中国矿业大学柏建彪（博士、教授）13951359087bjianb@163.com主要内容1锚杆支护发展锚杆支护使用范围拱型可缩性支架破坏沿空掘巷维护状况煤柱宽度5m锚杆支护巷道维护状况2锚杆支护理论（1）悬吊理论机理：将巷道顶板较软弱岩层悬吊在稳定岩层上，以避免较软弱岩层的破坏、失稳和塌落，锚杆所受的拉力来自被悬吊的岩层重量。缺点：没有考虑围岩的自承能力，而且将被锚固体与原岩体分开。（1）悬吊理论适用条件：锚杆可以锚固到顶板坚硬稳定岩层（2）组合梁理论（3）组合拱理论（4）最大水平应力理论（4）最大水平应力理论围岩与支护强度的关系（5）锚杆支护强度强化理论锚固体C、、C*、*随锚杆支护强度t的增加而提高。图锚固体应力应变曲线图注：曲线上数字为锚杆支护强度σt（MPa）3锚杆支护体系（1）锚杆高强度、大直径。破断载荷一般在200~300kN以上，近年应用破断载荷400kN以上的锚杆。延伸率均大于15%锚杆直径20~22mm稳定性较高、维护要求低、服务时间短的巷道两帮可以采用Q235圆钢锚杆和玻璃钢锚杆。玻璃钢锚杆采用左旋、无纵筋高强度螺纹钢锚杆，等强（锚杆尾部螺纹部分采用墩粗或热处理、滚丝）锚杆成套：杆体、托盘（钢板轧制，厚度根据矿压确定）、球形垫圈（铸钢）、减摩垫圈（1个聚氨酯、1个铝合金）、螺母（高强度、快速安装螺帽）（2）锚固剂及锚固方式锚固剂：树脂药卷，一般采用凝结速度为超快与中速的树脂药卷配合。锚固方式全长锚固：锚杆中部受力最大；增阻速度快。具有较大的抗剪切能力。增加岩层间的法向力，阻止层间错动，防止离层。在锚固范围内锚杆伸长1mm，可产生10～20kN的锚固力，支护刚度大。端头锚固：Ⅰ～Ⅱ类。全长或加长锚固：Ⅲ～Ⅴ类使用药卷长度一般CK2335、Z2360mm，复合顶板一般采用双速2360和Z2360。（3）三径匹配钻孔直径比锚杆直径大6～10mm钻孔直径比树脂药卷大6mm左右一般钻孔直径29mm，锚杆直径20、22mm，树脂药卷直径23mm。（4）网及钢带网：采用金属网、塑料网。严禁将最前排锚杆螺帽松开或等待后压网。钢带：钢筋梯子梁、M型钢带、W型钢带等。要求钢筋梯子梁采用高强度焊条焊接，防止开焊。钢带的厚度或钢筋直径根据矿压确定。（5）施工机具机载锚杆钻机钻机顶板：风动锚杆钻机、液压钻机、凿岩机两帮：强力煤电钻、帮锚杆钻机钻头：合金钢钻头、金刚石钻头钻杆：B19、B22六方中空合金钢钻杆安装器：顶板锚杆采用锚杆钻机，帮锚杆采用风炮联接器：快速联接器（5）施工机具顶板钻机：风动锚杆钻机、液压钻机、凿岩机两帮钻机：强力煤电钻、帮锚杆钻机钻头：合金钢钻头、金刚石钻头（6）小孔径预应力锚索加强支护是一种主动加强支护以锚杆支护为主，以锚索为辅树脂锚固端加粗，钻孔与锚索直径不匹配锚固在稳定煤岩层中均可以高应力巷道可以采用直径17.8、18.9mm的锚索（7）桁架支护①桁架改变顶板的应力状态，拉应力将减小，甚至出现压应力；②预紧力增加裂隙体间的摩擦作用，提高顶板稳定性；③提高顶板两肩窝的抗剪切能力，防止剪切冒落。单式双拉杆桁架锚杆1—锚头；2—锚杆；3—托架；4—水平拉杆复式桁架锚杆1—锚杆；2—拉杆；3—拉紧器；4—垫木4锚杆支护设计方法（1）工程类比法是一种实用的方法，在我国锚杆支护设计中占主导地位。在已有的大量、成功实践的基础上，根据巷道的生产地质条件确定支护参数。主要有以回采巷道围岩稳定性分类为基础的工程类比法；巷道围岩松动圈分类为基础的工程类比法。采用我国缓倾斜、倾斜煤层回采巷道稳定性分类方案，将巷道分为5类。制订相应的煤巷锚杆支护技术规范。（2）理论计算法根据悬吊理论、组合梁理论、组合拱理论计算锚杆长度、间排距、破断载荷等。（3）动态系统设计方法首先进行地质力学评估（含地应力测试），将地质力学参数、锚杆参数等输入计算机数值模拟软件，以围岩强度强化理论为依据，按控制围岩变形效果和经济合理的原则选择最优方案，组织施工，并对巷道围岩稳定状况和锚杆载荷监测，根据监测反馈信息确定是否调整锚杆支护参数，经反复实践，在动态中修改完善设计。5锚杆支护施工预紧力的确定：采用现场实测与数值计算相耦合的方法确定锚杆预紧力的合理值实现高预紧力大扭矩：大扭矩的锚杆钻机、风炮保证大扭矩，大于200Nm。采用成套锚杆，主要指使用减摩垫圈（1个铝合金垫圈、1个塑料垫圈）。锚杆螺纹加工精细，减小摩擦阻力。建议不采用粗螺纹的等强锚杆，顶板不得采用粗螺纹的等强锚杆。预紧力的检查采用扭力扳手固定专人负责上紧螺母当班验收员检查有关职能部门抽查，并及时上紧。抽查迎头1~4排锚杆（2）锚杆外露长度锚杆外露不超长，小于70mm，最好控制在