河南豪鉆為您探(tan)討錨(mao)桿(gan)支護的(de)理論(lun)探(tan)討：

一、力學作用

錨桿(gan)的力學作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)(yong)主要(yao)有懸(xuan)吊(diao)作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)(yong) 、 組合(he)梁作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)(yong) 、 組合(he)拱作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)(yong)、減跨(kua)作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)(yong) 、加固作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)(yong)。

二、理論分類

1、懸吊理論

1952~1962年路易斯 阿·帕內科(ke)(Louis A·Panek)等發(fa)表了懸(xuan)吊理論(lun)，懸(xuan)吊理論(lun)認為錨(mao)(mao)桿支護的(de)(de)(de)(de)(de)作用(yong)就(jiu)是(shi)將(jiang)巷(xiang)(xiang)(xiang)道(dao)頂(ding)板(ban)(ban)較軟弱(ruo)巖(yan)層(ceng)(ceng)懸(xuan)吊在(zai)上部(bu)穩固(gu)的(de)(de)(de)(de)(de)巖(yan)層(ceng)(ceng)上。對(dui)于回采巷(xiang)(xiang)(xiang)道(dao)揭露(lu)的(de)(de)(de)(de)(de)層(ceng)(ceng)狀巖(yan)體，直接頂(ding)板(ban)(ban)均有(you)(you)彎(wan)曲下沉(chen)變(bian)形趨(qu)勢，如果使用(yong)錨(mao)(mao)桿及(ji)(ji)時(shi)(shi)將(jiang)其(qi)擠壓，并懸(xuan)吊在(zai)老(lao)頂(ding)上，直接頂(ding)板(ban)(ban)就(jiu)不會與(yu)老(lao)頂(ding)離(li)層(ceng)(ceng)乃至脫(tuo)落。錨(mao)(mao)桿的(de)(de)(de)(de)(de)懸(xuan)吊作用(yong)主要取決于所懸(xuan)吊的(de)(de)(de)(de)(de)巖(yan)層(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)(de)(de)厚(hou)度(du)，層(ceng)(ceng)數及(ji)(ji)巖(yan)層(ceng)(ceng)彎(wan)曲時(shi)(shi)相對(dui)的(de)(de)(de)(de)(de)剛度(du)與(yu)彈性(xing)模(mo)量，還受錨(mao)(mao)桿長度(du)、密度(du)及(ji)(ji)強度(du)等因素的(de)(de)(de)(de)(de)影響。這(zhe)一(yi)(yi)理論(lun)提出(chu)的(de)(de)(de)(de)(de)較早，滿足其(qi)前提條(tiao)件時(shi)(shi)，有(you)(you)一(yi)(yi)定(ding)的(de)(de)(de)(de)(de)實用(yong)價值。但(dan)是(shi)大量的(de)(de)(de)(de)(de)工(gong)程實踐證明，即使巷(xiang)(xiang)(xiang)道(dao)上部(bu)沒(mei)有(you)(you)穩固(gu)的(de)(de)(de)(de)(de)巖(yan)層(ceng)(ceng)，錨(mao)(mao)桿亦能發(fa)揮支護作用(yong)。例如，在(zai)全煤(mei)巷(xiang)(xiang)(xiang)道(dao)中(zhong)，錨(mao)(mao)桿就(jiu)錨(mao)(mao)固(gu)在(zai)煤(mei)層(ceng)(ceng)中(zhong)也能達到(dao)支護的(de)(de)(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)(de)(de)，說明這(zhe)一(yi)(yi)理論(lun)有(you)(you)局限性(xing)。

2、組合梁理論

組(zu)合梁理(li)論(lun)(lun)認為(wei)巷(xiang)(xiang)道頂(ding)板中存在(zai)著(zhu)若干分層(ceng)(ceng)的層(ceng)(ceng)狀頂(ding)板，可看作是由(you)巷(xiang)(xiang)道兩(liang)幫(bang)作為(wei)支(zhi)點的一(yi)種梁，這種巖(yan)梁支(zhi)承其(qi)上(shang)部的巖(yan)層(ceng)(ceng)載荷。使用錨桿將各(ge)層(ceng)(ceng)“裝訂”成一(yi)個整體(ti)的組(zu)合梁，防止巖(yan)石沿(yan)層(ceng)(ceng)面(mian)滑動(dong)，避(bi)免各(ge)巖(yan)層(ceng)(ceng)出(chu)現離層(ceng)(ceng)現象。在(zai)上(shang)覆巖(yan)層(ceng)(ceng)荷載作用下，這種較厚的組(zu)合梁比(bi)單純的迭加梁，其(qi)最大(da)彎曲應變和應力將大(da)大(da)減小，撓度亦(yi)減小。而且各(ge)層(ceng)(ceng)間摩擦阻力愈(yu)大(da)，整體(ti)強度愈(yu)大(da)，補(bu)強效(xiao)果(guo)愈(yu)好。但是，這種理(li)論(lun)(lun)在(zai)處理(li)巖(yan)層(ceng)(ceng)沿(yan)巷(xiang)(xiang)道縱(zong)向(xiang)有裂縫(feng)時(shi)梁的連續(xu)性問(wen)題(ti)和梁的抗彎強度問(wen)題(ti)時(shi)有一(yi)定的局(ju)限(xian)性。

3、組合拱理論

組(zu)合(he)拱(gong)理論是由蘭(lan)氏(T A Lang)和彭德(Pender)通過光彈試(shi)驗提(ti)出來的(de)(de)(de)(de)。組(zu)合(he)拱(gong)原理認為(wei)，在(zai)拱(gong)形(xing)巷(xiang)道圍(wei)巖(yan)的(de)(de)(de)(de)破裂區中，安裝預應(ying)力(li)錨桿(gan)時，在(zai)桿(gan)體(ti)兩端將形(xing)成圓錐(zhui)形(xing)分布(bu)(bu)的(de)(de)(de)(de)壓應(ying)力(li)，如果沿巷(xiang)道周(zhou)邊布(bu)(bu)置(zhi)的(de)(de)(de)(de)錨桿(gan)間距足夠(gou)小(xiao)，各個錨桿(gan)的(de)(de)(de)(de)壓應(ying)力(li)維體(ti)相互交錯(cuo)，這樣使巷(xiang)道周(zhou)圍(wei)的(de)(de)(de)(de)巖(yan)層形(xing)成一種連續的(de)(de)(de)(de)組(zu)合(he)帶(拱(gong))。

這個組(zu)合(he)拱可承受(shou)上部巖(yan)(yan)石的(de)徑(jing)向載(zai)荷，如同碹體(ti)起到巖(yan)(yan)層補強的(de)作(zuo)用，承載(zai)外圍(wei)的(de)壓力(li)。組(zu)合(he)拱理論的(de)不足(zu)是缺乏對被加(jia)固巖(yan)(yan)體(ti)本身(shen)力(li)學(xue)行為(wei)的(de)進一步探討(tao)，與(yu)實際情況有一定(ding)差距，在分析過程中沒深入(ru)探索圍(wei)巖(yan)(yan) —支護的(de)相互作(zuo)用。

4、水平應力理論

澳(ao)大(da)利亞學者蓋爾(er)(W J Gale)在20世紀90年代初提出(chu)了最(zui)大(da)水(shui)(shui)平(ping)(ping)(ping)(ping)應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)理論。該(gai)理論認為:礦井巖層的(de)水(shui)(shui)平(ping)(ping)(ping)(ping)應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)一(yi)般是垂(chui)直(zhi)應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)1. 3～2. 0倍(bei)。而(er)且(qie)水(shui)(shui)平(ping)(ping)(ping)(ping)應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)具有方(fang)向(xiang)性(xing)，最(zui)大(da)水(shui)(shui)平(ping)(ping)(ping)(ping)應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)一(yi)般為最(zui)小(xiao)水(shui)(shui)平(ping)(ping)(ping)(ping)應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)的(de)1. 5～2. 5倍(bei)。巷(xiang)(xiang)道(dao)頂(ding)底(di)板的(de)穩(wen)定(ding)性(xing)主要受(shou)水(shui)(shui)平(ping)(ping)(ping)(ping)應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)影響，且(qie)有三個特(te)點: ①與最(zui)大(da)水(shui)(shui)平(ping)(ping)(ping)(ping)應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)平(ping)(ping)(ping)(ping)行的(de)巷(xiang)(xiang)道(dao)受(shou)水(shui)(shui)平(ping)(ping)(ping)(ping)應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)影響最(zui)小(xiao)，頂(ding)底(di)板穩(wen)定(ding)性(xing)最(zui)好; ②與最(zui)大(da)水(shui)(shui)平(ping)(ping)(ping)(ping)應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)呈(cheng)銳角相交的(de)巷(xiang)(xiang)道(dao)。其頂(ding)板變形破(po)壞偏向(xiang)巷(xiang)(xiang)道(dao)某一(yi)幫; ③與最(zui)大(da)水(shui)(shui)平(ping)(ping)(ping)(ping)應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)垂(chui)直(zhi)的(de)巷(xiang)(xiang)道(dao)，頂(ding)底(di)板穩(wen)定(ding)性(xing)最(zui)差。

最大(da)水平應(ying)力(li)理(li)論，論述了(le)巷(xiang)道圍巖水平應(ying)力(li)對巷(xiang)道穩定性的(de)影響以及錨桿(gan)支護(hu)所起(qi)的(de)作用。在最大(da)水平應(ying)力(li)作用下(xia)，巷(xiang)道頂底板巖層(ceng)發生(sheng)剪(jian)切破壞(huai)，因而會(hui)出現錯動與松動引(yin)起(qi)層(ceng)間膨脹，造成圍巖變(bian)形(xing)。錨桿(gan)所起(qi)的(de)作用是約束(shu)其沿軸(zhou)向巖層(ceng)膨脹和垂直于軸(zhou)向的(de)巖層(ceng)剪(jian)切錯動，因此要(yao)求具備有強度大(da)、剛度大(da)、抗(kang)剪(jian)阻力(li)大(da)的(de)高強錨桿(gan)支護(hu)系統。

5、支護優點

錨桿(gan)支護(hu)是通過圍巖內部(bu)的(de)(de)(de)錨桿(gan)改變(bian)圍巖本身的(de)(de)(de)力學狀態(tai)，在巷(xiang)道周圍形(xing)成(cheng)一(yi)個整(zheng)體而又(you)穩定的(de)(de)(de)巖石帶，利(li)用錨桿(gan)與圍巖共同作用，達到維(wei)護(hu)巷(xiang)道穩定的(de)(de)(de)目(mu)的(de)(de)(de)。它是一(yi)種積(ji)極(ji)防御的(de)(de)(de)支護(hu)方法，是礦山支護(hu)的(de)(de)(de)重大變(bian)革。

錨桿不(bu)(bu)但支(zhi)護效(xiao)果(guo)好，且(qie)用料省(sheng)、施工(gong)簡單、有利于機械化操作、施工(gong)速(su)度快。但是(shi)錨桿不(bu)(bu)能(neng)封閉圍(wei)(wei)巖(yan)，防止圍(wei)(wei)巖(yan)風化；不(bu)(bu)能(neng)防止各錨桿之(zhi)間(jian)裂(lie)隙巖(yan)石的剝(bo)落。

三、錨桿類型

錨(mao)桿有木錨(mao)桿、金(jin)屬錨(mao)桿、水(shui)泥錨(mao)桿和樹脂錨(mao)桿等(deng)類(lei)型。

（一(yi)）金屬倒楔式錨桿

由桿體、固定(ding)楔、活(huo)動倒(dao)楔、墊板和螺帽組(zu)成(cheng)。

（二）鋼(gang)筋(jin)或鋼(gang)絲繩砂漿錨桿

1.鋼筋砂漿錨桿

2.鋼絲繩砂漿錨桿

（三）樹脂錨桿

（四）快硬水泥錨桿

（五）快硬膨(peng)脹水泥錨桿

（六）管縫式錨桿

設計要求

（一）按加固拱(gong)原理確定錨桿參(can)數

（二）按懸吊理論計算參(can)數

（三）錨桿的布置

1.巷(xiang)頂錨(mao)(mao)(mao)桿(gan)(gan)布(bu)置：錨(mao)(mao)(mao)桿(gan)(gan)按梅花型排列；中(zhong)間排錨(mao)(mao)(mao)桿(gan)(gan)布(bu)置在巷(xiang)頂中(zhong)心(xin)線上，兩(liang)邊錨(mao)(mao)(mao)桿(gan)(gan)距巷(xiang)頂輪廓(kuo)線200～300㎜，錨(mao)(mao)(mao)桿(gan)(gan)間距一般(ban)為0.5~1.2m；錨(mao)(mao)(mao)桿(gan)(gan)角度(du)：中(zhong)間排錨(mao)(mao)(mao)桿(gan)(gan)與水平(ping)(ping)面角度(du)成(cheng)90°夾角，兩(liang)邊錨(mao)(mao)(mao)桿(gan)(gan)與水平(ping)(ping)面成(cheng)70°夾角。中(zhong)間排錨(mao)(mao)(mao)桿(gan)(gan)距磧(qi)頭距不大于(yu)1.0m，兩(liang)邊錨(mao)(mao)(mao)桿(gan)(gan)距磧(qi)頭距不大于(yu)2.0m。

2.巷幫錨桿(gan)布(bu)置：錨桿(gan)按“丁”字型排列；錨桿(gan)間距一般不大于1.2m。