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会计学一、锚杆支护(zhīhù)的原理从技术经济上对比,锚杆支护可以节约大量钢材,减少材料运输工作量,减轻(jiǎnqīng)工人的劳动强度和改善作业环境;保持采煤工作面上下两道和开切眼的畅通,为回采工作面快速推进和高产高效低成本生产创造有利条件;锚杆支护巷道施工简单,机械化程度高,可大幅度降低巷道支护成本,提高掘进速度和生产效率。(一)、锚杆支护作用(zuòyòng)机理缺点(quēdiǎn):没有考虑围岩的自承能力,而且将被锚固体与原岩体分开。适用条件:锚杆可以锚固到顶板坚硬稳定岩层。2、组合梁理论机理:将锚固范围内的岩层挤紧,增加各岩层间的摩擦力,防止岩石沿层面滑动,避免各岩层出现离层现象,提高其自撑能力(nénglì);将巷道顶板锚固范围内的几个薄岩层锁紧成一个较厚的岩层(组合梁);在上覆岩层载荷的作用下,这种组合厚岩层内的最大弯曲应变和应力都将大大减小,组合梁的挠度亦减小。缺点:将锚杆作用与围岩的自稳作用分开;随着围岩条件的变化,在顶板较破碎、连续性受到破坏时,组合梁也就不存在了。适用条件:层状地层;顶板在相当距离内不存在稳定岩层(yáncéng),悬吊作用处于次要地位。3、组合拱(压缩拱)理论机理:在破裂区中安装预应力锚杆时,在杆体两端将形成圆锥形分布的压应力,如果沿巷道周边布置锚杆群,只要锚杆间距足够小,各个锚杆形成的压应力圆锥体将相互交错,就能在岩体中形成一个均匀的压缩带,即承压拱,这个承压拱可以承受其上部破碎岩石施加的径向荷载。在承压拱内的岩石径向及切向均受压,处于三向应力状态(zhuàngtài),其围岩强度得到提高,支撑能力也相应加大。1.圆钢(yuánɡānɡ)锚杆2.螺纹(luówén)钢锚杆右旋全螺纹(luówén)等强锚杆3.玻璃钢锚杆(1)一次支护原则。锚杆支护应尽量一次支护就能有效控制围岩变形,避免二次支护,以及维护巷道。一方面,这是矿井实现高效、安全生产的要求,就回采巷道而言,要实现采煤工作面的快速推进,服务于回采的巷道应在使用期限内保持稳定,基本不需要维修;对于大巷和硐室等永久工程,更需要保持长期稳定,不能经常维修。另一方面,这是锚杆支护本身的作用原理决定的。巷道围岩一旦揭露立即(lìjí)进行锚杆支护效果最佳,而在已发生离层、破坏的围岩中安装锚杆,支护效果会受到显著影响。(2)高预紧力和预紧力扩散原则。预紧力是锚杆支护中的关键因素,是区别锚杆支护是被动支护还是主动支护的参数,只有高预紧力的锚杆支护才是真正的主动支护,才能充分发挥锚杆支护的作用。通过(tōngguò)托板、钢带等构件实现锚杆预紧力的扩散,扩大预紧力的作用范围,提高锚固体的整体刚度,保持其完整性。(3)“三高一低”原则。即高强度、高可靠性与低支护密度原则。在提高锚杆强度(如加大锚杆直径或高杆体材料的强度)、刚度(提高锚杆预紧力、加长或全长锚固),保证(bǎozhèng)支护系统可靠性的条件下,降低支护密度,减少单位面积上锚杆数量,提高掘进速度。(4)临界支护强度与刚度原则。锚杆支护系统存在临界支护强度与刚度,如果支护强度与刚度低于临界值,巷道将长期处于不稳定状态,围岩变形与破坏得不到有效控制。因此,设计锚杆支护系统的强度与刚度应大于临界值。(5)相互匹配原则。锚杆各构件,包括托板、螺母、钢带等的参数与力学性能应相互匹配,锚杆与锚索的参数与力学性能应相互匹配,以最大限度地发挥锚杆支护的整体支护作用。(6)可操作(cāozuò)性原则。提供的锚杆支护设计应具有可操作(cāozuò)性,有利于井下施工管理和掘进速度的提高。(7)在保证巷道支护效果和安全程度,技术上可行、施工上可操作(cāozuò)的条件下,做到经济合理,有利于降低巷道支护综合成本。二、锚杆支护设计(shèjì)依据和要点式中:L1为锚杆外露长度,一般L1=0.1~0.15m。对于端头锚固型锚杆,L1=垫板厚度+螺母厚度+(0.03~0.05)m;对于全长锚固锚杆,还要加上穹形球体的厚度。L2为锚杆有效长度。L3为锚杆锚固段长度,一般端锚L3=0.3~0.4m,由拉拔实验确定;当围岩(wéiyán)松软时还要加大。对于全长锚固锚杆,锚杆的有效长度则为L2+L3。有效长度L2,有以下几种确定方法:①当直接顶需要悬吊而它们的范围易于划定时,L2应大于或等于它们的厚度。②一般还可按L2=KH进行(jìnxíng)计算,H为软弱岩层厚度(或冒落拱厚度),m;K为考虑软弱岩层变化的安全系数,一般取1.5~2。软弱岩层H的确定是根据地质资料,实测或经验估计,冒落拱高度是按下式估算,即当f≥3时,---------------②-1当f≤2时,-----------②-2式中:K---安全系数,一般(yībān)取