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巷道永久支护 巷道永久支护是根据设计图纸的规定施工的支护。服务年限长，一般不可能回收复用。根据支护结构的特点，可分为锚喷支护、架棚支护、砌喧支护。 一、锚喷支护 锚喷支护技术的发展可以分为四个阶段：20世纪50年代，开始试用锚杆支护；20世纪60年代，在岩蓼中试作喷浆支护，后发展为喷射混凝土支护；20世纪70年代，试用和推广光面爆破及锚杆、网、喷射混凝土支护，形成了一套比较完善的支护形式；20世纪80年代采用工程量测、试用新奥法，结合煤矿特点，初步形成了一套完善的设计、施工动态管理方法。 锚喷支护技术的发展冲破了传统的支撑概念，形成了充分发挥围岩本身自支承作用，使围岩与支护共同作用的现代支护理论。支护理论的发展，在煤炭系统大致经历了以下几个阶段：20世纪20年代以前，发表了许多地压假说，其共同特点是把围岩作为不变载荷，而支护被看作承受载荷的结构，即所谓的古典压力理论。20世纪20年代至60年代，把岩体视作松散体，认为作用在支护结构上的荷载是围岩塌落拱内的松动岩体重量，即松散体理论。20世纪60年代发展起来的支护与围岩共同作用的现代支护理论，是在锚喷支护的出现和大量采用，以及岩体力学的发展过程中形成的。20世纪70年代以后，光爆锚喷支护的完善与提高，引进和推广新奥法，采用了工程量测，信息化动态管理，促进了这一新技术的发展。 (一)锚杆支护 1．锚杆支护作用机理 锚杆支护的作用机理有加固拱作用、悬吊作用、组合梁作用、围岩补强作用和减小跨度作用等，如图5—3所示。 (1)悬吊作用在层状岩层中，锚杆将下部不稳定的岩层悬吊在上部稳固的岩层上。锚杆所受的拉力来自被悬吊的岩层重量。 (2)组合梁作用在没有稳固岩层的薄层状岩层中，通过锚杆的预拉应力，将视为组合梁的各薄岩层挤紧，提高其自承能力。决定组合梁稳定性的主要因素是锚杆的预拉应力及杆体强度和岩层性质。 (3)加固拱作用对于被纵横交错的弱面所切割的块状或破裂状围岩，如果及时用锚杆加固，就能提高岩体结构弱面的抗剪强度，在围岩周边一定厚度的范围内形成一个不仅能维持自身稳定，而且能防止其上部围岩松动和变形的加固拱，从而保持巷道的稳定。 (4)减少跨度作用巷道顶板打上锚杆，相当于在该处打上了点柱。因此，就相当于把巷道顶板岩石悬露的跨度缩少了，从而提高了顶板岩层的抗弯曲能力。 2．锚杆的分类与安装 1)木锚杆 我国使用的木锚杆有两种，即普通木锚杆和压缩木锚杆。 (1)普通木锚杆，是采用优质木材制作的，常用的有榆木、槐木、桑木等。要求木纹平直、无疵病，有足够的强度。普通木锚杆由木内楔、木杆体、木托板和木外楔组成。杆体上下两楔缝应相互垂直，防止打楔造成劈裂。 木锚杆的安装方法是先将木内楔插到锚杆顶端楔缝中，然后将杆体放入眼孔内，在锚杆尾端加力锤击，锚杆锚固后，再上好木托板，在锚杆尾端楔缝中加打木外楔封住眼孔并撑紧托板。 普通木锚杆结构简单，取材方便，加工容易，成本低。但锚固力小，易腐朽变形，多在服务年限短的采区煤或半煤巷中锚固煤帮用，使用时应注意防腐处理。 (2)压缩木锚杆，是利用压缩木制成的锚杆。压缩木是把潮湿的木材加以横纹压缩，就会产生较大的弹性变形，在变形状态掘进工下予以热处理和冷却，弹性变形就转化成塑性变形即成了压缩木。当压缩木吸水后，塑性变形又转化为弹性变形，产生一种能恢复到接近原来尺寸和开头的膨胀特性。压缩木的密度可达1.4t/m3力学强度要比一般木材大2～3倍。 压缩木锚杆比普通木锚杆强度大，它是全长锚固，锚固力大。这种锚杆的锚固力可达40 kN。以用于松软煤层巷道煤帮的锚固和综采工作面煤帮的加固(防片帮冒顶事故)为宜。 压缩木锚杆的安装与楔缝木锚杆基本相同，但在放入眼孔前，要把杆体浸湿，马上将浸湿的杆体放入眼孔中。压缩木锚杆的托板多采用金属托板，另外还配有金属衬套。 此种锚杆制作工艺复杂，必须在专门工厂生产，成本高，储存保管不便，因此使用不多。 2)倒楔式金属锚杆 这种锚杆曾经是使用最为广泛的锚杆形式之一，由于它加工简单，安装方便，具有一定的锚固力，因此，这种锚杆在一定范围内至今还在使用。 倒楔式金属锚杆由锚头、杆体、托板和螺帽四部分组成。锚头是由与杆体相连的固定楔和活动倒楔两个部分组成，固定楔与倒楔沿斜面相对移动，压紧眼孔壁形成锚固力；杆体通常选用3号圆钢，直径14 mm～22 Inm，长度1．4 m～2．0 m；锚杆尾端加工成长100 Inm～150 mm的标准三角螺纹。 安装时，先把倒楔绑在固定楔的下部适当位置，轻轻送入锚杆眼孔中，然后用一个专用的金属杆沿锚杆侧插入到倒楔处，锤击金属杆时将倒楔顶入固定楔斜面，利用倒楔把固定楔楔紧在眼孔中，使锚杆得到锚固力，再上好托板，拧紧螺帽即可。 这种锚杆安装时不需完全插到眼孔底部就能锚固，所以对眼孔深度要求不严；巷道报废时，可拧下螺帽退下垫