护
出现的新问题越来越多。在松软、高应力围岩条件下，由
于施工技术的制约，巷道底板锚杆难以施工，致使底板支
护强度不足，造成巷道底板首先破坏，导致最终支护失败。
因此，松软、高应力条件下巷道支护问题长期困扰着采矿
工程。
自钻式锚杆作为一种有效的支护手段，被大量地应用
于隧道的超前支护、径向支护、边坡加固、路基加固、河
堤加固、拱角加固以及隧道灾害整治工程，由于煤矿井下
环境限制，一直没有在煤矿巷道中研究和应用。自钻锚固
技术是借鉴其它行业成功经验，结合煤矿的特点，开发研
制的一种快捷、简便、实用的支护技术，对控制围岩变形，
改善巷道支护，指导生产实践具有重要作用。
２自钻锚杆结构殛特点
２．１ 结构
自钻锚杆结构如图１所示。自钻锚杆由钻头（锚头）、
杆体、紧固装置、附属装置四部分组成。钻头部分有两个
作用：钻孔和锚固；杆体部分有三个作用：①钻孑Ｌ时起钻
杆作用；②锚同时起锚杆作用；③注浆时的通路；紧固装
置起预紧和主动支护的作用。
图１ 自钻锚杆整体结构图
２．２特点
１）可加长。具有边钻进边加长的特性，可适用于较狭
小的施工空间，长度可达１０ｍ，实现了特长锚杆加固围岩。
２）自锚。锚杆体无需拔出，通过自身的锁紧，形成端
头锚固。通过注浆，还可实现全长锚固，将深层围岩应力
均匀地传递到周壁围岩上，达到围岩与锚杆相互支护的
目的。
３）自钻。杆体具有连续的波形螺纹，代替钻杆、配合
钻头在普通凿岩机械的作用下，可以穿透各类岩石，完成
钻孑Ｌ和成孑Ｌ。
４）主动支护。通过安装锚杆时预紧，形成对围岩的主 动支护。 ５）可注浆。通过中空的锚杆，可实现注浆加固围岩， 固定破碎岩体。使得它在各类围岩条件下施工时，不需套 管护壁、预注浆等特殊手法就能形成锚孔并保证锚固与注 浆效果。 ６）“钻、锚、注”一体化。该锚杆集钻孔、锚固、注 浆三种功能于一体，实现了组合支护。 ７）柔性支护。自钻式锚杆材料采用厚壁无缝钢管。全 螺纹成形工艺制作。有很好的延伸性能，克服了锚索低延 伸性的缺陷，充分发挥柔性让压支护作用，更好发挥高应 力围岩自承能力。
收稿日期：２００５—１１—２９
作者简介：周金城（１９６７一），男，高级工程师，河北矿业学院毕业，现在峰峰集团有限公司生产部任职。
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２００６年第５期 煤 炭 工 程
３工业性试验
３．１ 地质情况
试验地点选在一５００水平大巷，巷道埋深７００ｍ，巷道
层位在２ 煤层底板下１５ｍ，岩性灰白色细砂岩，巷道沿走 向掘进。２ 煤厚度４．５ｍ～５．５ｍ，平均厚度５．０ｍ，煤层倾 角１０。～１８。。煤层直接顶为黑灰色粉砂岩，厚度３．０ｍ，老 顶为灰白色细砂岩，厚度１４ｍ，伪顶为黑色炭质页岩，厚 度０．５ｍ。直接底为深灰色粉砂岩。厚度８．０ｍ，老底为灰 白色细砂岩，厚度１８ｍ。 ３．２ 支护设计 巷道形状为直墙半园拱形，宽×高＝４．６ｍＸ ３．６ｍ。为 使试验有可比性，采取五种支护设计： １）锚网索喷射混凝土支护（常规支护设计）。锚杆为等 强锚杆，长２．４ｍ，直径２０ｒａｍ。锚杆间、排距８００ｍｍ× ８００ｒａｍ。锚索间距１．２ｍ（每排５根），排距１．６ｍ。锚索长 ７ｍ，直径１５．２４ｍｍ，锚索位于拱部。顶、帮喷射混凝土厚 度１００ｒａｍ，混凝土内铺设直径６ｍｍ，网格１００ｒａｍ金属网。 按“三掘三喷”工艺施工。 ２）普通支架支护（常规支护设计）。材料Ｕ， 型钢，支 架间距８００ｍｍ，支架与巷壁间用１１００ｍｍ Ｘ ２００ｍｍ Ｘ ６０ｍｍ 混凝土背板花背。 ３）特殊支架支护（压力特别大巷道支护设计）。材料 Ｕ 型钢，支架形状为全封闭整体支架（支架带底拱梁），支 架间距８００ｍｍ，支架与围岩问铺直径６ｍｍ，网格１００ｒａｍ 金属网，顶、帮喷射混凝土，混凝土厚度５０ｍｍ。 ４）自钻锚杆支护系统设计。在“锚网索喷射混凝土支 护（常规支护设计）”的基础上，在底板使用自钻锚杆支护技 术，控制底板变形，形成一个稳定的支护体。自钻锚杆间距 １．０ｍ（每排５根），排距１．６ｍ，自钻锚杆长度３．５ｍ，直径 ２７ｍｍ，壁厚６ｍｍ，强度２７０ｋＮ／￣，钻头直径４２ｍｍ。 ５）锚网索喷射混凝土支护（常规支护设计）＋锚索控制 底板支护设计。在“锚网索喷射混凝土支护（常规支护设 计）”的基础上，底板使用锚索支护技术，控制底板变形， 形成一个稳定的支护体。锚索间距１．５ｍ（每排３根），排距 ２．０ｍ，锚索长５ｍ，直径１５．２４ｍｍ。 ３．３ 自钻锚杆支护施工工艺 １）钻进。采用普通手持式凿岩机将安装好钻头的锚杆 钻进至设计位置。加长锚杆用联结套进行联结，然后继续 钻进至设计深度。 ２）安装。卸下凿岩机，安装止浆塞，将其安装在锚孔 内离孔口２５０ｍｍ处。 ３）注浆。通过快速注浆接头将锚杆尾端与注浆泵相 连。注浆饱满，压力达到设计值时停止注浆。注浆压力根 据设计参数和注浆机性能确定。灰砂比：１：０～１：１，水灰 比：０．４５：１～０．５：１。 ４）紧固。浆液凝固后，安装垫板和螺母，紧固达到设 计扭矩。 ３．４试验结果 １）锚网索喷射混凝土支护。支护后６～８个月局部出 现底鼓、混凝土开裂；１０个月后２０％巷道需卧底；１５个月 后８０％巷道需卧底，巷道顶、帮开裂严重，卧底后巷道可 继续使用；１８个月后，局部地段需卧底、扩修，使用ｕ型
钢支架二次加强支护。以后巷道需经常卧底、扩修、用支
架二次加强支护。结论：锚网索喷射混凝土支护在压力大
的条件下，由于没法控制底板，１８个月后，支护逐渐失败。
支护设计不成功。
２）普通支架支护。支护后４个月局部出现底鼓。支架
收敛、变形；６个月后３０％巷道需卧底；１１个月后，全部
巷道需卧底，支架收敛５００ｒａｍ～９００ｒａｍ；１５个月后，支架
收敛８００ｒａｍ １４００ｍｍ，支架严重变形，开始扩帮整修。结
论：普通支架支护在压力大的条件下，由于被动支护，没
法控制底板，１５个月后，支护逐渐失败。支护设计失败。
３）特殊支架支护。１０个月后，局部支架出现轻微变
形，但能够保持长期稳定。结论：巷道不底鼓，支架变形
很小，能正常使用，不用维修。支护设计成功。
４）自钻锚杆系统支护。１２个月后，局部顶轻微开裂。
但能保持长期稳定；巷道不底鼓，能正常使用，不用维修。
支护设计成功。
５）锚网索喷射混凝土支护（常规支护设计）十锚索控制
底板支护。１２个月后，锚索有少量拉断，但巷道能保持长
期稳定；支护效果与自钻锚固系统支护效果相当。支护设
计成功。
３．５技术经济比较
１）自钻锚杆系统支护与锚索支护底板相比：①高效，
施工速度是锚索支护的３～４倍；②方便、实用，使用普通
凿岩机械施工，不需专用钻机；③实现与正常掘进平行作
业，并适用于狭小空间；④技术性能好，自钻锚杆的杆体有
良好的延伸性能，充分发挥柔性让压支护的作用，避免锚索
支护断裂问题的出现；⑤经济，成本是锚索支护的６０％。
２）自钻锚杆系统支护与特殊支架支护相比。施工方
便，高效，特殊支架由于需卧底使底拱梁支架，掘进工程
量大，施工速度慢，自钻锚固施工速度是特殊支架１．５～２
倍；经济效益好，总支护成本是特殊支架４５％。
４结 论
通过五种支护形式，在基本相同的条件下工业性试验
对比分析，技术、经济效益差别明显。锚网索喷射混凝土
支护、普通支架支护这些常规支护手段在松软、高应力围
岩条件下已不能满足支护需求，有效控制围岩时间短，巷
道需经常扩修，影响生产、安全正常进行。特殊支架支护、
锚索支护底板等手段，技术上可行，但施工速度慢，且不
经济。自钻锚杆支护技术具有施工方便、快捷，操作简单，
主动支护，适用于狭小施工空间，经济效益好等优点，在
松软、高应力围岩条件下，是一种新型控制围岩变形，改
善巷道支护技术，对解决生产实际问题具有重要作用。
（责任编辑程玉岭）
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