復(fù)雜條件下巷道圍巖主動控制技術(shù)

復(fù)雜地質(zhì)條件下巷道圍巖主動控制技術(shù)山東科技大學(xué)秦忠誠2010年8月一、支護研究背景二、錨桿支護基本理論與新型錨桿、錨索三、巷道支護系統(tǒng)設(shè)計方法四、部分礦井巷道支護案例五、部分專利與成果匯報提綱

“復(fù)雜地質(zhì)條件下巷道圍巖變形與控制”是目前深井建設(shè)中遇到的普遍難題，針對復(fù)雜施工地質(zhì)條件，探究經(jīng)濟合理的巷道支護技術(shù)，對礦井的安全高效生產(chǎn)具有重要的現(xiàn)實意義和工程應(yīng)用價值。我國煤礦開采深度以8-12m/年的速度增加，東部礦井10-25m/年。1980年平均開采深度288m，1995年428.83m，2000年以后超過了500m。國有重點煤礦，開采深度達(dá)1000m深礦井有數(shù)十處，最大采深超過1300m。主要分布在新汶、淄博、開灤、北票、沈陽、徐州、淮南、徐州等礦區(qū)。到2009年底，新礦集團5個礦采深超過1000m，開灤、徐州、淮南等礦區(qū)平均采深大于800m。預(yù)計在未來20年我國很多煤礦將進入到1000-1500m的開采深度。一、支護研究背景一、支護研究背景高地應(yīng)力：垂直應(yīng)力明顯增大；水平應(yīng)力甚至超過靜水壓力；構(gòu)造應(yīng)力場復(fù)雜。高地溫：地溫梯度30-50°C/km。熱應(yīng)力問題明顯，（0.4-0.5MPa）/△1°C高巖溶水壓：高裂隙水壓使巖石更易破壞且礦井突水嚴(yán)重。開采擾動：在高地應(yīng)力下，疊加采動影響，巷道硐室破壞更加嚴(yán)重。巖體弱化：

不同圍壓下巖石具有不同的特性，在高圍壓下脆性巖石轉(zhuǎn)化為塑性。流變特性：高應(yīng)力作用下，巖石具有較強的時間效應(yīng)，呈現(xiàn)明顯的流變或蠕變。擴容特性：在大偏應(yīng)力下巖石內(nèi)部節(jié)理、裂隙、裂紋張開，出現(xiàn)擴容膨脹。垮落冒頂增加：圍巖應(yīng)力高于圍巖強度，圍巖易失穩(wěn)性，支護難度大。沖擊地壓：煤巖體應(yīng)力加大，沖擊地壓發(fā)生的頻率、強度和規(guī)模增加。礦壓顯現(xiàn)強烈：巷道變形量明顯增大，采面礦壓顯現(xiàn)強烈。深井開采礦壓特點一、支護研究背景

巷道圍巖變形的時間效應(yīng)。圍巖變形量大，有明顯的時間性。初期來壓快、變形顯著，不采取有效支護措施，極易發(fā)生冒頂、片幫。即使圍巖變形穩(wěn)定后，圍巖還以長期處于流變狀態(tài)。

巷道圍巖變形的空間效應(yīng)。巷道來壓方向多表現(xiàn)為四周來壓。不僅頂板、兩幫發(fā)生顯著變形和破壞，底板也出現(xiàn)強烈變形和破壞，如不對底板采取有效控制措施，則強烈底臌會加劇兩幫和頂板的變形和破壞。巷道圍巖變形的易受擾動性。圍巖變形對應(yīng)力的變化非常敏感，受震動、鄰近巷道掘進或回采工作面采動影響后，圍巖變形和破壞均有明顯增加。圍巖的穩(wěn)定性與巷道斷面形狀、施工工藝等因素都有關(guān)系。巷道圍巖變形的沖擊性。在有沖擊傾向的巷道中，圍巖變形有時并不是連續(xù)的、逐漸變化的，而是突然劇烈增加，導(dǎo)致斷面迅速縮小，具有強烈的沖擊性。深井巷道變形特點一、支護研究背景新奧法支護理論煤炭行業(yè)結(jié)合自身特點，完善和發(fā)展了新奧法：采用光面爆破；早強噴射混凝土及時封閉巷道周邊，實施密貼支護；采用錨噴支護，主動加固圍巖，提高其自承能力，在圍巖內(nèi)形成承載圈；實施二次支護；對破碎圍巖實施注漿加固；實施動態(tài)設(shè)計和動態(tài)施工等。

聯(lián)合支護理論

對深部巷道，只提高支護剛度難以有效控制圍巖變形，要先柔后剛，先讓后抗，柔讓適度，穩(wěn)定支護。但隨著巷道條件變差，該理論受到挑戰(zhàn)，有些巷道采用聯(lián)合支護并不有效，多次維修，圍巖變形一直不能穩(wěn)定。二次支護理論對深部大變形巷道，應(yīng)實施二次支護。一次支護在保證圍巖穩(wěn)定的條件下允許有一定變形，釋放壓力；在合適的時間進行二次支護，保持巷道的長期穩(wěn)定。

深部巷道支護理論一、支護研究背景錨桿錨噴支護：錨桿錨噴支護性能優(yōu)越，比較適合深部巷道支護。但必須選擇合理的支護形式與參數(shù)，才能取得較好效果。U型鋼可縮性支架：U型鋼具有較好的斷面形狀和幾何參數(shù)，型鋼搭接后易于收縮，支架設(shè)計合理，使用正確，能獲得較好的力學(xué)性能。支架結(jié)構(gòu)分不封閉和封閉。但U型鋼支架畢竟是一種被動支護形式，而且支護費用高，施工比較困難。注漿加固：注漿將破碎巖體固結(jié)，改善圍巖結(jié)構(gòu)，提高圍巖強度，增加自身承載能力。水泥─水玻璃、高分子材料。注漿加固適于破碎圍巖，且與其它支護方法聯(lián)合使用。聯(lián)合支護：兩種或兩種以上支護方式聯(lián)合支護。如能充分發(fā)揮每種支護方式性能，優(yōu)勢互補，有更好支護效果和更廣的適用范圍。錨噴+注漿，錨噴+U型鋼支架，U型鋼支架+注漿，錨噴+注漿+U型鋼支架。適用范圍廣，但費用高，支護形式選擇不匹配時，往往造成各個擊破。卸壓技術(shù)：將巷道布置在應(yīng)力降低區(qū)，或采取人工卸壓措施，使巷道周邊的高應(yīng)力向深部轉(zhuǎn)移，是深部巷道圍巖變形控制的另一個途徑。在應(yīng)力降低區(qū)布置巷道是首選方法，人工卸壓法（切縫、鉆孔、爆破、掘卸壓巷等），由于種種原因，目前還沒有推廣，僅作為一種輔助方法局部采用。

高強預(yù)應(yīng)力錨桿、預(yù)應(yīng)力錨索、讓壓錨桿、讓壓錨索支護已得到大面積應(yīng)用,成為我國煤礦巷道首選的、主要的支護方式。深部巷道支護技術(shù)一、支護研究背景組合梁理論

機理：將錨固范圍內(nèi)的巖層擠緊，增加各巖層間的摩擦力，防止巖石沿層面滑動，避免各巖層出現(xiàn)離層現(xiàn)象，提高其自撐能力。將巷道頂板錨固范圍內(nèi)的幾個薄巖層鎖緊成一個較厚的巖層（組合梁）。在上覆巖層載荷的作用下，這種組合厚巖層內(nèi)的最大彎曲應(yīng)變和應(yīng)力都將大大減小，組合梁的撓度亦減小。適用條件：層狀復(fù)合頂板二、錨桿支護基本理論與新型錨桿、錨索1、基本理論二、錨桿支護基本理論與新型錨桿、錨索薄壁梁向深厚梁的轉(zhuǎn)換理論理論要點深厚梁－理論薄壁梁－理論錨桿、錨索預(yù)應(yīng)力形成的深厚梁錨桿無預(yù)應(yīng)力或被動棚式情況下的薄壁梁二、錨桿支護基本理論與新型錨桿、錨索壓縮拱(承載拱)理論機理：在破裂區(qū)中安裝預(yù)應(yīng)力錨桿時，在桿體兩端將形成圓錐形分布的壓應(yīng)力，如果沿巷道周邊布置錨桿群，只要錨桿間距足夠小，各個錨桿形成的壓應(yīng)力圓錐體將相互交錯，就能在巖體中形成一個均勻的壓縮帶，即承壓拱，這個承壓拱可以承受其上部破碎巖石施加的徑向荷載。在承壓拱內(nèi)的巖石徑向及切向均受壓，處于三向應(yīng)力狀態(tài)，其圍巖強度得到提高，支撐能力也相應(yīng)加大。二、錨桿支護基本理論與新型錨桿、錨索對擾動圍巖進行強度再強化，控制松動圈的擴展。適用條件：拱形巷道1945～1950：機械式錨桿的研究與應(yīng)用1950～1960：廣泛采用機械式錨桿，開始對錨桿進行系統(tǒng)研究1960～1970：發(fā)明了樹脂藥卷，引發(fā)錨桿技術(shù)的一次革命1970～1980：發(fā)明管縫式、水力漲管式錨桿，研究新的錨桿設(shè)計方法，長錨索產(chǎn)生1980～1990：混合錨頭錨桿、組合錨桿、桁架錨桿、各種特種錨桿得到應(yīng)用，樹脂錨固材料得到改進。美國作為世界上第二采煤大國，錨桿支護技術(shù)是最先進的，美國錨桿支護技術(shù)至今已有一百多年的發(fā)展歷史，但錨桿支護技術(shù)的廣泛應(yīng)用，僅是近五、六十年的時間，現(xiàn)在美國礦井的錨桿支護率為100％。美國每年錨桿使用量在8000萬套以上，每年有2.5萬km的煤巷使用錨桿支護。錨桿支護技術(shù)發(fā)展二、錨桿支護基本理論與新型錨桿、錨索美國在復(fù)雜的地質(zhì)條件下成功使用錨桿的經(jīng)驗是采用高預(yù)應(yīng)力、高強度錨桿，對巷道頂板采取積極主動的支護，極大地提高了巷道圍巖的自承載能力和巷道的穩(wěn)定性，減少了錨桿數(shù)量、提高了巷道掘進速度、降低了巷道的支護成本。美國巷道支護理念：錨桿、錨索是支護結(jié)構(gòu)的主體，為了充分實現(xiàn)錨桿主動支護的效果，通過提高錨桿預(yù)應(yīng)力去主動加固受掘進破巖影響的松動圍巖，以提高圍巖的自身承載能力，控制松動圈的擴展?，F(xiàn)礦井噴射的混凝土，由于受巷道初始成型的影響，混凝土噴層厚度很不均勻，現(xiàn)混凝土噴層主要作用是封閉圍巖，防止圍巖風(fēng)化，保證圍巖的長期強度。另外，澳大利亞作為第三大采煤國，也幾乎全部采用錨網(wǎng)支護。國外發(fā)達(dá)國家錨網(wǎng)支護的特點：(1)單體錨桿強度大；(2)錨桿安裝應(yīng)力大；(3)間排距大；(4)錨網(wǎng)支護效率高，支護效果良好。錨桿支護技術(shù)發(fā)展二、錨桿支護基本理論與新型錨桿、錨索自50年代以來，錨桿支護技術(shù)在我國得到了逐步應(yīng)用，特別是進入90年代，許多礦井改變傳統(tǒng)的棚式和砌體支護的理念，開始試用推廣錨網(wǎng)支護，大量的實踐驗證了錨網(wǎng)支護安全、高效、經(jīng)濟的優(yōu)勢。同時，在礦井軟巖、動壓巷道及煤巷中采用錨桿支護也獲得了良好的效果。原煤炭工業(yè)部1995年提出：“煤巷錨桿支護是我國煤礦繼綜合機械化采煤之后的第二次支護技術(shù)革命”，并將“煤礦錨桿支護技術(shù)”列為煤炭工業(yè)“九五”重點科技攻關(guān)項目的五個項目之一，在攻關(guān)研究的基礎(chǔ)上，在煤礦中大力推廣煤巷錨桿支護技術(shù)。但是煤礦錨網(wǎng)支護作為一種主動支護方式，要達(dá)到理想的支護效果，在技術(shù)細(xì)節(jié)上尚未完全解決。如錨桿組件、錨桿結(jié)構(gòu)、錨桿施工安裝機具和錨桿與其它支護結(jié)構(gòu)的耦合問題等。錨桿支護技術(shù)發(fā)展二、錨桿支護基本理論與新型錨桿、錨索⑴錨桿支護設(shè)計主要依靠現(xiàn)場經(jīng)驗，設(shè)計理論依據(jù)有待完善和補充；⑵各類巷道錨桿千篇一律；很多設(shè)計單位只是籠統(tǒng)選擇了錨桿直徑和長度。但是不同的錨桿結(jié)構(gòu)和施工工藝會很大的效果差別。⑶沒有考慮地應(yīng)力大小、方向、比值的影響；⑷沒有進行地質(zhì)力學(xué)分析和巷道壓力顯現(xiàn)與錨桿支護參數(shù)的匹配關(guān)系分析與選擇，所以提出的支護方案很難適應(yīng)地質(zhì)條件的變化，不能實現(xiàn)量體裁衣、對癥下藥。⑸單根錨桿強度低、預(yù)緊力低、可靠性低、間排距小(單體錨桿鉆機推力小(小于0.5t)、扭距小(小于160Nm)，錨桿基本上沒有預(yù)應(yīng)力)；⑹錨桿消耗量大、施工速度慢、工效低、費用高、安全性較低。錨桿支護技術(shù)發(fā)展我國現(xiàn)有錨桿支護存在的不足二、錨桿支護基本理論與新型錨桿、錨索國內(nèi)外錨桿支護技術(shù)對比比較項目中國美、澳、英錨桿材料強度（MPa）235、335、500450、500、600、700錨桿錨固力（t）5～15>20錨桿直徑（mm）16～2220～22錨桿間排距（m）0.7～0.91.0～1.2錨桿長度（m）1.6～2.42.2～2.6錨桿安裝應(yīng)力（t）0～44～8二、錨桿支護基本理論與新型錨桿、錨索錨桿和錨固區(qū)域圍巖體形成統(tǒng)一的承載結(jié)構(gòu)錨桿支護可以提高錨固體的力學(xué)性質(zhì)提高殘余強度值改變圍巖的受力狀態(tài),提高承載能力減少破碎區(qū)、松動區(qū)范圍控制松動圈擴展預(yù)應(yīng)力錨桿、錨索支護是主動強化破碎圍巖的主要方法；后注漿錨桿、錨索是被動強化圍巖的一種方法。2、主動控制錨桿支護系統(tǒng)

擾動圍巖再強化支護理念二、錨桿支護基本理論與新型錨桿、錨索高地應(yīng)力、軟弱破碎圍巖巷道平衡支護問題位移平衡支護法－新型預(yù)應(yīng)力讓壓錨桿

1）巷道開挖后地應(yīng)力釋放的不可抗拒性

2）對地應(yīng)力釋放實施有控制讓壓應(yīng)力平衡支護法－通過變換支護參數(shù)平衡巷道不同位置的地應(yīng)力

1）受構(gòu)造應(yīng)力或采動應(yīng)力的影響，巷道周邊應(yīng)力分布不均一，所以不能用均一的支護參數(shù)去支護巷道圍巖。

2）巷道圍巖強度的不均一性，應(yīng)根據(jù)圍巖的強度設(shè)計支護參數(shù)。龍固煤礦在建設(shè)期間的硐室和主要大斷面巷道均采用了高強讓壓錨桿，取得了較好的效果。讓壓錨桿在新礦集團、棗礦集團、兗礦集團和潞安集團的動壓高地應(yīng)力巷道支護中被廣泛應(yīng)用。二、錨桿支護基本理論與新型錨桿、錨索位移平壩衡支護狀法－新退型的預(yù)葵應(yīng)力讓貢壓錨桿單起動迅防沖讓精壓錨桿雙起域動點樹防沖技讓壓綠錨桿二、仰錨桿裝支護輪基本村理論控與新努型錨料桿、膨錨索預(yù)應(yīng)力馳讓壓錨鋪桿工作性特性曲責(zé)線高強高帝預(yù)應(yīng)力商讓壓錨驚桿－讓掉壓前無讓壓響管和有信讓壓管更工作特請性曲線高強高蠶預(yù)應(yīng)力湊讓壓錨升桿－讓棕壓后二、門錨桿浪支護豈基本溪理論演與新滿型錨縱桿、尖錨索應(yīng)力平拳衡支護姿法－通姻過變換筑支護參販數(shù)平衡踏巷道不洞同位置址的地應(yīng)獸力二、錨信桿支護騙基本理徹論與新坡型錨桿違、錨索預(yù)應(yīng)力斥錨桿與寨圍巖主眼動控制少支護效訪果—計算居機模氣擬1.0T安裝載荷時的應(yīng)力分布和變形圖1.0T安裝載荷時放大后的頂板離層

2.0炎T安裝鄙載荷滅時的鮮應(yīng)力腸分布魚和變季形圖2.0植T安裝載殖荷時放明大后的否頂板離冠層二、錨控桿支護享基本理伏論與新映型錨桿赤、錨索3.0T安裝載荷時的應(yīng)力分布和變形圖3.0T安裝載荷時放大后的頂板離層

4.0T安裝載荷時的應(yīng)力分布和變形圖4.0T安裝載荷時放大后的頂板離層

二、培錨桿幕支護趟基本好理論踩與新扎型錨扔桿、賴錨索預(yù)應(yīng)匙力錨笛桿與倘圍巖禿主動偉控制驅(qū)支護診效果—計算機翅模擬新礦驅(qū)集團甚集團12屢00幟m采深巷慕道支護僑效果對識比高強撕預(yù)應(yīng)光力錨襲桿支敞護全螺紋蓬錨桿等減強錨桿崖支護二、吹錨桿愈支護膏基本虹理論賣與新預(yù)型錨騰桿、黨錨索關(guān)于預(yù)鑼應(yīng)力讓登壓錨桿(錨)應(yīng)用的信體會第一時裝間主動墳控制：復(fù)雜嫁圍巖績條件童下，孩錨網(wǎng)惜索支站護成目功的憂關(guān)鍵你是圍志巖早因期控險制和奮主動共控制凱。錨軋桿錨怕索第縫一時峰間產(chǎn)姨生預(yù)協(xié)應(yīng)力熊是非蹈常重致要的印。錨桿尸、錨腿索協(xié)球同支剖護：提高錨均桿錨索寄預(yù)應(yīng)力縮慧后，錨捏桿錨索吼的增阻身速度會仇明顯加興快。錨帳桿、錨流索的受歷力匹配秀和變形箱匹配是繁保障支瞞護系統(tǒng)兔協(xié)同完崇成支護通任務(wù)的艘關(guān)鍵。壤通常錨汪桿的預(yù)難應(yīng)力宜囑在3～5t左右累。錨賤索的刪預(yù)應(yīng)陷力應(yīng)競以施櫻打錨箱索時南刻的賠錨桿衛(wèi)受力摘大小售來確庫定。讓壓虛量和長讓壓炸噸位毒匹配席：讓壓繭錨桿備、讓映壓錨吧索的設(shè)使用廣是有夜條件處的。興宜在撇圍巖疏能量瞎有積棒蓄傾體向、保動壓坊、圍洪巖變障形速肆度、海地應(yīng)滅力釋讀放快弊的條囑件下撤使用鍵。讓浩壓量偷和讓說壓噸性位的翻匹配膨是讓流壓支撒護成匆功的朽關(guān)鍵墳。支護一貞體：在錨燙網(wǎng)索晨支護病體系雷中，妨錨桿皺、錨狗索是“支”的作用鏟；鋼帶診、鋼筋醋梯和網(wǎng)墓子及噴鑼射混凝銅土是“護”作用，兇良好的擱支護系硬統(tǒng)應(yīng)該永以“支”為主、福以“護”為輔，忍支護一絹體。綜合飛控制犧：對復(fù)雜擊條件下歇的圍巖壓控制，趨通常是趨綜合控蒜制。錨就注只能剝適用于播巷道的輝二次維很修，是莫松動圈南大量擴房誠展后使葵用的一宋種支護睜方法。說成功的桶錨網(wǎng)支塑護是松故動圈得咬到了有宜效控制辛，此時麗圍巖無辨需錨注活加固。二、錨滿桿支護新基本理您論與新莊型錨桿陰、錨索錨桿飼分類材質(zhì)：木質(zhì)梨錨桿、縫塑料或鏡是玻璃制鋼錨桿狐、金屬示錨桿錨固：慮機械錨王固、粘踐結(jié)錨固錨固訓(xùn)長度丹：局聰部錨茂固、言全長良錨固目前90％以上江的錨固繪為金屬柱桿體，礦樹脂局擁部錨固內(nèi)錨桿金屬錨音桿左旋匪細(xì)絲懲錨桿體（Q33告5、Q5諸00）右旋全鹽螺紋鋼豪錨桿（Q33榴5）圓鋼麻垃花錨桿盡（Q21校5、Q33先5）3、錨桿灶形式與淺錨桿結(jié)慌構(gòu)二、探錨桿治支護度基本遼理論淘與新讓型錨揀桿、無錨索左旋秒預(yù)應(yīng)銀力阻種尼錨渴桿是一種鋼預(yù)應(yīng)力鎮(zhèn)錨桿。誰阻尼有腥樹脂或來塑料阻早尼、銷誤式阻尼慮、金屬蜂蓋片式碼阻尼三精種;錨固力彼靠樹脂蠟粘結(jié)力釘實現(xiàn);阻尼逗打開閃實現(xiàn)控樹脂城的充泛分?jǐn)嚻劝?等待40－60s后，施或加錨桿合的預(yù)應(yīng)丙力操作洲。4、新講型錨稅桿形灰式與忙錨桿恰結(jié)構(gòu)二、錨勻桿支護雄基本理勤論與新竿型錨桿畏、錨索②芹左旋瞎細(xì)絲掛預(yù)應(yīng)老力錨吊桿該錨鑄桿的居缺點偵：加融工過久程多焦了壓派圓、適滾絲舉兩個積工藝諒。該錨桿含的優(yōu)點豪：(Ⅰ)錨桿預(yù)開應(yīng)力大。由于急該錨桿免螺紋是擇國標(biāo)螺丙紋，螺旦紋螺距2.5袖mm，螺屋紋自不鎖效龜果好割，通車過特盛制的僵阻尼嘗螺母照，錨插固樹陸脂攪紅拌充由分、辟錨固川力大沸，12還0型氣動垮錨索鉆兼機即可捎實現(xiàn)4噸的預(yù)鞠緊力。(Ⅱ)錨桿途錨固湖力高。因譽該錨探桿桿庸體設(shè)填計的抱螺紋臺方向柳為左揮旋方輩向和兄錨桿繳的攪輩拌樹虧脂方來向（獲右旋流）相堵反，批在攪蔬拌樹服脂的原過程慌中會刷對樹厲脂產(chǎn)鋼生一插個軸虜向擠填壓力周，大繞量測課試表箭明，撫同樣雷桿體槐直徑朵和同每樣樹牛脂的獻情況礎(chǔ)下，朱左旋悟細(xì)絲背預(yù)應(yīng)吧力錨詳桿的隊錨固般力比較右旋嫁等強液全螺超紋鋼穴錨桿您錨桿添，錨示固力扒可提徹高20％以很上。(Ⅲ涉)桿體的囑有效斷預(yù)面大，汁錨桿強筐度高。大量呢試驗表兆明，同部直徑同蹲材質(zhì)的突左旋細(xì)網(wǎng)絲預(yù)應(yīng)梨力錨桿童的破斷街力比右暑旋等強結(jié)全螺紋密鋼錨桿婚的破斷霞力高出20％以上驚。(Ⅳ)左旋銜細(xì)絲級預(yù)應(yīng)疫力錨眾桿因陳采用規(guī)了合靜理的恥阻尼幼螺母云，螺瓶母材扮質(zhì)為盲球墨朽鑄鐵廟，球肚墨鑄恐鐵和隆錨桿侍桿體住的摩增擦力謙是最習(xí)小的塔，另疑外采狼用了沾減阻便特制霞塑料帖墊圈動，使付錨桿拌的扭話矩應(yīng)纏力比股大大艘提高鴿。左旋婦預(yù)應(yīng)盲力阻尼錨桿二、冬錨桿盈支護熟基本冶理論抖與新狼型錨襲桿、陣錨索②左魂旋細(xì)絲肌預(yù)應(yīng)力宏錨桿A六方慶螺母頃預(yù)應(yīng)膠力錨氏桿B四方螺旦母預(yù)應(yīng)誤力錨桿圖2左旋峽細(xì)絲餃預(yù)應(yīng)著力錨下桿組位裝示草意圖二、疊錨桿肥支護蘭基本坊理論久與新塌型錨懷桿、院錨索右旋無逮阻尼等謝強螺紋攏鋼錨桿二、置錨桿處支護障基本瘦理論濕與新絕型錨翼桿、廟錨索該類錨感桿的優(yōu)點：加工樸制造簡引單。該類錨蜓桿的缺點：(Ⅰ陰)桿體螺門距大。通常測在10抹-1代2m曠m左右峰，大游螺距啊螺母劫與桿蒙體咬獨合力支低，嫩摩擦腰力大下，時古常出掠現(xiàn)退己絲現(xiàn)藏象，野而且橡錨桿查安裝弄應(yīng)力施低，腹很難構(gòu)達(dá)到2噸以上輝的預(yù)緊狂力。(Ⅱ涼)錨桿遼錨固鉤力低。因該吹錨桿桿師體設(shè)計幟的螺紋蹤蝶方向(右旋)和錨羊桿的常攪拌示樹脂付方向(右旋京攪拌)旋向相音同，在狐攪拌樹取脂的過德程中會淹對樹脂冷產(chǎn)生一桶個向外想的輸送旅力，大較量測試已表明，栗同樣桿滿體直徑性和同樣加樹脂的曬情況下母，右旋酸全螺紋綢等強錨兔桿的錨投固力比貫左旋細(xì)丈絲預(yù)應(yīng)搶力錨桿省，錨固湯力降低20％。(Ⅲ)桿體的軋強度低。大量腦試驗表顛明，同謀直徑同引材質(zhì)的罵右旋等凝強錨桿落的破斷此力比左頑旋細(xì)絲伶預(yù)應(yīng)力昏錨桿低20％以上捷。所以蘭右旋橋全螺瓜紋鋼級等強甩錨桿堵已經(jīng)閥不能惜滿足屑深部規(guī)錨網(wǎng)緣瑞支護慎的要掃求，翁現(xiàn)在與深部彼支護進中很夾少選趁用。右旋無敗阻尼等暢強螺紋旱鋼錨桿二、餐錨桿古支護矮基本俘理論辦與新額型錨脹桿、惰錨索左旋咐與右閘旋螺孩紋鋼盾錨桿拆強度孝對比左旋滾燈絲螺紋委鋼錨桿枯桿體強腿度右旋等眨強螺紋釀鋼錨桿困桿體強貪度桿體直徑(mm)鋼材級別（MPa）屈服強度（噸）抗拉強度（噸）國標(biāo)實測國標(biāo)實測Ф18MG3358.7≥9.112.6≥13.0Ф20MG33510.8≥10.215.6≥15.0Ф22MG33513.1≥13.3518.9≥20.25桿體直徑鋼材級別屈服強度(kN)抗拉強度(kN)國標(biāo)實測國標(biāo)實測Ф16MG33563≥9092≥130Ф18MG33583≥110121≥160Ф18MG500125≥150163≥200Ф20MG335110≥125160≥185Ф20MG500153≥180202≥240Ф22MG335127≥154186≥220Ф22MG500178≥200235≥270二、爭錨桿車支護匆基本特理論計與新尋型錨衡桿、剩錨索③曬鳥巢窄錨索目前健國內(nèi)析所使兼用的騰光面嘩錨索慮（如摸上圖榴）都坐是簡圣單的紛一條寒鋼絞倒線。濕其缺蛛點有超：①徹錨索疫直徑楊主要滔為15蜜.2汗4m路m和17仗.8售mm兩種題規(guī)格禮，而誘鉆孔勞直徑貫是28m啦m。錨索笛樹脂和逝孔壁之尊間很難罩達(dá)到理棍想的配臭合，影猜響錨索霧的錨固挨力。②錨隱索表面價光滑，秧影響錨扶固力。誦相同錨底固長度們的情況狐下，光顛面錨索郊的錨固娃力小于似螺紋鋼鏡的錨固藥力。③錨隊索長度穴大，安借裝時很賤可能靠吊到孔壁惰一側(cè)，伯造成錨送索一側(cè)梳有樹脂懶，另一災(zāi)側(cè)無樹工脂的現(xiàn)谷象。這坦會大大炮影響錨鬼索的抗詠拉拔力鍬。傳統(tǒng)的前錨索是外鋼絞線陶＋錨索沸托盤＋夏錨具組劇成，因焰鋼絞線讓為高碳影鋼材料云、表明梯光滑，飲且鋼絞墊線纏繞蜻角度很考小，造勤成鋼絞喂線的錨打固力小艷；為增斑加錨固鍋力，需迫增加錨因固劑使奶用量，猶但是錨糞固劑使蕩用量增頁加會帶鋤來錨索罷安裝困賞難，有擾時候會甩出現(xiàn)大呈尾巴現(xiàn)內(nèi)象。鑒于沉此，峰需開戰(zhàn)發(fā)新厚型錨特索5、錨螞索形粉式與辱結(jié)構(gòu)二、瓜錨桿跡支護蓄基本心理論嘆與新寸型錨壩桿、銷錨索③孟鳥巢挺錨索①對中、賭增加錨候固面積：鳥籠的大小天一般比雄錨索鉆樸孔小2mm，可保施證錨索疾在孔中號對中,使得測樹脂機在錨牌索周槽圍均預(yù)勻分困布,并增加揉錨固面倒積，從鳥而用較清少的樹佛脂用量勻取得最評大的抗嶺拉拔力衣。②更好械的攪羅拌樹尚脂：可起警到均勻司攪拌樹姨脂作用易，從而譜增加錨補索抗拉音拔力。③樹脂-錨索有袋機結(jié)合：鳥籠為中妥空，敲在樹跳脂攪嘴拌過睜程中興，樹放脂充蠟滿鳥籠，可使付樹脂和改錨索融隱為一體泰，從而產(chǎn)進一步惜增加錨獅索抗拉迎拔力。加強宣管：為燦了安差裝方包便，處增加似加強撲管，幸在錨閥索接閉觸樹圍脂后繪，更鳳容易虜送入貌孔中潤。鳥籠拿具有秩以下也作用新型控籠形斃錨索二、松錨桿恒支護后基本備理論眠與新猶型錨由桿、充錨索③鳥漸巢錨索注漿鳥偶巢錨索預(yù)應(yīng)寧力鳥稈巢錨饅索國外釘球形牽索具國外諷雙股增組合本錨索二、錨嘉桿支護后基本理遮論與新肆型錨桿樹、錨索科學(xué)值的錨巴桿支展護設(shè)畏計，折不是悲簡單造地在赴頂板何安裝餐錨桿篩，而押應(yīng)該旱使每癢一根學(xué)安裝探的錨零桿都窯發(fā)揮草它的意最大史作用坑。煤礦頂耐板是由膏不同層廢狀巖體專組合成宗的層狀蔬組合梁臘，為達(dá)天到最佳撞組合梁損的錨桿份系統(tǒng)設(shè)團計應(yīng)滿含足下列夫條件：1、支護源系統(tǒng)設(shè)激計的基院本原則三、腰巷道僚支護伍系統(tǒng)案設(shè)計棵方法①通因過調(diào)扁整錨醋桿長尾度及總安裝石應(yīng)力振，使叔錨桿件支護網(wǎng)系統(tǒng)坊應(yīng)能分夠控減制錨定固范飛圍內(nèi)慣的頂泰板離課層，卡這需永要選桿擇合摘理的盡錨桿歪類型捕、長殿度和廳安裝亡應(yīng)力策。②錨固侄系統(tǒng)應(yīng)同能夠減傳少或消篩除頂板端的拉應(yīng)長力區(qū)。③錨殲桿應(yīng)午能夠貿(mào)錨固擠在穩(wěn)煎定的川巖層語中。④錨雅固系滾統(tǒng)應(yīng)碼有足賠夠的賞能力壁來控飛制頂麥板，電并且喜在整倒個需夸要支永護期旁間內(nèi)和不失長效。松動圈攤加固與定控制：溝巷道開呀挖后必桐然要形瘡成松動離圈，但皮圍巖松酬動圈實矮際上是慢動態(tài)的譽，它與盾施加的圾支護體夠系的強侍度、預(yù)傅應(yīng)力大啦小、預(yù)傘應(yīng)力施萍加時間壁及圍巖嬌結(jié)構(gòu)、精地壓強特度都有予關(guān)系。困施加合拋理的支嗽護結(jié)構(gòu)猴，控制峽圍巖松饞動圈的安發(fā)展和綁松動煤賽巖體的后自身強料度是巷圍道支護這的主要彎目標(biāo)。三、巷盞道支護印系統(tǒng)設(shè)交計方法2、煤礦蛙巷道支溝護的關(guān)散鍵要素合理的括安裝應(yīng)門力錨桿伏安裝苦應(yīng)力物的作序用和擔(dān)液壓懸支架踏的初同撐力才的作堤用很昨相似招。對濃于高序應(yīng)力移軟巖攀巷道鐘，合逮適的究安裝你應(yīng)力猴對頂奏板支兆護效攔果影制響很預(yù)大。駐它是運防止繩離層云發(fā)生生，增輛加圍文巖自存承能膚力和款減少誤圍巖應(yīng)變形場的關(guān)雞鍵因?qū)铀?；熟是巷承道支致護成虧功的頓關(guān)鍵統(tǒng)因素嬸之一賺。合理的滲錨桿長碎度錨桿賭長度勾是錨史桿支更護系歐統(tǒng)成嫩功的遍另一嗎關(guān)鍵蕉因素治。合畝理的素錨桿悟長度樂應(yīng)保革證錨瞞桿錨鍋固在純相對先比較螺堅硬成穩(wěn)定抗的巖昆層中侍。但是們，若嗚一定桃范圍梳內(nèi)難崇找到汽合適茂的穩(wěn)伐定巖健層，農(nóng)應(yīng)保亮證錨撥固區(qū)奔形成婦能承在載一剝定壓交力、跟合理劉厚度桑的梁彎或拱模。合理自的錨晶桿強己度和峽直徑選用畢錨桿插強度知與直塌徑應(yīng)灶考慮進合理久的效著費比廳，即某在提枯供同匯等支先護強難度的聯(lián)條件非下，幕單一為支護響面積旺內(nèi)支夕護單泄元所夠提供承的支藝護強凳度與鞏所需墻費用決的比葵值。合理妥的表腿面控怒制由于巷完道在軟壁巖或煤啦層中掘跑進，表徐面控制眼對于充霞分發(fā)揮缺錨桿支賄護系統(tǒng)賄的作用蜜非常重屆要。有知效的表追面控制業(yè)系統(tǒng)應(yīng)耐保證無獸片幫和極冒頂現(xiàn)獻象。三、洪巷道清支護扛系統(tǒng)奶設(shè)計袋方法錨桿驢安裝款與施跨工錨桿安丹裝過程每中要實每現(xiàn)兩個漆及時①及浴時施打慶錨桿。于實現(xiàn)對錫圍巖的艙盡早控晶制，避苗免松動紗圈的擴辣展。②及難時實現(xiàn)韻錨桿的披安裝應(yīng)紛力。實幕現(xiàn)主動秘早期加還固圍巖膜，擬制簡松動圈械擴展。錨桿辦施工浴安裝怖過程鈴中注濤意事武項①三葛徑匹予配問線題②確均保一搏定的票扭矩③盡可己能選用乎大扭矩飄幫頂鉆智機錨桿安具裝扭矩鵲放大器合格的蜂錨桿安轟裝應(yīng)該前滿足下轎列標(biāo)準(zhǔn)螺母阻針尼必須棉全部脫松落，否渾則錨桿婚無法達(dá)唱到安裝葛載荷;塑料支墊圈宋必須榴溶化壯掉;錨桿盲外露榨長度速不超摸過20亮~3煌0m禾m;扭矩不齡能低于240蠢Nm(經(jīng)驗值)。三、巷辱道支護霧系統(tǒng)設(shè)毅計方法螺紋鋼骨桿體與脫球墨鑄閉鐵螺母狠的摩擦漸系數(shù)最辯小，可變提高安醫(yī)裝應(yīng)力凱。摩擦變系數(shù)比姓螺紋鋼鬼桿體＋軟鋼螺母沈降低50％以久上。特制擾塑料亭墊圈己能夠舒使錨未桿安米裝旋同轉(zhuǎn)時閘產(chǎn)生乘的熱豎量熔歪化塑雕料墊相圈，立以降廣低螺啦母與尖桿體皺的摩卵擦力爺。桿體螺合母組合僵摩擦系仁數(shù)螺桿和螺母材料μs值①淬火鋼對青銅0.06～0.08鋼對青銅0.08～0.10鋼對耐磨鑄鐵0.10～0.12鋼對灰鑄鐵0.12～0.15鋼對鋼0.11～0.17鋼對球墨鑄鐵0.07～0.10預(yù)應(yīng)亦力錨亦桿結(jié)水構(gòu)與驗組成痛：桿體＋程托盤＋慶阻尼螺昨母＋承主載墊圈絞＋減阻迷墊圈3、支護燭系統(tǒng)構(gòu)家件匹配傭問題三、巷爐道支護劫系統(tǒng)設(shè)顛計方法錨桿卸預(yù)應(yīng)畢力控爺件：譯控制跳噸位3～6t，錨膝索預(yù)朝應(yīng)力君控件請：控義制噸壩位6～10t。錨桿虧預(yù)應(yīng)桶力控赴件：賽控制套噸位3～6t，錨衛(wèi)索預(yù)癥應(yīng)力成控件呆：控興制噸姿位6～10戶t。預(yù)應(yīng)無力控午件三、巷穴道支護成系統(tǒng)設(shè)懇計方法普板Q23遭5-1狡50×篇150囑×10火山先口加而球形敗墊圈踏－28悉.8創(chuàng)T普板Q23顯5-1信50×主150肯×10火山口庭不加球幣形墊圈揉－23金.6目T錳板Q3倘45150絡(luò)×15鏈0×6負(fù)差（5.蔑5m袖m）19.改0T以上150謙×15鍬0×8負(fù)差際（7.個5m貞m）23.起0T以上150哀×15跪0×1俘0負(fù)差督（9.5餡mm）28仗.0酷T以上中板蜘分剪刷、沖稈壓成盜型的臂球形姐托盤碌，承頂載力酷明顯肯提高鮮。托壇盤的凱承載班力與袋鋼材類材質(zhì)境有直購接關(guān)壁系，結(jié)并且下還與限托盤謹(jǐn)?shù)那蝠嚸娲箧溞　D曲率牌半徑歐有很描大的倘關(guān)系彼。托盤及給鋼帶等三、吧巷道菊支護那系統(tǒng)融設(shè)計香方法W鋼帶額示意照圖單邊鋼籍筋梯示墾意圖雙邊鋼師筋梯示中意圖M鋼帶騎示意或圖梯型鋼借帶示意亦圖三、巷粗道支護火系統(tǒng)設(shè)織計方法雙向辟高分旁子聚吃酯網(wǎng)－普趁通的擠塑料濱編制切網(wǎng)的星優(yōu)點誦是成悅本低襖、輕巾便、稠抗腐剪蝕等啦，但怪其強盒度和臂剛度樂較低倚。－雙悠向高弦分子匙聚酯竊網(wǎng)具睬有強米度大奇、重柔量輕漲、剛瞇度好袋等諸示多優(yōu)奇點。角但由平于價獨格較萌高，乎還沒炊有廣丙泛使鎮(zhèn)用。三、巷著道支護謙系統(tǒng)設(shè)犬計方法注漿餓錨桿三、屑巷道治支護針系統(tǒng)爽設(shè)計讀方法四、獄部分汽礦井階巷道印支護聚案例厚松披散層處深埋鍬構(gòu)造軌復(fù)雜瞞礦井饒開拓村巷道瞞－山東題魯西腹南地孝區(qū)(菏澤嗎及濟助寧周惡邊一堆帶)新近使施工弄建設(shè)距的一岔批礦恩井均叔為厚暮松散繞層深道埋礦魚井，燙如滕滴東、因唐口復(fù)、梁醋寶寺偵、龍抵固、極趙樓康、郭浴屯、白彭莊濕、楊徒營、位霄云的、陽腐城等數(shù)煤礦爹，均畜遇到謎了深馬井高趣地壓蓬軟巖慈巷道受支護連難的路問題蛾。高地蘋應(yīng)力泊深井購回采刪支護謠－新汶礦冒區(qū)有5個礦井咱華豐、本協(xié)莊、丈孫村、其潘西、郊良莊開烘采深度霸超過10林00辰m，其兩中孫使村煤逮礦延劈燕深水填平－11隆00，采深驢達(dá)到13岸00概m。華東性地區(qū)的否徐州礦奴區(qū)、淮舉南礦區(qū)漲、淮北條礦區(qū)的取老區(qū)礦肝井和附托近的新塔建礦井斥開采深唇度很多緊接近10旺00蛛m或超過100再0m。深井裁開采若的巷扒道支汁護問望題已雁經(jīng)成壘為一丘個普闖遍的勤技術(shù)艇難題撐。深井軟尚巖圍巖犯巷道支材護理念嘗應(yīng)該是－采用主經(jīng)動圍巖言控制方撫法，提數(shù)高圍巖溫的自身仗承載能議力，使品支護結(jié)何構(gòu)－錨周桿、錨貪索、金抱屬網(wǎng)和星混凝土視噴層協(xié)鍬同有效米抵抗地被應(yīng)力釋夏放，以到平衡巷宅道圍巖流的變形綁，真正領(lǐng)實現(xiàn)錨脊網(wǎng)主動田支護。滕東胸生建襲煤礦：主井取井筒深麥度921磨m，副井包井筒深百度949脹m，主序副井蹄井壁悲均采豬用素竊混凝埋土。直井筒擱施工逮至700凈m左右時駕，滕東燃煤礦與顏山東科完技大學(xué)喪合作，點采用高攪強預(yù)應(yīng)把力錨桿社、錨索逆主動預(yù)遺加固井君壁圍巖卻，在井聞底硐室早群施工混過程也隙同樣采糊用了高婦強預(yù)應(yīng)絲式力錨桿逼＋錨索燥＋金屬身網(wǎng)＋鋼麻帶(鋼筋梯)＋噴焰射混述凝土大等復(fù)氏合支嘴護技罵術(shù)，蛋取得是了顯千著的適支護秀效果跨，所戒有硐昌室和師巷道薪達(dá)到笑了預(yù)苗期的拋支護窗效果撈，巷崗道維失修率胖不到2％。四、艦部分兆礦井剪巷道導(dǎo)支護喪案例唐口襪煤礦：是全款國唯一揮一個主撿井、付敵井、風(fēng)婚井均超100僻0m的新建遇礦井，震是當(dāng)時駁濟西礦宵區(qū)最早逃建設(shè)的綁新井，厘設(shè)計年詠產(chǎn)30錄0萬噸體。在哲礦井趨建設(shè)闊時期卻采用建了設(shè)燒計院倍的原忌有設(shè)鳥計，示但是柄硐室窩施工長完畢碰后，捎很短掀時間宣內(nèi)多懸處發(fā)邀生了川較大慈的變睬形。劍針對玩這種奶情況妹采用質(zhì)了錨傘索、疲加長狼高強狼錨桿間和注酷漿錨汁桿等動綜合垃二次順加固弟措施槳，取綢得了柜較好銷的加鼻固效玩果，龜最終燭獲得罪了國院家科走技進霜步二卸等獎?wù)?。但靈是該洽成果鳴是巷輔道二伴次加亭固維皮修取攀得的刪，并荒沒有容硐室輕開始細(xì)施工負(fù)時采嗽用加端強支惜護的困預(yù)案忙，造秀成工左期延走長。魯能彭落莊煤礦：彭飯莊煤婚礦礦炮井設(shè)暮計生屢產(chǎn)能始力0.4殲5Mt球/a，服務(wù)晝年限51.竹5年。罪主付燃井井脫底車現(xiàn)場深倡度500饅m，揭露遙巖性以煩細(xì)砂巖煌為主，驚巖性相綁對穩(wěn)定泰，巖石沒硬度系躺數(shù)平均f＝4~齒6。個值別地背段裂獨隙發(fā)健育，合巖性拿松軟洋，砂俱巖裂當(dāng)隙水繡較多揀。井判底車占場及霸硐室慶支護耳以錨陷索網(wǎng)瘋噴支盼護為航主，塑錨桿博主要酷采用渣高強冊預(yù)應(yīng)步力錨船桿，憲個別坡地段滴因施蓋工后染變形讀較大誦采用寄了錨虎注加U型鋼棚刮支護。四、部系分礦井兼巷道支淋護案例霄云濫煤礦：霄學(xué)云煤艙礦是恭由濟旬寧礦提業(yè)集擺團投清資興蔬建的事中型無現(xiàn)代揀化礦陽井，什礦井島由濟蟲南煤偏炭設(shè)排計院嗽設(shè)計奮，采誦用立橫井開俗拓，開設(shè)主鞠、副晴兩個摧井筒旱，設(shè)嘴計生肚產(chǎn)能關(guān)力0.猜9M湊t/蒙a。主編井深梅度840洋m，付井腿深度86捷0m，表個土段423健m，凍斯結(jié)深減度47睬2m。從主、圓付井檢婆查孔得狂知，部助分井下甩硐室和溪巷道要吼揭露一螞層2米左右刊的膨脹宣性泥巖順。因此慣該礦與氧山東科齡技大學(xué)磁合作進臨行了軟殿巖深井窗巷道支聽護研究飛，由于碰通過加薯強支護差預(yù)案，嗓礦井建飄設(shè)順利繳，現(xiàn)在暖礦井所筒有硐室賭和巷道龜全部順街利施工泡完畢。龍固煤付礦：是由劫新礦集則團開發(fā)頓建設(shè)的必國家重有點特大筐型礦井塑，設(shè)計啞能力600萬t/曠a，設(shè)仰計深廣度為840菊m。井下悄硐室混聯(lián)絡(luò)膝復(fù)雜帖，穿陷過巖柱性變寒化很碧大，活以粉此砂巖您、細(xì)暑砂巖稀為主么，中展砂巖息相對抱較少壩，且譯處于味構(gòu)造換破碎劣帶，故巖石筍平均擊硬度佳在f＝3～5之間娘，巷法道支誕護難形度大請。同迎時，竭該礦灶井在代建設(shè)品施工吵過程塌中砂破巖裂扯隙水扔大，雅給巷揭道支質(zhì)護帶潔來很俱大困剃難。狐通過婚與科期研機筑構(gòu)合砌作，翻因地灣制宜領(lǐng)地采弱取了涼不同衰支護水形式載，確毯保了95％的鞭巷道屋一次妻支護象成功釋，并縱為礦待井的肥按時支投產(chǎn)送提供濫了可俘靠的面技術(shù)襪保障拔。四、部煉分礦井永巷道支駛護案例楊營煤克礦：肥礦集附團投資剩興建，叼井田位組于梁山輛縣楊營匯鎮(zhèn)。濟堆南煤炭查設(shè)計院核設(shè)計，械采用立宮井開拓農(nóng)，設(shè)主趟、副兩鋒個井筒槽，設(shè)計蕩生產(chǎn)能向力0.分9M堪t/股a，礦奇井服太務(wù)年衣限為42百.0年。大主井直深度681云m，付遣井深肯度668掙m。井筒領(lǐng)采用凍臺結(jié)法施將工，主縮慧、副井晝凍結(jié)深航度定為54抄0m、588叨m。自09年6月井筒冷施工剛刷過凍結(jié)熔段，楊貿(mào)營煤礦慶即提前草與山東洪科技大宇學(xué)開展杏合作，扯針對井挨底車場給所處層插位巖性才軟弱破畜碎、地腔壓大等撈特點，鋒對即將秘開始施縱工的井乘下硐室野群及車超場巷道(馬頭涂門、評主付忍井貫釋通巷丸、井挨底煤啄倉、烈箕斗撲裝載折硐室渾、皮白帶機圖頭硐貞室、橋泵房席、變鍋電所恒等硐正室)進行死研究泥，在鞭設(shè)計猛院提護供的滿施工箏設(shè)計規(guī)基礎(chǔ)絮上，央根據(jù)幫具體舟地質(zhì)國條件播，進干行了袋巷道掃支護跌優(yōu)化欲。目前兩惱條井筒國已經(jīng)到粉底并貫勤通，現(xiàn)兼正在順帆利施工穩(wěn)井底車即場相關(guān)儉巷道及刻硐室，岸“基于方圍巖屠應(yīng)變舉分析臨與主催動控捐制的禾高預(yù)狐應(yīng)力從錨桿披復(fù)合峰支護權(quán)技術(shù)購體系”在楊犯營煤礦購井底車傻場