錨索支護技術的研究與應用

徐占彪

摘 要：隨著社會經濟的快速發展，對資源和能源的需求量也不斷加大，煤礦行業獲得了很大的發展空間，但是在煤礦生產的過程中，在安全方面和技術方面也提出了更高的要求，錨索支護技術也在煤礦的應用中起到了重要的意義。本文對錨索支護技術做了一定的概述，并分析了錨索支護的作用機理以及錨索支護技術的具體應用，進而總結了錨索支護技術的優點，具有一定的可靠性和經濟效益。

關鍵詞：錨索支護技術；應用；研究

1 概述

錨索技術是近年來在英國、澳大利亞等采礦業發達國家廣泛應用和發展的一項巷道支護技術，在較差的圍巖條件下，為提高支護強度和效果，而通常采用錨索做加強支護。在巷道交叉點、斷層帶、破碎帶和受采動影響難于支護的巷道中，都采用錨索做加強支護。我國自二十世紀六十年代引進這項技術以來發展迅速，目前在巖巷加固、邊坡治理、建筑基坑護壁等工程上均有成功的應用。在國內煤礦巷道的施工中，伴隨著錨桿支護技術的應用，錨索支護技術也等到了廣泛的應用。

2 錨索支護技術的研究

錨索是采用有一定彎曲柔性的鋼絞線通過預先鉆出的鉆孔以一定的方式錨固在圍巖深部，外露端由工作錨通過壓緊托盤 （或帶孔的鋼梁） 對圍巖進行補強的一種手段。作為一種新型可靠有效的加強支護形式，錨索在巷道支護中占有重要地位。其特點是錨固深度在承載能力高，將下部不穩定巖層錨固在上部穩定的巖層中，可靠性較大；可以施加預應力，主動支護圍巖，因而可獲得比較理想的支護加固效果，其加固范圍、支護強度、可靠性是普通錨桿支護無法比擬的。 錨索除具有普通錨桿的懸吊作用、組合梁作用、組合拱作用、楔固作用外，還具有對頂板進行深部錨固而產生強力懸吊作用，并且沿巷道縱軸線形成連續支撐點，以大預緊力減緩頂板下沉變形作用。

3 錨索支護的作用機理

錨索在支護密度較小時，主要起懸吊作用；當達到一定密度時，起的作用與錨桿相同，對煤巖體起到擠壓加固的作用。眾所周知，錨固平衡拱對巷道平衡拱外的頂板起到有效的支撐作用。由于錨索的長度、預應力、承載能力比錨桿大得多，所以錨索支護所形成的錨固平衡拱要比錨桿錨固平衡拱的承載能力大得多。普通錨桿長度受巷道高度限制，一般情況下超過2400mm時，施工就不太方便。錨索長度不受巷道限制，可達10m以上，完全能錨固到穩定巖層中，有效控制巷道頂板離層、垮落。為了能充分發揮錨索的作用，應選用不同的錨索長度。

4 錨索支護技術的應用

錨索支護技術就是將一定長度的低松弛高強度的鋼絞線配以專用錨固工具，用樹脂或水泥砂漿等錨固劑進行端部或全程錨固后，通過液壓千斤頂在其尾部施加預應力，以達到對巷道圍巖進行錨固支護的目的。

4.1 在懸吊中的應用

利用錨索高強度、深部錨固的特點，可以使頂板破碎、完整性較差的巷道，通過加打錨索，將完整性較差的頂板牢固地吊掛在穩固的直接頂或老頂上。由于斷層落差大，使綜采支架安裝接頂帶來難度，為了解決綜采支架安裝時剎頂的難度，避免綜采支架的大起大落，在切眼掘送過程中就利用錨索的懸吊作用，用圓木在斷層處進行接頂處理，使頂板趨于平緩；再如，對于大跨度、頂板完整性較差、壓力大時，可以采用桁架梁結構對頂板進行加固，就是在長的工字鋼或 U 型鋼的兩端及中間打孔，用錨索對其進行懸吊處理，從而起到控制頂板的目的，在拱形巷道，還可以通過在U 型鋼上鋪設鋼筋網后噴碹來加固頂板。

4.2 錨索預緊力的應用

由于錨索通過深部錨固后，利用液壓千斤頂的預緊作用，可以對巷道的兩幫或頂板提供較大的預應力，從而可減緩巷道兩幫及頂板的位移量。例如，在回采巷道煤巷掘進過程中，通過在巷道上幫每隔2米上下各布置一根錨固于頂板和底板巖石中的錨索，以及利用專設于巷道上幫頂板與底板處錨桿的錨固點，通過三環鏈和錨索使巷道上形成錨索的棱形網格結構，從而達到控制煤巷上幫移近量的問題。

4.3 在壓壞巷道維修的應用

壓壞的巷道一般處于礦山壓力大的地區，常規的維修方法是刷大斷面，重新支設棚式支架。由于礦山壓力大，支架根本無法承受，所以是經常多次反復維修，費用高，效果差，安全無保證。錨索支護錨固力大，錨固深度大，用于巷道維修的效果好于其它方式。原采用木棚支護經常被壓壞。采用錨索支護后，頂板下沉量明顯減少，維修量少，甚至沒有，每月可創造較大的經濟效益。

4.4 在硐室交岔點處的應用

由于硐室交岔點處斷面大，巷道跨度大，長時間巖層運動，上部巖梁很容易斷裂。采用錨索對這些地點加強支護，可充分懸吊巖梁，防止巖梁斷裂，失穩，引起冒頂事故。

5 錨索支護技術的優點

錨索支護材料體積小、重量輕，減少了輔助運輸量、運輸環節及材料消耗，減輕了工人的勞動強度。支護作業全部采用機械化快速施工，將工人從繁重的支護作業中解放出來。錨索支護的巷道在回采過程中，簡化了回采工作面端頭支護工藝，明顯改善了端頭區域維護狀況；保證了安全生產，有利于工作面的快速掘進，為礦井高產高效創造了良好的條件；同時在頂板管理、通風防滅火及輔助運輸等方面減少或消除了安全隱患，極大地改善了安全生產環境。

6 總結

錨索具有支護強度大、支護范圍廣等優勢，一般需要和其它支護形式構成復合支護形式，不同的支護相互配合，取長補短，將起到事半功倍的效果。其具有柔性特點使圍巖釋放部分應力，又能充分發揮自身強度，與圍巖共同作用，使得支護結構安全穩定。充分發揮錨索的支護作用，將會有效地控制圍巖，降低礦井開采的成本。

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