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小孔径锚索支护技术 江苏煤矿安全技术培训中心 制作：郭 坤 2008年8月 内 容 一、概 述 二、锚索复合支护形式 三、锚索作用原理 四、小孔径锚索的结构 五、锚索支护参数的确定 六、锚索施工机具 七、锚索安装工艺 八、锚索施工质量检测 九、小孔径锚索支护的优点 一、概 述 小孔径锚索支护技术是1997年煤炭科学研究总院北京建井研究所、北京开采研究所等科研机构研制成功。 该技术锚固方法是把长锚索锚入深部的稳定岩体上，然后对锚索施加预应力，预先对岩体或构件施加主动作用力。 该技术作用合理，施工简便，效果显著，引起了煤矿和其它部门的重视，应用范围越来越广泛。 小孔径锚索 锚索制作车间 二、锚索复合支护形式 锚索具有承载能力强、长度大、成本高等特点，锚索间距一般较大，均需和其它支护形式构成复合支护形式，不同的支护相互配合，取长补短，可降低支护成本。改善支护效果。常用的支护形式有： 锚索—锚杆→即：双锚支护； 锚索—锚杆—喷射混凝土→即：双锚喷支护； 锚索—锚杆—金属网—喷射混凝土→即：双锚喷网支护。 等等 三、锚索作用原理 锚索和锚杆在巷道支护中的作用机理基本相同，都有自承拱作用、组合梁作用和悬吊作用。 1、自承拱作用。 自承拱作用就是把受采掘影响和被节理、裂隙、断层切割而破碎的岩体用预应力锚索加固成压力拱圈，提高岩体的整体性和自承能力，保持围岩的稳定。 在预应力作用下，被锚索内外锚固段加固的岩体在一定范围内形成双向受压区，如果锚索长度和间距合理，锚索群形成的受压区能重叠，从而形成一个压缩带，如下图所示。 锚索长度L与间距S之比(L/S)越大，压缩圈的厚度就越大，但成本也越大，施工也越难，L/S越小，压缩圈厚度就越小，甚至不能形成压缩圈而只能产生单个的不连续的压缩区。光弹试验表明，用预应力锚索加固受采掘影响的岩体，其经济合理的锚索长度和间距是：L/S≥2。 锚索—锚杆支护自承拱作用原理1-锚索；2-锚杆；3-锚杆压力圈；4-锚索压力圈 三、锚索作用原理 2、组合梁作用。 组合梁作用就是锚索穿过层状岩层，使岩层层面和层理之间的摩擦力增大，增强岩体 的整体性，阻止岩层间的分离、位移，提高岩层的抗弯强度。这就比单纯的叠合梁具有更大的承载能力。垂直穿过岩层的锚索，其组合梁作用尤其明显。 3、悬吊作用。 悬吊作用就是锚索把不稳定岩块吊挂在稳定的岩体上，限制不稳定岩块的位移，防止其冒落。 上述几种作用常常不是单一存在的，而是综合在一起的，而且在不同的情况下不同作用的地位有主次之分，因此，在实际工作中应具体分析。 三、锚索作用原理 虽然锚索和锚杆的支护作用原理基本相同，但在复合支护中两者的作用并不是简单的 重复。 锚杆长度小，压力圈薄且离巷道壁较近，这个压力圈的自承载能力较小，在巷道地压 大、围岩松动圈厚度大时，锚杆的支护作用更难发挥。锚索长度远大于锚杆，承载能力强， 在预应力作用下形成的围岩压力圈厚度大而且离巷道壁较远，在围岩破碎、地压较大情况 下，锚索的压力圈恰好给锚杆提供一个可靠支护依托，形成大小两个围岩压力圈共同支护 的状况。此时，大压力圈可承受巷道深部围岩的自重及压力，并将压力转移到深部围岩，大 大减轻小压力圈的压力，成为小压力圈的保护圈。 三、锚索作用原理 锚索长度大，间距也很大，一般3～5m以上，在预应力作用下形成压力区的同时，两锚索之间还有较大的拉应力区，这是锚索支护的弱点所在。锚杆短而密，当锚杆的长度适当时，可基本消除锚索之间的拉应力区。锚索压力区和锚杆压力区组合成厚度更大的压力圈。 在悬吊作用中，锚索可以对大块的松动岩石起作用，把它悬吊于深部岩层，而对小块危岩往往无能为力。锚杆的悬吊作用恰好相反，把小块危岩悬吊与锚索压力圈上。 三、锚索作用原理 在节理裂隙发育、围岩破碎的巷道中，锚杆和锚索很难防止岩体风化，在水的长时间软化、侵蚀以及风化和岩石的蠕变作用下，岩体变得更加破碎，岩石内摩擦角逐渐减小，锚杆和锚索作用下的压力区必然相应减小，最终连续的封闭的压缩带被破坏。因此在锚索、锚杆支护体系中加上喷射混凝土是十分必要的。喷射混凝土可尽早封闭围岩，防止风化，保持围岩的整体强度。其次，喷射混凝土颗粒可填实已有裂隙，使破碎、松散的表层岩石成为连续的完整的岩体，再次，在锚杆作用下围岩表面仍有较小拉应力三角区，喷射混土可使巷道表面围岩改变受力状况，消除或减小拉应力。 围岩严重破碎时，锚杆和喷射混凝往往不能保证松动圈的稳定，此时加上金属网，既可保护锚杆之间的拉应力区中的围岩，又能大大提高喷射混凝土层的抗拉强度。 四、