錨桿預緊扭矩轉化效率主控因素分析

孫卓越

(1.中煤科工開采研究院有限公司，北京 100013；2.天地科技股份有限公司 開采設計事業部，北京 100013；3.煤炭科學研究總院 開采研究分院，北京 100013)

隨著煤礦開采向深部發展，高地應力、軟弱破碎圍巖及復雜地質構造等成為巷道圍巖控制的重大威脅，加之采動應力影響，巷道變形越發嚴重，極大制約了煤礦安全生產[1，2]。近年來，部分學者提出預應力理論，強調對錨桿錨索施加高預緊力實現一次強力支護，在現場應用取得良好效果，有效改善了巷道變形情況[3-5]。當前，國內外學者在預應力理論及現場應用等方面進行了諸多研究。侯朝炯等[6]通過分析沿空掘巷圍巖變形破壞機理，提出對錨桿施加高預緊力有利于圍巖小結構穩定。康紅普等[7]運用FLAC3D系統研究了預應力對錨桿錨索支護應力場的影響，通過量化分析得出高預應力可有效控制防止圍巖變形。張農等[8]分析了高預應力強力支護技術控制頂板變形機理，提出采用高預應力錨桿和桁架、M鋼帶進行聯合支護以控制頂板下沉。何思明等[9]引入彈性力學推導錨桿剪應力分布公式，從力傳遞特性方面論述了預應力錨桿作用機制。康永水等[10]針對軟巖工程問題，提出對錨桿和錨索施加高預緊力進行增強支護以實現災害控制。萬峰等[11]分析了錨桿預應力在圍巖中的傳力機制，提出了預應力連續場概念。錨桿預緊力是通過擰緊桿尾螺母，從而使環向扭矩轉化為軸向拉力實現的，部分學者針對預應力轉化問題進行了研究。……