基于錨固承載特性的巷道錨桿參數改進技術

董鳳鳴

摘要：為了達到成本低、支護效果強、操作方便、使用靈活、占用施工凈空少等特點，在工程中經常采用錨桿支護，它不僅具有加固拱、懸吊用、組合梁、圍巖補強和減小跨度作用，還可以在與圍巖兩者相結合的情況下，產生可以承受一定重量的懸吊的承載結構。這篇論文通過引入“錨固復合承載體”的理念，展現了錨固復合載體的載重特點與載重理念，在顧北礦的基礎上，指出了對應的巷道錨桿支護參數設計。

關鍵詞：錨固復合承載；錨桿支護；承載特性；改進

中圖分類號： TD353.6 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2016）06（a）-0000-00

引言

錨桿支護參數設計作為巷道錨桿支護設計中的一個重要關卡，正確的錨桿支護設計是非常重要的，錨桿支護設計正確不僅可以全面的施展出錨桿支護的優點、證實回采巷道的無危險，還可以減少成本，節約開支。

為了更好的讓支護參數設計與錨桿支護技術理論得到完峻，提升現在的錨桿支護參數設計的真實性，同時讓它擁有較為穩定的可以實施性。這篇論文在以錨桿支護基礎理論為前提的情況上，通過對巷道錨桿支護的討論，再次揭露了錨桿和圍巖兩者間的互相作用，并以此為根據提出了較為合理的，容易掌握的錨桿支護參數。

1 錨固復合承載體原理

當巷道開始挖掘后，原本是均衡情況的圍巖受到壓力分散，外面的圍巖受到的壓力從三面的受力變成了兩面受力，這一情況通常會導致圍巖產生碎裂的區域。為了保護巷道的堅固，運用錨桿對巷道的頂部和兩側進行加固，當多跟同等長度的錨桿按一定間距排列時，錨桿和錨桿區域內的碎裂巖體就造生了擁有承重能力的載體結構，這種載體結構被稱為“錨固復合承載體”。錨桿支護的運用大大的減少了在這一載體內圍巖的承力情況，提升了承載體的向內聚攏力，同時還有效的截斷了巷道圍巖破碎區的增大，很大程度上的保護了巷道的安全。

2 確保錨固復合承載體承載重力的幾項原則

通過研究，我們可以得出以下結論，錨桿的取材、錨桿的長短、錨桿間間隔的距離等都會對錨固復合承載體產生很大的影響，為了能準確讓巷道的圍巖不存在變形，完美的施展錨固復合載體在一定時間限制內在巷道中的作用，因此在思考了現場的工具、錨桿的安裝和生產成本的狀況下，在巷道安裝錨桿支護要考慮下面幾個方面：

（1）錨桿錨固力的可靠性

在施工過程中，為了不對錨固復合承載體的承重力度有影響，錨桿的錨固體就要提升它的可靠性，而提升錨固體的可靠性需要注意以下幾點，第一錨桿支護的“三徑”要確保協作，第二在組裝錨桿的時候，要依據錨固劑的攪拌時刻、凝膠時刻與等待時刻進行正確的操縱。在上面的幾點都實行后，就可以很好的預防了錨固劑的失靈，極大程度的提升了它的可靠性。

（2）及時支護并施加較高的預緊力

預緊力作為錨桿支護的一項重要環節，是非常值得人們重視的，在施工中，當錨固支護完成了以后，一定要迅速的完成它的支護，并保證它的預緊力達到的高度是否足夠的高，只有預緊力足夠的高，才可以將錨固區域內的巖體凝聚在一起，形成有用的錨固復合承載體，確保在早期圍巖不會變形，圍巖裂隙不會擴散，圍巖的內聚力、內摩擦力不會大范圍的下降，讓錨桿實現迅速增加阻力，并在高工作阻力下達到讓壓的目的，完成巷道的長久修護。

3錨桿支護參數設計步驟

從實施中表明，圍巖繁雜和多變的特性，在古板的錨桿支護參數設計中，單單實行它們中的一類，完全無法實現較好的設計成果，只有采用多種設計的設計方法，如巷道圍巖的地址勘察、最初設計、井下探測等等，才可以設計出完全吻合巷道圍巖特質的方案。這篇論文在錨固復合承載體既使用錨桿支護參數也遵照上面說的動態消息的基礎上，設計出了以下過程：

（1）巷道在開始設計之前，對現場進行實地勘查，包含兩個內容：①在對巷道進行勘查時，著重對它的圍巖地質進行調查；②分析它的斷面的參數，并依據它的部署分析出它的受干擾范圍；（2）依據巷道圍巖的應力情況、斷面的大小和形狀和工程真實進程，創立錨固復合承載體的模型；（3）依據對巷道圍巖的基本分析，算出錨固復合承載體的外在載重量，明確它需要的強度是多少；（4）依據錨固復合承載體，明確錨桿的長短、中間的間隔、粗細等會影響錨桿支護的參數。1）挑選錨桿長短、中間間隔、粗細。通常情況下，錨桿的長普遍選擇1.6-2.4m，差值0.1m；錨桿間距和排距一般為0.6-1.2m，差值0.1m；錨桿直徑一般為16-22mm，差值2mm。2）依據上面得出的數值區域，與現場的真實情況兩相結合，通過錨桿的長短、錨桿的排列間隔、錨桿的粗細，創立組合方法，在知道了巷道的圍巖地質情況和應力干擾系數以后，挑選出合適的錨桿支護方案；（5）再將上面的第一次挑選出來的計劃再次進行挑選，在全面考慮了施工和經濟等情況，挑選錨桿間距值大的一個組合計劃，然后挑選錨桿的長短或者粗細，以此來挑選出經濟、合理、科學的錨桿支護參數；（6）在最初設計的基本上，依據地質情況和巷道的斷面大小對錨桿支護配件參數開始設計；（7）在施工過程中，設立巷道監控程序，對巷道的圍巖實行一天二十四小時的動態監控，及時反映圍巖數據，以確保計劃方案的實施。

4工程應用

4.1 巷道地質條件

坐落在安徽省淮南市鳳臺縣的西北的顧北礦井，井田分為兩個生產程度，其中，一水平標高為-648m，礦井一水平劃為北一、南一和南二，這3個開采地塊又包含十個采區，而首要采集的北一地塊又被分為4個采區。北一底板軌道上山巷道布置在泥質軟巖中，地質構造復雜，圍巖強度低，變形量大，U型鋼支架失穩，拱頂部位U型鋼支架剪斷，臨近工作面一幫向巷道內收斂嚴重，部分出現斷裂的情況，整個巷道形狀改變量又一米上下。

4.2 錨桿支護參數設計

依據實地對顧北礦井的調查和有關數據的測驗，將這些參數輸入程序。想到實驗得出的是圍巖的強度，因此兩側的圍巖體強度只取巖塊的百分之三十，里面的摩擦角一樣，經過地應力的試驗得到主應力為十三點八三兆帕，側面的壓力位零點八二，錨桿初次的選材為BHRB335的鋼筋。因為顧北礦井使用錨網索噴的支護方式，因此他對頂板錨固力的要求為不低于一百千牛，側面的錨固力不少于，噴混凝土時要進行兩次，第一次噴的時候，混凝土的厚度不能少于五十毫米，第二次時，要噴夠設計時的厚度一百五十毫米。思考到顧北礦井的使用時間比較長，同時預防錨固體范圍外的離層，在錨桿支護的基本上還要采用錨索補強支護。

5 結束語

本文基于顧北礦的巷道條件出發，分析錨固復合承載的特性，結合支護原則給出了相應的支護方案。

參考文獻

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