第16卷第3期(总第100期)

2011年6月煤 矿 开 采CoalminingTechnologyVo1 16No 3(SeriesNo 100)

June 2011

煤矿预应力锚杆支护技术的发展与应用

康红普

(1 天地科技股份有限公司开采设计事业部,北京100013;

1,2

2 煤炭科学研究总院开采设计研究分院,北京100013)

[摘 要] 介绍我国煤矿巷道锚杆支护技术的发展过程,分析预应力锚杆支护作用机理与影响因素,确定锚杆预应力设计的原则是控制围岩不出现明显离层与拉应力区,得出不同锚杆的预应力取值范围,分析影响锚杆预应力的主要因素。论述预应力锚杆与锚索对支护材料的要求,介绍高强度、高延伸率锚杆与锚索材料力学性能,高预应力施加方法与机具。最后,介绍预应力锚杆与锚索支护在复杂困难巷道中的应用,包括支护形式与支护效果。指出预应力锚杆与锚索支护,必要时进行注浆加固,是一种复杂困难巷道有效的支护形式。

[关键词] 煤矿巷道;锚杆支护;锚索;预应力;发展;应用[中图分类号]TD353 6

[文献标识码]A

[文章编号]1006 6225(2011)03 0025 06

DevelopmentandApplicationofPre stressAnchoredBolt

SupportingTechnologyinCoalMine

KANGHong pu

1,2

(1 CoalMining&DesigningDepartment,TiandiScience&TechnologyCo.,Ltd,Beijing100013,China;

2 CoalMining&DesigningBranch,ChinaCoalResearchInstitute,Beijing100013,China)

Abstract:ByintroducingdevelopmentprocedureofanchoredboltsupportinginChinaandanalyzingactionmechanismandinfluencefactorsofpre stressanchoredbolt,principleofanchoredboltsupportingdesignwasconfirmedthattherewasnoobviousseparationandtensionstressareainsurroundingrock Pre stressvaluerangeofdifferentanchoredboltwasobtainedandmainfactorsinfluencingpre stresswereanalyzed Requirementofpre stressanchoredboltandropeforsupportingmaterialwasdiscussed Mechanicalpropertiesofanchoredboltwithhighstrengthandhighextensionratio,andpre stressforcingmethodandinstrumentwereintroduced Applicationofpre stressanchoredboltandropesupportinginroadwaywithcomplexconditionsincludingsupportingmodelandeffectwasintro duced Pre stressanchoredboltandrope,addinggroutingforreinforcementifnecessary,wasaneffectivesupportingmannerforroad waywithcomplexconditions.

Keywords:roadwayincoalmine;anchoredboltsupporting;anchoredrope;pre stress;development;application

我国大中型煤矿每年新掘进的巷道总长度高达10000km左右,而且80%以上是煤巷与半煤岩巷,地下巷道工程巨大。煤矿沉积岩层强度低、破碎,绝大部分煤巷受到采煤工作面动压影响。随着煤矿开采深度增加,不仅原岩应力高,而且与不断变化的采动应力叠加,导致高应力、大变形巷道所占比重很大。煤矿特殊地质环境与生产条件,决定了巷

道支护难度大,对支护技术要求高。

煤矿巷道支护经历了木支护、砌碹支护、型钢支护到锚杆支护的发展过程。国内外实践经验表明,锚杆支护是煤矿巷道经济、有效的支护技术。不仅提高了巷道支护效果,降低了巷道支护成本,而且十分有利于采煤工作面的快速推进和煤炭产量的提高

[1]

锚杆支护经历了从低强度、高强度到高预应力、强力支护的发展过程。通过不断研究、试验与推广应用,逐步认识到预应力在锚杆支护中的重要作用,预应力锚杆支护技术得到大面积推广应用。本文在介绍煤矿锚杆支护技术发展过程的基础上,论述预应力锚杆支护作用机理、预应力参数设计、预应力支护材料与施工机具,介绍预应力锚杆支护技术的应用情况。

1 煤矿锚杆支护技术的发展过程

我国煤矿从1956年开始使用锚杆支护,至今已有50多年的历史。锚杆支护首先在岩巷中应用成功,随后大力推广应用了以 三小 为代表的锚喷支护技术,使得锚喷支护成为岩巷的主要支护方式。20世纪60年代锚杆支护开始在采区巷道中

。目前,锚杆支护技术已成为我国煤矿

巷道首选的、安全高效的主要支护方式。

[收稿日期]2011-03-28

[基金项目]国家科技支撑计划项目:大断面煤巷锚杆支护技术与材料研发(2008BAB36B07)

[作者简介]康红普(1965-),男,山西五台人,研究员,博士生导师,从事巷道支护理论技术研究工作。