錨噴支護(hù)課件

錨噴支護(hù)中國(guó)礦業(yè)大學(xué)一．錨桿的結(jié)構(gòu)類型

1.砂漿錨桿：全長(zhǎng)錨固鋼筋砂漿錨桿、鋼絲繩砂漿錨桿

桿體材料宜用20錳硅、25錳硅或5號(hào)鋼筋，亦可采用3號(hào)鋼筋桿體鋼筋直徑一般為14～22mm，錨桿的抗拉拔力不得低于50kN2.木錨桿

φ38mm，L=1.2～1.8m，縫長(zhǎng)250mm，設(shè)計(jì)錨固力10～20kN，不防腐1年，幫支護(hù)竹錨桿：最經(jīng)濟(jì)，主要用于圍巖穩(wěn)定的巷道支護(hù)以及斷面小或服務(wù)年限短的回采巷道兩幫支護(hù)。安裝在煤體中不影響爆破和采煤機(jī)割煤等。3.管縫式錨桿：

全長(zhǎng)錨固型管體宜用16錳、20猛硅等低合金鋼，壁厚為2～2.5mm錨桿外徑為38～42mm，開(kāi)縫寬度為13～18mm托板宜采用盆形，板厚不應(yīng)小于4mm，面積不小于120mm×120mm鉆孔直徑應(yīng)小于管縫錨桿外徑2.0～3.0mm

因管縫式錨桿管徑大于孔徑，需用風(fēng)鉆（需裝特制頂具）或其他專用機(jī)具強(qiáng)行將桿體擠入鉆孔，依靠管體的彈性變形恢復(fù)力而與孔壁緊緊擠壓，在桿體全長(zhǎng)產(chǎn)生錨固力。錨固力可達(dá)50～70kN。4.樹(shù)脂錨桿：中速2～5min，快速0.5～1min，一個(gè)藥包的錨固力可達(dá)50kN以上、端頭錨固，（K2350和Z2350,長(zhǎng)度為2.00m、φ20mm螺紋鋼，每孔安裝兩個(gè)樹(shù)脂藥卷，成本在30元左右）。

桿體直徑18～24mm，錨固力不應(yīng)低于5噸，托板厚度不應(yīng)小于8～10mm，面積不應(yīng)小于150×150mm

樹(shù)脂錨固劑是一種高強(qiáng)高效的粘結(jié)式錨固材料，目前已在多種領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，具有以下性能特點(diǎn)：

1.承載快，錨固力大。具有“雙快一高”的特性：固化時(shí)間快（速度可調(diào)）、強(qiáng)度增長(zhǎng)快、強(qiáng)度高。能及時(shí)承受載荷，且錨固力大。

2.樹(shù)脂錨固劑適應(yīng)性強(qiáng)，不僅應(yīng)用于井巷支護(hù)、井筒安裝、水電工程預(yù)應(yīng)力錨桿加固，而且在建筑物加固，高速公路修補(bǔ)、隧道施工、基礎(chǔ)生根、設(shè)備基礎(chǔ)及構(gòu)件錨固等領(lǐng)域有它廣泛的應(yīng)用之地。5.快硬水泥和快硬膨脹水泥錨桿

成本低，材料來(lái)源廣。快硬水泥錨桿:端頭錨固長(zhǎng)度為400mm時(shí)，水泥卷直徑37mm，長(zhǎng)270mm，水泥裝量421g；端頭錨固長(zhǎng)度為300mm時(shí)，水泥卷直徑37mm，長(zhǎng)205mm，水泥裝量320g。水泥卷使用前需浸水2～3min，在鉆孔中經(jīng)錨桿頭攪拌，12min以后錨固力開(kāi)始增長(zhǎng)，1h后錨固力可達(dá)40～60kN左右。

快硬膨脹水泥錨桿:安裝時(shí)，把水泥卷的塑料外套、紗網(wǎng)內(nèi)的圓紙筒去掉，把水泥卷串入桿體放至阻擋墊圈，再將錨桿頭部和水泥卷插在水中浸3～5s后送入鉆孔中，用帶擋圈的套管將水泥卷沖壓密實(shí)，而后安裝墊板和緊固螺母。安裝1個(gè)水泥卷的錨固力達(dá)20～40kN；安裝2個(gè)水泥卷的錨固力達(dá)60～90kN。6.玻璃鋼錨桿

采用玻璃纖維作為增強(qiáng)材料，以聚脂樹(shù)脂為基材，經(jīng)專用拉擠機(jī)的牽引，通過(guò)預(yù)成型模在高溫高壓下固化成為全螺紋玻璃纖維增強(qiáng)塑料桿體。加上樹(shù)脂錨固劑、托盤和螺母組成玻璃鋼錨桿。玻璃鋼桿體具有可割性，很適合于綜采工作面臨時(shí)支護(hù)使用，而且具有良好的防腐性能，可以部分取代鋼錨桿。

當(dāng)桿體直徑為16mm，粘結(jié)長(zhǎng)度分別為100mm和200mm時(shí)，拉力分別為30kN和40kN，平均扭力小于10N·m，可滿足錨桿安裝的要求。這種玻璃鋼錨桿桿體可切割、輕質(zhì)高強(qiáng)、便于安裝；成本低，與金屬錨桿相比，成本降低40%左右，可替代現(xiàn)有煤幫金屬錨桿、木錨桿、竹錨桿等煤幫支護(hù)。1.懸吊作用將軟弱直接頂、偽頂懸掛在堅(jiān)硬的老頂上或穩(wěn)定的完整巖體上

缺陷：只適應(yīng)于頂板

如果頂板中沒(méi)有堅(jiān)硬穩(wěn)定巖層或頂板軟弱巖層較厚，圍巖破碎區(qū)范圍較大，無(wú)法將錨桿錨固到上面堅(jiān)硬巖層或者未松動(dòng)巖層時(shí)，懸吊理論就不適用。二．錨桿支護(hù)作用機(jī)理：2.組合梁作用：

錨桿錨固力一方面增加各巖層間的摩擦力，防止巖石沿層面滑動(dòng)，避免各巖層出現(xiàn)離層現(xiàn)象；另一方面，可增加巖層間的抗剪剛度，阻止巖層間的水平錯(cuò)動(dòng)，從而將巷道頂板錨固范圍內(nèi)的幾個(gè)薄巖層鎖緊成一個(gè)較厚的巖層（組合梁）。

缺陷：在頂板較破碎、連續(xù)性受到破壞時(shí)，組合梁也就不存在了。組合梁理論適用于層狀頂板錨桿支護(hù)的設(shè)計(jì)，對(duì)于巷道的幫、底不適用。預(yù)應(yīng)力——錐型壓縮區(qū)——連續(xù)壓縮帶——擠壓加固拱自身穩(wěn)定，承受地壓，阻止上部圍巖的松動(dòng)變形

組合拱理論在一定程度上揭示了錨桿支護(hù)的作用機(jī)理，但在分析過(guò)程中沒(méi)有深入考慮圍巖－支護(hù)的相互作用，缺乏對(duì)被加固巖體本身力學(xué)行為的進(jìn)一步分析探討，計(jì)算也與實(shí)際情況存在一定差距，一般不能作為準(zhǔn)確的定量設(shè)計(jì)，但可作為錨桿加固設(shè)計(jì)和施工的重要參考。3.擠壓加固作用（組合拱理論）

三．錨桿支護(hù)參數(shù)的確定⑴按懸吊理論：①長(zhǎng)度：L=L1+L2+L3

；L2—錨桿有效長(zhǎng)度；f≥3時(shí)H=或取松動(dòng)圈厚度②間排距：a=，Q為設(shè)計(jì)錨固力；k為安全系數(shù)。③桿體直徑：按桿體承載力與錨固力相等原則設(shè)計(jì)⑵按擠壓加固拱理論：,α——錨桿在松散體中控制角，取為45°；支護(hù)能力估算：拉麥公式—單位面積的承載強(qiáng)度P為式中——破裂錨固體強(qiáng)度，按最軟圍巖驗(yàn)算，取=10MPa；

b——組合拱厚度；

R——巷道的半徑或1/2寬度。

四、錨桿支護(hù)的施工

1.鉆眼與安裝：鑿巖機(jī)——錨桿鉆機(jī)MQT系列氣動(dòng)錨桿鉆機(jī)【用途】：廣泛應(yīng)用于頂板硬度f(wàn)≤8的各種巖巷、煤巷，進(jìn)行頂板錨護(hù)作業(yè)時(shí)鉆錨桿孔和安裝錨桿。

【特點(diǎn)】：該機(jī)體積小，重量輕，轉(zhuǎn)矩大，操作簡(jiǎn)單，維修方便、集鉆孔、攪拌、安裝錨桿于一身。

【構(gòu)造】：MQT系列氣動(dòng)錨桿鉆機(jī)由三大部分組成

1.支腿；2.回轉(zhuǎn)部分；3.操縱臂?！厄?yàn)收規(guī)范》第6.4.3條錨桿支護(hù)，應(yīng)符合下列規(guī)定：一、根據(jù)設(shè)計(jì)要求并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)情況，定出錨桿的孔位；二、錨桿的孔深和孔徑應(yīng)與錨桿類型、長(zhǎng)度、直徑相匹配；三、孔內(nèi)的積水及巖粉應(yīng)吹洗干凈；四、錨桿的桿體使用前應(yīng)平直、除銹、除油；五、錨桿尾端的托板應(yīng)緊貼壁面，未接觸部位必須楔緊，錨桿體露出巖面的長(zhǎng)度不應(yīng)大于噴混凝土的厚度；六、錨桿必須做抗拔力試驗(yàn)。2.質(zhì)量檢查：材質(zhì)、長(zhǎng)度、直徑——地面檢查

方向、深度、數(shù)量、間排距——打眼檢查螺帽的擰緊程度、托板的楔緊程度——安裝錨固力——安裝后

ML-20型錨桿拉力計(jì)由一空心千斤頂和一臺(tái)SYB-1型高壓手搖油泵組成，最大拉力200kN，質(zhì)量12kg。試驗(yàn)時(shí)，用卡具將錨桿緊固在千斤頂活塞上，搖動(dòng)油泵手柄，驅(qū)使活塞對(duì)錨桿產(chǎn)生拉力。壓力表讀數(shù)乘以活塞面積即為錨桿的錨固力。錨桿的位移量可從隨活塞一起移動(dòng)的標(biāo)尺上直接讀出?？招那Ы镯斈z管接頭高壓膠管壓力表手搖油泵標(biāo)尺M(jìn)L-20型錨桿拉力機(jī)《煤礦安全規(guī)程》第四十四條

采用錨桿、錨噴等支護(hù)形式時(shí)，應(yīng)遵守下列規(guī)定：（一）錨桿、錨噴等支護(hù)的端頭與掘進(jìn)工作面的距離，錨桿的形式、規(guī)格、安裝角度，混凝土標(biāo)號(hào)、噴體厚度，掛網(wǎng)所采用金屬網(wǎng)的規(guī)格以及圍巖涌水的處理等，必須在施工組織設(shè)計(jì)或作業(yè)規(guī)程中規(guī)定。

（二）采用鉆爆法掘進(jìn)的巖石巷道，必須采用光面爆破。（八）錨桿必須用機(jī)械或力矩扳手?jǐn)Q緊，確保錨桿的托板緊貼巷壁。

（九）巖幫的涌水地點(diǎn)，必須處理。

（十）處理堵塞的噴射管路時(shí)，噴槍口的前方及其附近嚴(yán)禁有其他人員（七）錨桿必須按規(guī)定做拉力試驗(yàn)。煤巷還必須進(jìn)行頂板離層監(jiān)測(cè)，并用記錄牌板顯示。對(duì)噴體必須做厚度和強(qiáng)度檢查，并有檢查和試驗(yàn)記錄。在井下做錨固力試驗(yàn)時(shí)，必須有安全措施。（六）采用人工上料噴射機(jī)噴射混凝土、砂漿時(shí)，必須采用潮料，并使用除塵機(jī)對(duì)上料口、余氣口除塵。噴射前，必須沖洗巖幫。噴射后應(yīng)有養(yǎng)護(hù)措施。作業(yè)人員必須佩戴勞動(dòng)保護(hù)用品。（三）打錨桿眼前，必須首先敲幫問(wèn)頂，將活矸處理掉，在確保安全的條件下，方可作業(yè)。

（四）使用錨固劑固定錨桿時(shí)，應(yīng)將孔壁沖洗干凈，砂漿錨桿必須灌滿填實(shí)。

（五）軟巖使用錨桿支護(hù)時(shí)，必須全長(zhǎng)錨固。噴射混凝土支護(hù)張向東,張樹(shù)光,李永靖.噴射混凝土技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用.煤.2001.10（1）：19～21王紅喜,陳友治,丁慶軍.噴射混凝土的現(xiàn)狀與發(fā)展.巖土工程技術(shù).2004.18（1）：51～54一．工藝流程二．支護(hù)作用原理①封閉圍巖，防止風(fēng)化②改善圍巖的應(yīng)力狀態(tài)——恢復(fù)三向應(yīng)力狀態(tài)③填凹補(bǔ)平消除應(yīng)力集中、④密切巖體、柔性支護(hù)結(jié)構(gòu)作用——共同變形，圍巖應(yīng)力釋放，抑制更大變形。⑤射入縫隙，增強(qiáng)黏結(jié)——巖塊間的連接咬合作用得以維持——組合拱⑥防護(hù)錨桿間危石掉落

三．噴射混凝土厚度與強(qiáng)度：

單獨(dú)支護(hù)時(shí)50~150cm之間，錨噴支護(hù)時(shí)50~120cm。強(qiáng)度不小于C15?！都夹g(shù)規(guī)范》：4.3.1噴射混凝土的設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于C15；對(duì)于立井及重要隧洞和斜井工程，噴射混凝土的設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于C20；噴射混凝土1d齡期的抗壓強(qiáng)度不應(yīng)低于5MPa。鋼纖維噴射混凝土的設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于C20，其抗拉強(qiáng)度不應(yīng)低于2MPa，抗彎強(qiáng)度不應(yīng)低于6MPa。

《技術(shù)規(guī)范》條文說(shuō)明：4.3.3

噴射混凝土的收縮較大，若其厚度小于50mm時(shí)，噴層中粗骨料的含量甚少，更容易引起收縮開(kāi)裂。同時(shí)，噴層過(guò)薄也不足以抵抗巖塊的移動(dòng)，常出現(xiàn)局部開(kāi)裂或剝落。近幾年來(lái)，有關(guān)部門對(duì)噴射混凝土支護(hù)使用情況調(diào)查結(jié)果表明，噴射混凝土支護(hù)層產(chǎn)生局部開(kāi)裂剝落者，其厚度多在50mm以下，也有30～40mm的。因此，本條規(guī)定噴射混凝土支護(hù)的最小厚度不應(yīng)小于50mm。根據(jù)錨噴支護(hù)原理，要求噴層具有一定的柔性。因此，規(guī)定噴射混凝土厚度一般不應(yīng)超過(guò)200mm，特別在軟弱圍巖中作初期支護(hù)，噴層過(guò)厚，會(huì)產(chǎn)生過(guò)大的形變壓力，易導(dǎo)致噴層出現(xiàn)破壞，這是不經(jīng)濟(jì)的。當(dāng)噴層不能滿足支護(hù)抗力要求時(shí)，可用錨桿或配筋予以加強(qiáng)。

四．施工

1.噴射機(jī)具混凝土噴射機(jī)：干式——潮式——濕式配套機(jī)械：混凝土攪拌機(jī)，噴射機(jī)械手

50年代開(kāi)始研制WG－25型雙罐干式噴混凝土機(jī)，于60年代定型生產(chǎn)并大量應(yīng)用，成為我國(guó)錨噴支護(hù)第一代噴混凝土機(jī)械。與此同時(shí)，也出現(xiàn)了ZHP－2型轉(zhuǎn)子式噴射機(jī)、LHP－701型水平螺旋噴射機(jī)、SPD－320型風(fēng)動(dòng)單罐噴射機(jī)等不同類型的設(shè)備，但是除轉(zhuǎn)子式噴射機(jī)外，其他都因工作的可靠性、使用壽命和粉塵較大等問(wèn)題而被淘汰。但雙罐式噴射機(jī)也因上料高和體積較大、笨重，采用鐘型閥改變風(fēng)壓上料而使粉塵較大等缺點(diǎn)而急待改進(jìn)或換型。在瑞士的一條隧道中使用噴射混凝土機(jī)械手的情況

粉塵大、回彈率高是長(zhǎng)期困擾噴射混凝土支護(hù)技術(shù)的兩大難題?！捌呶濉焙汀鞍宋濉逼陂g，我國(guó)對(duì)噴射機(jī)及噴射工藝、噴射材料、外加劑等進(jìn)行了系統(tǒng)的試驗(yàn)與研究。近10多年來(lái)，從單機(jī)到噴機(jī)組，從干噴機(jī)到濕噴機(jī)、潮噴機(jī)，從噴射主機(jī)到上料輔機(jī)，從粉狀速凝劑到液體速凝劑竿進(jìn)行了攻關(guān)，取得了顯著的研究成果，使我國(guó)噴射混凝土支護(hù)技術(shù)和裝備發(fā)展到了一個(gè)新水平。潮噴和干噴通用CP-5中型噴射機(jī)2.噴射材料和配合比

水泥——硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥，標(biāo)號(hào)大于325

細(xì)骨料——中砂或粗砂，細(xì)度模數(shù)大于2.5

粗骨料——粒徑小于20mm

速凝劑——初凝小于5min，終凝小于10min

配合比——水灰比0.4～0.453.工藝參數(shù)

工作風(fēng)壓——噴層質(zhì)量和回彈率

工作風(fēng)壓=0.1+0.001×輸料管長(zhǎng)度（m）水壓——拌和效果水灰比——噴層質(zhì)量和回彈率噴射距離與傾角——回彈率一次噴射厚度——回彈率分次噴射間隔時(shí)間及拌和料的存放時(shí)間（20min，2h）

高性能噴射混凝土在各階段的性能特點(diǎn)要求如下：

(1)噴射階段。具有高粘聚性、附著性，回彈率低、粉塵?。?/p>

(2)硬化早期。早凝、早強(qiáng)，化學(xué)縮減小，干縮?。?/p>

(3)硬化后期。強(qiáng)度適應(yīng)，高抗?jié)B、高抗碳化、高耐腐蝕。在西班牙某隧道現(xiàn)場(chǎng)采用的Sika-Pm500型移動(dòng)式噴射混凝土機(jī)《施工與驗(yàn)收規(guī)范》第6.4.2條

噴射混凝土支護(hù)應(yīng)符合下列規(guī)定：

一、噴射混凝土的原材料：二、混合料的配比應(yīng)準(zhǔn)確。稱量的允許偏差：水泥和速凝劑應(yīng)為±2％，砂、石應(yīng)為±3％。三、混合料應(yīng)采用機(jī)械攪拌。四、混合料應(yīng)隨拌隨用，不摻速凝劑時(shí)存放時(shí)間不應(yīng)超過(guò)2h，摻速凝劑時(shí)存放時(shí)間不應(yīng)超過(guò)20min。五、噴射前應(yīng)清洗巖面，水灰比0.4~0.45。六、速凝劑的摻量應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)確定。混凝土的初凝時(shí)間不應(yīng)大于5min，終凝時(shí)間不應(yīng)大于10min。七、當(dāng)混凝土采取分層噴射時(shí)，第一層噴射厚度：墻50~100mm，拱30~60mm；下一層的噴射應(yīng)在前一層混凝土終凝后進(jìn)行，當(dāng)間隔時(shí)間超過(guò)2h，應(yīng)先噴水濕潤(rùn)混凝土的表面.

八、噴射前應(yīng)埋設(shè)控制噴厚的標(biāo)志.五.噴射混凝土工程質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)與方法

強(qiáng)度：常采用現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)方法，包括預(yù)留試樣（噴大板法或噴模法）、現(xiàn)場(chǎng)取樣（鑿方法或鉆取并點(diǎn)荷載試驗(yàn)方法）以及拔出試驗(yàn)法等。

厚度：有針探法、打孔尺量或取芯法檢測(cè)。

工程規(guī)格尺寸：包括掛線尺量法、激光測(cè)距法、超聲波測(cè)距法等.

觀感質(zhì)量：觀感質(zhì)量檢測(cè)包括噴射混凝土有無(wú)漏噴、離鼓現(xiàn)象；有無(wú)仍在擴(kuò)展或危及使用安全的裂縫；漏水量；鋼筋網(wǎng)有無(wú)外露；噴射混凝土表面平整密實(shí)。

工程基礎(chǔ)深度檢測(cè)：《錨桿噴射混凝土支護(hù)技術(shù)規(guī)范》規(guī)定，噴射混凝土支護(hù)工程應(yīng)設(shè)基礎(chǔ)，基礎(chǔ)深度不小于100mm。采用光爆錨噴技術(shù)施工的大巷王莊礦+630水平運(yùn)輸大巷，斷面18m2，

長(zhǎng)1200m，光爆工藝，錨噴支護(hù)

一．錨噴支護(hù)支護(hù)主體——錨桿；噴射混凝土——封閉圍巖、防止危巖掉落錨桿聯(lián)合支護(hù)

二．錨噴網(wǎng)支護(hù)⑴支護(hù)主體——錨桿⑵噴射混凝土——封閉圍巖、防止危巖掉落增加抗裂性能和韌性

鋼纖維混凝土⑶網(wǎng)——鐵絲網(wǎng)和鋼筋網(wǎng)——均勻分布噴層應(yīng)力，提高噴層的抗拉能力和變形能力《驗(yàn)收規(guī)范》第6.4.4條鋼筋網(wǎng)噴射混凝土支護(hù)，應(yīng)符合下列規(guī)定：

一、鋼筋使用前應(yīng)清除污銹二、鋼筋網(wǎng)與巖面的間隙不應(yīng)小于30mm，鋼筋保護(hù)層的厚度不應(yīng)小于20mm

三、鋼筋網(wǎng)應(yīng)與錨桿或其它錨定裝置聯(lián)結(jié)牢固；

四、當(dāng)采用雙層鋼筋網(wǎng)時(shí)，第二層鋼筋網(wǎng)應(yīng)在第一層鋼筋網(wǎng)被混凝土覆蓋后鋪設(shè)。

五、鋼筋網(wǎng)應(yīng)與錨桿或其他錨定裝置聯(lián)結(jié)牢固，噴射時(shí)鋼筋不得晃動(dòng)。Figure15.8:Weldedwiremesh,firmlyattachedtotherocksurface,providesexcellentreinforcementforshotcrete.

三．錨網(wǎng)支護(hù)

錨網(wǎng)支護(hù)是以錨桿為主要構(gòu)件并輔以其他支護(hù)構(gòu)件而組成的錨桿支護(hù)系統(tǒng)，是近幾年來(lái)發(fā)展起來(lái)并得到廣泛應(yīng)用的新的錨桿支護(hù)形式，主要用于煤巷支護(hù)，其類型主要有錨網(wǎng)支護(hù)、錨帶（梁）網(wǎng)支護(hù)等。

1.錨網(wǎng)支護(hù)錨網(wǎng)支護(hù)是將鐵絲網(wǎng)或鋼筋網(wǎng)、塑料網(wǎng)等用托盤固定或綁扎在錨桿上所組成的復(fù)合支護(hù)形式。各種網(wǎng)主要用來(lái)維護(hù)錨桿間的圍巖，防止小塊松散巖石掉落，也可用作噴射混凝土的配筋；同時(shí)，被錨桿拉緊的網(wǎng)還能起到聯(lián)系各錨桿組成支護(hù)整體的作用。各種網(wǎng)負(fù)擔(dān)的松散巖石的荷載主要取決于錨桿間距大小。

常用于錨網(wǎng)支護(hù)的網(wǎng)有鐵絲網(wǎng)、鋼筋網(wǎng)與塑料網(wǎng)等。

（1）鐵絲網(wǎng)一般采用φ3～4mm的鍍鋅鐵絲編織而成。菱形網(wǎng)網(wǎng)孔尺寸為40mm×40mm～100mm×100mm。

（2）鋼筋網(wǎng)是由鋼筋焊接而成的大網(wǎng)格金屬網(wǎng)。直徑約6～10mm，網(wǎng)格約150mm×150mm。這種網(wǎng)強(qiáng)度和剛度都比較大，不僅能阻止松動(dòng)巖塊掉落，而且能夠有效地增加錨桿支護(hù)的整體效果，適用于大變形、高應(yīng)力巷道支護(hù)。（3）塑料網(wǎng)具有成本低、輕便、抗腐蝕等特點(diǎn)，但是強(qiáng)度和剛度較低。目前國(guó)外已用聚酯網(wǎng)代替塑料網(wǎng)，聚酯網(wǎng)具有強(qiáng)度大、重量輕、剛度大等優(yōu)點(diǎn)，但這種網(wǎng)的價(jià)格相對(duì)較高。2．錨帶網(wǎng)支護(hù)錨帶網(wǎng)支護(hù)是由錨桿、鋼帶（鋼筋梯）及金屬網(wǎng)等組成。其中鋼帶是錨帶網(wǎng)支護(hù)系統(tǒng)的關(guān)鍵部件。它將單根錨桿聯(lián)接起來(lái)，組成一個(gè)整體承載結(jié)構(gòu)，提高錨桿支護(hù)的整體效果。鋼帶是由2～3mm的薄鋼板制成，鋼帶上有錨桿安裝孔，使打眼、安裝極其方便。根據(jù)制作鋼帶的材料不同，主要有平鋼帶、W鋼帶及鋼筋梯等型式。

四、小孔徑預(yù)應(yīng)力錨索支護(hù)

預(yù)應(yīng)力錨索加強(qiáng)支護(hù)在煤巷支護(hù)中占有重要地位。具有錨固深度大，可將下部不穩(wěn)定巖層錨固在上部穩(wěn)定的巖層中；且可施加預(yù)應(yīng)力，實(shí)現(xiàn)主動(dòng)支護(hù)。因而在大斷面、地質(zhì)構(gòu)造破壞地段、頂板軟弱且較厚、高地應(yīng)力、綜放巷道等困難、復(fù)雜的巷道中，得到廣泛應(yīng)用。采用錨桿鉆機(jī)打φ28～32mm的小鉆孔、樹(shù)脂藥卷加長(zhǎng)錨固、單根鋼絞線的小孔徑預(yù)應(yīng)力錨索加強(qiáng)支護(hù)技術(shù)，簡(jiǎn)化了施工工藝及施工設(shè)備、縮短了錨固體養(yǎng)護(hù)和施工時(shí)間，實(shí)現(xiàn)錨索快速承載，提高了工效，是煤巷推廣錨桿支護(hù)中一項(xiàng)重要的保證措施。

1．小孔徑預(yù)應(yīng)力錨索材料及結(jié)構(gòu)（1）錨索材料小孔徑預(yù)應(yīng)力錨索主要材料為：鋼絞線、鎖具、錨固劑。目前較為廣泛采用7股φ5mm高強(qiáng)度鋼絞線?？杀P成卷便于運(yùn)輸，又能自身攪拌樹(shù)脂藥卷快速安裝，適合在空間尺寸較小的巷道中使用。采用普通樹(shù)脂藥卷加長(zhǎng)錨固，使用錨桿鉆機(jī)帶動(dòng)鋼鉸線攪拌樹(shù)脂藥卷，安裝工序簡(jiǎn)單。一般等待1h后即可安裝鎖具進(jìn)行張拉，有利于巷道快速施工和圍巖穩(wěn)定。（2）錨索結(jié)構(gòu)小孔徑預(yù)應(yīng)力錨索結(jié)構(gòu)可分為三大部分：內(nèi)錨固段、鋼絞線自由段、外錨固段。內(nèi)錨固段外徑D的最大尺寸以不影響錨索在鉆孔中攪拌樹(shù)脂藥卷為宜，一般比鉆孔直徑小6～8mm較好，可確保樹(shù)脂藥卷攪拌均勻。毛刺鎖具槽鋼鋼墊板圍巖表面鉆孔鋼絞線2．小孔徑預(yù)應(yīng)力錨索施工工藝小孔徑預(yù)應(yīng)力錨索施工可分為地面準(zhǔn)備、鉆孔、錨固、張拉4個(gè)主要工序。27mm鉆頭鉆桿錨桿鉆機(jī)快速藥包中速藥包鋼絞線驅(qū)動(dòng)器錨固段托盤鎖具張拉器切割器超高壓隔油泵MQY-180礦用錨索張拉機(jī)具適用于安全要求所必須的場(chǎng)合，如具有爆炸性瓦斯的煤礦井下作業(yè)。

MSY-180型礦用手動(dòng)錨索張拉機(jī)具由YCD-180型預(yù)應(yīng)力張拉千斤頂、SDB-63型手動(dòng)油泵以及高壓油管等組成，構(gòu)成一組煤礦巷道錨索預(yù)應(yīng)力張拉的必備設(shè)備。

對(duì)于節(jié)理、裂隙發(fā)育，斷層破碎帶等圍巖松散、破碎的情況，可利用錨桿注漿技術(shù)，改變圍巖松散破碎結(jié)構(gòu)，提高其粘結(jié)力、內(nèi)摩擦角和圍巖的整體性，使圍巖為錨桿提供可靠的著力基礎(chǔ)，充分發(fā)揮錨桿對(duì)松散破碎巖層的錨固作用。注漿錨桿既是錨桿，又能用其進(jìn)行注漿。1－普通金屬錨桿；2－注漿錨桿；3－噴層與金屬網(wǎng)；4－注漿擴(kuò)散范圍；5－錨桿作用形成的巖石拱；6－噴層作用形成的組合拱

五、錨注支護(hù)

對(duì)穿過(guò)斷層破碎帶、淋水帶超前注漿，巷道注漿加固要求一定初錨力和需控壓注漿的巷道，可采用可控壓內(nèi)注漿錨桿。

對(duì)于不考慮初錨力，不需控壓注漿的巷道施工、修復(fù)和加固，可采用普通內(nèi)注式注漿錨桿。進(jìn)漿管逆止閥錨桿螺母托盤止?jié){塞錨桿體活塞分漿塞彈簧水泥藥卷?yè)醢邋^桿尾倒楔主要產(chǎn)煤國(guó)煤礦錨桿支護(hù)技術(shù)分析《中國(guó)煤炭》

第25卷第８期（總第277期）

1999年第8期《WerldCoal》,1999,No5,44～47李孝尚譯本刊校1概述大多數(shù)采用長(zhǎng)壁工作面開(kāi)采的煤礦面臨的主要障礙是采區(qū)巷道掘進(jìn)和支護(hù)問(wèn)題。錨桿支護(hù)過(guò)程是妨礙煤炭開(kāi)采進(jìn)度的“瓶頸”，在一個(gè)工作面采煤循環(huán)中所占的時(shí)間最長(zhǎng)。房柱式開(kāi)采煤礦面臨同樣的問(wèn)題。當(dāng)錨桿支護(hù)密度較大時(shí)，如果將錨桿支護(hù)的時(shí)間縮少一半，工作面煤炭產(chǎn)量幾乎可以提高1倍。

連續(xù)采煤機(jī)的設(shè)計(jì)開(kāi)機(jī)率一般超過(guò)95%，但一天內(nèi)的實(shí)際開(kāi)機(jī)時(shí)間只有4.7～7.2h。為了改變這種狀況，需要采用一種綜合系統(tǒng)方法，該方法將煤炭開(kāi)采、頂板支護(hù)、煤炭運(yùn)輸、通風(fēng)、設(shè)備維修和材料供應(yīng)各環(huán)節(jié)進(jìn)行合理配置、系統(tǒng)優(yōu)化，以提高采煤設(shè)備的開(kāi)機(jī)率。同時(shí)，新設(shè)備、新材料和新工藝的采用也有利于采煤設(shè)備開(kāi)機(jī)率的提高。

美國(guó)、南非、澳大利亞和英國(guó)等國(guó)的煤礦已經(jīng)采用了良好的頂板支護(hù)設(shè)備和技術(shù)，但目前仍需要及時(shí)引進(jìn)這種系統(tǒng)方法。中國(guó)、俄羅斯、波蘭和印度等國(guó)煤礦支護(hù)技術(shù)相對(duì)落后，為了增強(qiáng)自身在國(guó)際煤炭市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)能力，這些國(guó)家今后將不得不采用綜合機(jī)械化頂板支護(hù)設(shè)備和技術(shù)。

作為這種新型系統(tǒng)方法的一個(gè)組成部分，久益采礦設(shè)備公司（JoyMiningMachinery）研制了一種移動(dòng)式頂板錨桿鉆車——JOY型多鉆機(jī)平臺(tái)操作錨桿鉆車。該鉆車已在澳大利亞和美國(guó)的煤礦創(chuàng)造了頂板錨桿鉆進(jìn)的的新紀(jì)錄。2錨桿鉆機(jī)國(guó)際錨桿鉆機(jī)市場(chǎng)上的錨桿鉆機(jī)可分為三類：（1）手持式鉆機(jī)，如gophers、wombats和superoo鉆機(jī)。（2）移動(dòng)式鉆機(jī)。這種鉆機(jī)采用履帶或橡膠輪，可安裝1臺(tái)、2臺(tái)、3臺(tái)或4臺(tái)鉆機(jī)。（3）機(jī)載鉆機(jī)，即鉆機(jī)被固定在連續(xù)采煤機(jī)和巷道掘進(jìn)機(jī)上。由于錨桿機(jī)不斷易主，維修量大和報(bào)廢率高，因此很難精確統(tǒng)計(jì)世界各國(guó)煤礦使用的錨桿機(jī)總數(shù)量。但據(jù)估計(jì)，世界各國(guó)煤礦可使用的移動(dòng)式或機(jī)載式錨桿安裝機(jī)（包括正在使用的、閑置、維修和轉(zhuǎn)讓的錨桿機(jī)）的數(shù)量如下表所示。3世界各國(guó)錨桿支護(hù)技術(shù)數(shù)值錨桿安裝技術(shù)是目前世界上最常用的方法，占已安裝錨桿的70%以上。使用該技術(shù)時(shí)，整個(gè)桿體均承受載荷，可以抵制分層煤體對(duì)錨固桿體的剪切力。另外30%的錨桿使用量大部分為機(jī)械點(diǎn)固錨桿，水泥錨桿、樹(shù)脂點(diǎn)固錨桿和Swellex型錨桿僅在個(gè)別煤礦使用。一般地，錨桿長(zhǎng)度為1.2～2.4m，直徑為16～22mm。每年世界各國(guó)煤礦安裝約1.41億根錨桿，其中美國(guó)煤礦的使用量占88%。

錨桿安裝過(guò)程分4個(gè)步驟：鉆眼；插入樹(shù)脂膠卷；插入桿體，攪拌樹(shù)脂；旋緊和固定錨桿。想減少錨桿安裝時(shí)間是相當(dāng)困難的，除非取消某些步驟。錨桿制造商嘗試了各種改進(jìn)技術(shù)，如：采用組合錨桿、一端帶鉆頭的錨桿、樹(shù)脂包在桿體內(nèi)的錨桿、樹(shù)脂注射以及其他技術(shù)。到目前為止，這些技術(shù)還沒(méi)有得到完善。3.1美國(guó)

美國(guó)是世界第二大煤炭生產(chǎn)國(guó)（僅次于中國(guó)），但按連續(xù)采煤機(jī)和頂板錨桿機(jī)的數(shù)量來(lái)分析，它的煤礦機(jī)械化程度最高。美國(guó)840個(gè)井工礦幾乎全部采用連續(xù)采煤機(jī)采煤、機(jī)械化運(yùn)煤（梭車批量運(yùn)輸或帶式連續(xù)輸送）方式和頂板錨桿機(jī)支護(hù)設(shè)備。美國(guó)一半多的煤炭產(chǎn)量來(lái)自房柱式開(kāi)采工作面。

采用位置變換法時(shí)，連續(xù)采煤機(jī)在煤巷中掘進(jìn)，當(dāng)超過(guò)最后一排頂板錨桿15m時(shí)（操作人員在安全位置使用無(wú)線電遙控設(shè)備操縱連續(xù)采煤機(jī)），連續(xù)采煤機(jī)被開(kāi)進(jìn)另一條煤巷，此時(shí)使用一臺(tái)移動(dòng)式錨桿機(jī)在15m長(zhǎng)的煤巷頂板上安裝錨桿。在美國(guó)，即使是長(zhǎng)壁工作面也采用多巷掘進(jìn)系統(tǒng)，但在歐洲一般采用單巷掘進(jìn)系統(tǒng)。這是美國(guó)大量采用移動(dòng)式錨桿機(jī)的原因。

在加強(qiáng)錨桿安裝作業(yè)安全的同時(shí)，美國(guó)重點(diǎn)注意提高錨桿安裝的速度和質(zhì)量。3.2澳大利亞

澳大利亞的51座井工礦中，有34座至少擁有1個(gè)長(zhǎng)壁工作面。長(zhǎng)壁工作面采用雙巷掘進(jìn)系統(tǒng)。長(zhǎng)壁工作面采區(qū)煤巷掘進(jìn)速度滯后是影響澳大利亞煤炭工業(yè)發(fā)展的一個(gè)主要因素。每掘進(jìn)1m煤巷，安裝6根頂板錨桿和2根煤壁錨桿，每班安裝錨桿100～120根。根據(jù)不同地質(zhì)條件，安裝錨桿的根數(shù)也會(huì)變化。目前一些煤礦采用了安設(shè)有錨桿機(jī)的連續(xù)采煤機(jī)，但由于錨桿安裝速度跟不上工作面回采速度，一些煤礦逐漸采用了位置變換開(kāi)采法。3.3南非

一般地講，南非大部分井工礦煤層是硬砂巖頂板，開(kāi)采條件良好。南非57個(gè)井工礦均采用了不同的頂板錨桿安裝形式，由于地質(zhì)條件良好，錨桿安裝作業(yè)并不構(gòu)成采煤作業(yè)的“瓶頸”。為了阻止頂板巖層的局部冒落，一些煤礦安裝了嚴(yán)格的頂板巖層監(jiān)控系統(tǒng)。大部分煤礦采用了房柱式開(kāi)采方式，長(zhǎng)壁工作面所占的比重不足10%。3.4英國(guó)

英格蘭剩下的17座井工礦和蘇格蘭的Castlebridge煤礦均采用頂板錨桿作為長(zhǎng)壁工作面的主要支護(hù)方式。英國(guó)幾乎不采用房柱式開(kāi)采方式，由于開(kāi)采深度大，長(zhǎng)壁工作面采用單巷掘進(jìn)，各工作面之間留有足夠?qū)挼拿褐?。開(kāi)采深度在700～1200m的煤巷的頂板錨桿安裝密度比大部分其它西部井工礦大，一般每掘進(jìn)2.4m安裝7～12根頂板錨桿，沿每側(cè)煤壁每隔1.8m安裝2～3根錨桿。

3.5俄羅斯

俄羅斯煤炭工業(yè)正在發(fā)生重大改革和重組，一些虧損的煤礦被迫關(guān)閉。俄羅斯目前約有200座井工礦，全部采用單巷長(zhǎng)壁開(kāi)采系統(tǒng)。西伯利亞庫(kù)茲巴斯礦區(qū)的一些煤礦采用頂板錨桿（點(diǎn)固錨桿或點(diǎn)固樹(shù)脂錨桿）支護(hù)形式，錨桿長(zhǎng)度1.6～1.8m，承載能力6～8t。隨著經(jīng)驗(yàn)的積累，這種支護(hù)系統(tǒng)將不斷得到完善。但由于缺乏資金，對(duì)現(xiàn)代化錨桿支護(hù)設(shè)備的維護(hù)和改進(jìn)工作進(jìn)展非常緩慢。3.6波蘭

盡管波蘭是世界第4大井工礦煤炭生產(chǎn)國(guó)（年產(chǎn)量約120Mt，位居中國(guó)、美國(guó)和獨(dú)聯(lián)體之后），但是波蘭沒(méi)有一個(gè)煤礦將錨桿支護(hù)用作永久頂板支護(hù)技術(shù)。所有井工礦采用被動(dòng)受力的鋼型（U型鋼）支架。隨著高產(chǎn)高效長(zhǎng)壁工作面的采用，工作面端頭的U型鋼支架的緩慢拆除速度和緩慢、昂貴的采區(qū)煤巷掘進(jìn)速度嚴(yán)重阻礙了工作面的回采速度。

由于缺乏操作經(jīng)驗(yàn)、作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和地