影响锚杆锚固效果的因素分析

影响锚杆锚固效果的因素分析

陈建明

(河南煤化集团永煤公司陈四楼煤矿,河南 永城 476600)

摘 要:本文将介绍锚杆支护作用机理,并主要分析锚杆支护参数设计的合理性、锚固剂的使用、施工方式的不同和施工质量等因素对粘结式预应力锚杆锚固效果的影响,同时就各影响因素提些建议。

关键词:锚杆;锚固;锚固力;锚固效果;预应力

为了提高锚杆的锚固效果,现对影响锚杆锚固效果的因素进行剖析,为进一步提高锚杆

[1]支护效果奠定基础。锚杆是锚固在岩体内维护围岩稳定的杆状结构物。锚固力是指锚杆的

锚固部分或杆体在拉拔试验时,所能承受的极限荷载,通常而言,是指岩体的抗剪强度、锚杆抗拉强度、锚固剂对锚杆的握裹力和锚杆杆体锚固剂与岩体之间极限侧阻力中的最小值。本文主要从锚杆支护参数设计的合理性、锚固剂的使用、施工方式的不同和施工质量等方面进行分析。

1、锚杆支护的作用机理

地质条件和巷道围岩状态不同,锚杆支护的作用机理也不尽相同,经典的锚杆作用机理有悬吊理论、组合梁(拱)理论、最大水平应力理论和围岩强度强化理论。目前的支护理论主要强调锚杆与围岩共同作用,共同变形,由于锚杆的刚度远大于围岩,因此当锚杆对围岩施加作用时,一方面改善围岩应力状态,另一方面增强裂隙岩体间挤压作用,从而提高围岩抗剪、抗压强度,进而提高了围岩自承能力。

锚杆对岩体的加固作用比较复杂,具体来说,锚杆支护的作用主要有:

1)悬吊作用。即把破碎欲脱落的岩石或软弱围岩,悬吊于深部完整坚硬的围岩上。

2)组合梁作用。即指把层状岩体连在一起,使层理间的摩擦阻力增大形成组合梁。

3)固结抗滑作用。即指锚杆将可能沿某一软弱结构面滑动的岩土体同相对稳定的岩土体联合在一起,并通过施加预应力增加滑动体与相对稳定体滑动面之间的摩擦力,提高其抗滑力的作用。

4)对于块状结构或碎裂结构围岩,通过系统地布置锚杆加固,可提高结构面的抗剪强度,使巷道表面一定范围内的岩体形成加筋结构,保持岩块间的镶嵌、咬合、联锁效应,形成既能维持自身稳定,又能组织加固体上部围岩的振动和变形的加固拱,起到加固拱的作用。

[2]

2、锚杆支护参数设计不合理性

锚杆支护参数较多,现分析几个主要的参数:锚杆长度、锚杆安装角度、锚固长度、锚杆间排距和锚杆预紧力矩等。

顶锚杆长度主要通过悬吊理论来计算,帮锚杆长度的选择参照顶锚杆。在设计过程中,由于对地质条件把握不清等因素,导致锚杆长度设计不合理,不利于锚杆锚固效果的发挥。锚杆过短,锚杆不能锚入稳定岩体或者锚入稳定岩体的深度不够,达不到被锚固巷道所需要的锚固强度,巷道变形较大。锚杆过长,会造成材料浪费,加大运输和施工难度,影响施工

效果。

锚固长度的设计取决于围岩性质,被支护岩体的重量和锚杆的抗拉强度和预紧力等,在锚杆抗拉强度满足要求,所要支护岩体重量一定时,锚固长度主要取决于围岩的抗剪强度和锚杆设计预紧力。

锚杆安装角度不对,直接导致锚杆不能锚入稳定的岩体当中,锚固端岩体不能承受被支护岩体对它的作用力,达不到锚固的效果。另外,锚杆角度的变化也会增加锚杆对岩体剪力,使岩体发生剪切破坏。

锚杆间排距的设计对锚杆锚固效果影响较大,间排距过小可能会出现群锚效应,造成围岩破坏,降低锚固效果;间排距过大,则会对粒径较小的破碎岩体起不到支护作用,锚固效果不能得以发挥。锚杆间排距的选择,取决于围岩的稳定程度、破碎程度,锚杆的长度,以及围岩承受荷载的能力。岩体不稳定时,应适当减小锚杆间排距;岩体较为稳定,整体性较好时,可酌情放大间排距,但不能大于锚杆的锚固半径。根据美国人Lang 用碎石进行实验,把碎石加固成一板体时,垫板间的净距小于碎石的平均粒径的3倍时,板体是稳定的,所以

[2]当岩块相互咬合时,按平均裂隙间距的3倍左右布置锚杆,是比较安全的。

锚杆预紧力的设计取决于所要支护岩体的重量,锚杆的强度和巷道断面等。预应力锚杆主要是给予围岩以主动支撑,围岩支护后的稳定状态取决于锚杆预紧力和围岩的自承能力的合力,设计时要考虑到二者协同受力问题。设计值亦不能大于锚杆的抗拉强度,通常要保证锚杆不被拉断,所以二者之间要有一个安全系数。巷道的断面形状不同,围岩的自承能力也不尽相同,一般而言,直墙半圆拱巷道的自承能力相对较强,锚杆预紧力设计值可适当放小,矩形和梯形断面的自承能力相对较弱,预紧力要相对大些。

3、锚固剂性质对锚杆锚固效果的影响

锚固剂又称作胶泥,由不饱和高分子聚酯树脂、固化剂、填充材料等配比组成,可分为油基锚固剂和水基锚固剂两种。有很多因素会影响锚固效果,通常通过其他物质对锚固剂影响,从而降低锚固力,间接影响锚杆的锚固效果。

[3]1)油脂对锚固剂的影响。树脂锚固剂不溶于油脂,由于锚杆杆体表面制造过程中被

油脂污染,降低锚固剂的粘结强度,从而降低锚固效果,或造成锚固失效。因此,应该严格控制锚杆杆体上的油脂含量。

[4]2)水对树脂锚固剂的影响。树脂锚固剂是一种不溶于水的化学物质,当锚固剂中混

入水后,在固化过程中,水因重力作用从胶泥中渗出,使固化体中形成很多大小不等的细小气孔,这种气孔减少了锚固剂抗拉强度、抗弯强度、弹性模量和粘结力,从而降低了锚杆的锚固力。在施工过程中,要尽量避免水对锚固剂影响。

3)煤、岩粉对锚固剂的影响。煤粉、岩粉跟锚固剂不能互溶,使锚固剂与锚固岩体隔开,降低侧阻力,降低锚固效果。煤、岩粉的掺入也会使锚固剂本身的化学反应不能有效进行,使得锚固剂的粘结力下降。

4)搅拌时间。树脂锚固剂充分搅拌后进行化学反应,并随着逐渐固化,体积有微量收缩,伴随着放热现象,在开始固化瞬间,

锚固剂不能受外力搅拌,否则会彻底破坏了锚固剂的力学性能,形成碎砾状固化颗粒,没有粘结力,造成锚固失效。若搅拌时间不足,锚固剂搅拌不均匀,反应不充分,粘结力不能得以充分发挥,或者包装外皮没有被搅碎,隔在锚固剂与岩体之间,降低了锚固剂与锚固岩体之间的侧阻力。各种锚固剂搅拌和等待时间见表

[5]2-1。

锚固剂搅拌和等待时间见表2-1

5)锚固剂数量对锚固效果的影响。根据设计预紧力可以算出锚固长度,再通过锚固长度换算出锚固剂的数量。一般而言,锚固剂数量较多,锚固长度较长,锚固力较大,锚固效果相对较好。锚固剂数量的计算公式如下:

X——锚固长度; D——锚固剂直径;

D 1——钻孔直径; D2——锚杆直径;

L ——锚固剂长度; M——锚固剂数量。

4、施工方式对锚杆锚固效果的影响

施工过程中,工具规格型号的选择,以及与支护料之间的搭配都会对锚杆的锚固效果产生很大的影响。

1)锚固剂直径、钻头直径和锚杆直径,三径匹配程度。

三径不匹配,锚杆的锚固长度、锚杆和围岩的结合程度就会偏离设计值,降低锚杆的锚

[3]固力,降低锚杆的锚固效果,围岩来压时,甚至会造成锚杆失效。

钻孔直径过大,搅拌时锚固剂从钻孔中流出,造成锚固剂固化疏松,降低粘结强度,减小锚固力。考虑锚固段岩性、环境温度、湿度及施工质量等因素,锚杆钻孔直径与杆体直径

[1]一般相差6-10mm 。钻孔直径过小,锚杆对锚固剂搅拌困难,难以推进药卷至钻孔底,甚至

途中固化。

锚杆直径相对锚固剂直径过小,锚杆不能将锚固剂推到孔底,或锚杆穿入锚固剂中,不能将锚固剂搅拌均匀,不能发生充分的化学反应,降低粘结力。锚固剂包装外皮不能被搅破,使得锚固剂不能跟锚固岩体充分结合,降低了锚固剂与锚固岩体之间的侧阻力。锚固剂直径

[5]与锚杆直径搭配表见表2-2。

表2-2锚固剂直径与锚杆直径搭配表

2)钻杆长度与钻杆直径的匹配程度。

随着支护的需要,锚杆的直径和长度都在不断的增加,钻头的直径也在加大,钻杆长度在增加,但是钻杆的直径一直保持平稳,没有做相应的调整。在施工时,由于钻头大,阻力大,钻杆较长,挠度较大,绕动也较大,使得所打钻孔比实际设计要大。钻孔直径偏离设计值,三径不匹配,进而影响锚杆的锚固效果。同时,钻孔直径大,钻杆直径小,不能有效地将钻孔内的煤岩粉带出,影响锚固剂的粘结力和锚固剂与锚固岩体之间的侧阻力,影响锚固

效果。

3)干式打眼和湿式打眼对锚杆锚固效果影响也是不同的,干式打眼会导致孔内残留较多煤岩粉,影响锚固剂的使用效果,进而影响锚固效果。湿式打眼相对干式打眼要好一些,但是要保证孔内不能积太多的水,以避免水对锚固剂的影响。所以,在施工过程中建议使用湿式打眼,并且采用压风吹孔,保证锚固效果。

5、施工质量对锚杆锚固效果的影响

现场施工质量对锚杆锚固效果的影响形式较多,下面重点分析预紧力、钻孔深度、钻孔清理和钢带托盘不贴岩面的情况。

1)预紧力并不是越大越好,一方面围岩的抗剪强度是有限的,预紧力过大会导致锚固岩体破坏而使锚杆失效,另一方面锚杆长期在过大的预紧力下工作,容易产生疲劳,最终随周围荷载的变化而破坏。预紧力小于设计值允许百分数值,则起不到预应力锚杆的作用,支护由原设计的主动支护,变为被动支护,巷道变形较大。

2)钻孔深度不够往往会使锚杆外露超长,外面螺母没有拧在丝杆上,导致预紧力不够,或者预紧力随时间变化大,卸去预应力,达不到预应力锚杆的锚固效果。锚杆锚入稳定岩体的长度变短,使得锚固力下降。

3)钢带和锚杆托盘不贴岩面,通常通过背垫木板等方法来处理,预紧力暂时达到要求,随着时间的推移和围岩应力的变化,会使木板等松动、破坏,使锚杆失去预应力,失去锚杆的主动支撑作用。在施工中要尽量避免这种情况,如实在不能避免,一定要保证背紧垫实。

4)在施工中,钻孔清理是不可少的工艺,如果不清理钻孔,使钻孔内积有煤岩粉和水,会使锚杆的锚固效果大打折扣。

6、锚杆、锚索协同受力 煤矿井下巷道多采用预应力锚索和预应力锚杆共同支护的情况,在这种支护中,锚杆和锚索之间有相互的影响,通常对锚杆的影响较大。

锚索的锚固半径较大,预紧力也较大,在锚杆周围施工锚索,通常会导致锚杆的预紧力下降。锚杆再次预紧后锚固效果下降,锚索长期在较大的预紧力下工作,容易疲劳而破坏,最终导致支护失效。另外,锚索张拉过紧,可能会导致围岩卸去自承力,导致对围岩结构和性质不能很好的利用。

所以,在施工过程中,要做到两者协调受力,锚索张拉达到设计预紧力值即可,如果锚杆的预紧力发生变化,需再次预紧,并达到设计要求,让锚索、锚杆和围岩三者共同承受不稳定岩体的重量。

7、总 结

由于锚杆支护受多种因素影响,为提高预应力锚杆的锚固效果,设计时不仅要考虑地质构造,还要考虑外在因素影响和围岩性质,保证设计合理、可靠。各种施工工具和施工方式的选择要跟上设计的步伐,全面了解锚固剂的性质,杜绝由于对锚固剂性质不了解造成的影响。在施工中,尽量杜绝不按设计要求施工的不良习惯和作风,提高管理水平,提高施工质量。

参考文献

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

钱鸣高, 石平五 编著. 矿山压力与岩层控制[M]. 徐州: 中国矿业大学出版社, 2003. 夏柏如, 谢建清, 王贵和 编著. 岩土锚固技术与支挡工程[M]. 北京: 中国地质出版社, 1997. 张海君, 王 平, 曹伟康 . 锚杆锚固失效因素分析[J]. 矿冶工程, 2009. 宋根祥, 张 盛, 勾攀峰 等. 水对树脂锚杆锚固力的影响性分析[C]. 矿冶工程, 2005, 25(5): 11-14. MT146.1-2002. 树脂锚杆锚固剂[S].

作者简介:陈建明,男,汉族,1989年生,甘肃甘谷人,助理工程师,2011年取得中国地质大学(北京)土木工程专业学士学位,现从事矿建工作。

联系方式:[1**********]

联系地址:河南省永城市陈四楼煤矿综掘二队 邮编:476600

影响锚杆锚固效果的因素分析

陈建明

(河南煤化集团永煤公司陈四楼煤矿,河南 永城 476600)

摘 要:本文将介绍锚杆支护作用机理,并主要分析锚杆支护参数设计的合理性、锚固剂的使用、施工方式的不同和施工质量等因素对粘结式预应力锚杆锚固效果的影响,同时就各影响因素提些建议。

关键词:锚杆;锚固;锚固力;锚固效果;预应力

为了提高锚杆的锚固效果,现对影响锚杆锚固效果的因素进行剖析,为进一步提高锚杆

[1]支护效果奠定基础。锚杆是锚固在岩体内维护围岩稳定的杆状结构物。锚固力是指锚杆的

锚固部分或杆体在拉拔试验时,所能承受的极限荷载,通常而言,是指岩体的抗剪强度、锚杆抗拉强度、锚固剂对锚杆的握裹力和锚杆杆体锚固剂与岩体之间极限侧阻力中的最小值。本文主要从锚杆支护参数设计的合理性、锚固剂的使用、施工方式的不同和施工质量等方面进行分析。

1、锚杆支护的作用机理

地质条件和巷道围岩状态不同,锚杆支护的作用机理也不尽相同,经典的锚杆作用机理有悬吊理论、组合梁(拱)理论、最大水平应力理论和围岩强度强化理论。目前的支护理论主要强调锚杆与围岩共同作用,共同变形,由于锚杆的刚度远大于围岩,因此当锚杆对围岩施加作用时,一方面改善围岩应力状态,另一方面增强裂隙岩体间挤压作用,从而提高围岩抗剪、抗压强度,进而提高了围岩自承能力。

锚杆对岩体的加固作用比较复杂,具体来说,锚杆支护的作用主要有:

1)悬吊作用。即把破碎欲脱落的岩石或软弱围岩,悬吊于深部完整坚硬的围岩上。

2)组合梁作用。即指把层状岩体连在一起,使层理间的摩擦阻力增大形成组合梁。

3)固结抗滑作用。即指锚杆将可能沿某一软弱结构面滑动的岩土体同相对稳定的岩土体联合在一起,并通过施加预应力增加滑动体与相对稳定体滑动面之间的摩擦力,提高其抗滑力的作用。

4)对于块状结构或碎裂结构围岩,通过系统地布置锚杆加固,可提高结构面的抗剪强度,使巷道表面一定范围内的岩体形成加筋结构,保持岩块间的镶嵌、咬合、联锁效应,形成既能维持自身稳定,又能组织加固体上部围岩的振动和变形的加固拱,起到加固拱的作用。

[2]

2、锚杆支护参数设计不合理性

锚杆支护参数较多,现分析几个主要的参数:锚杆长度、锚杆安装角度、锚固长度、锚杆间排距和锚杆预紧力矩等。

顶锚杆长度主要通过悬吊理论来计算,帮锚杆长度的选择参照顶锚杆。在设计过程中,由于对地质条件把握不清等因素,导致锚杆长度设计不合理,不利于锚杆锚固效果的发挥。锚杆过短,锚杆不能锚入稳定岩体或者锚入稳定岩体的深度不够,达不到被锚固巷道所需要的锚固强度,巷道变形较大。锚杆过长,会造成材料浪费,加大运输和施工难度,影响施工

效果。

锚固长度的设计取决于围岩性质,被支护岩体的重量和锚杆的抗拉强度和预紧力等,在锚杆抗拉强度满足要求,所要支护岩体重量一定时,锚固长度主要取决于围岩的抗剪强度和锚杆设计预紧力。

锚杆安装角度不对,直接导致锚杆不能锚入稳定的岩体当中,锚固端岩体不能承受被支护岩体对它的作用力,达不到锚固的效果。另外,锚杆角度的变化也会增加锚杆对岩体剪力,使岩体发生剪切破坏。

锚杆间排距的设计对锚杆锚固效果影响较大,间排距过小可能会出现群锚效应,造成围岩破坏,降低锚固效果;间排距过大,则会对粒径较小的破碎岩体起不到支护作用,锚固效果不能得以发挥。锚杆间排距的选择,取决于围岩的稳定程度、破碎程度,锚杆的长度,以及围岩承受荷载的能力。岩体不稳定时,应适当减小锚杆间排距;岩体较为稳定,整体性较好时,可酌情放大间排距,但不能大于锚杆的锚固半径。根据美国人Lang 用碎石进行实验,把碎石加固成一板体时,垫板间的净距小于碎石的平均粒径的3倍时,板体是稳定的,所以

[2]当岩块相互咬合时,按平均裂隙间距的3倍左右布置锚杆,是比较安全的。

锚杆预紧力的设计取决于所要支护岩体的重量,锚杆的强度和巷道断面等。预应力锚杆主要是给予围岩以主动支撑,围岩支护后的稳定状态取决于锚杆预紧力和围岩的自承能力的合力,设计时要考虑到二者协同受力问题。设计值亦不能大于锚杆的抗拉强度,通常要保证锚杆不被拉断,所以二者之间要有一个安全系数。巷道的断面形状不同,围岩的自承能力也不尽相同,一般而言,直墙半圆拱巷道的自承能力相对较强,锚杆预紧力设计值可适当放小,矩形和梯形断面的自承能力相对较弱,预紧力要相对大些。

3、锚固剂性质对锚杆锚固效果的影响

锚固剂又称作胶泥,由不饱和高分子聚酯树脂、固化剂、填充材料等配比组成,可分为油基锚固剂和水基锚固剂两种。有很多因素会影响锚固效果,通常通过其他物质对锚固剂影响,从而降低锚固力,间接影响锚杆的锚固效果。

[3]1)油脂对锚固剂的影响。树脂锚固剂不溶于油脂,由于锚杆杆体表面制造过程中被

油脂污染,降低锚固剂的粘结强度,从而降低锚固效果,或造成锚固失效。因此,应该严格控制锚杆杆体上的油脂含量。

[4]2)水对树脂锚固剂的影响。树脂锚固剂是一种不溶于水的化学物质,当锚固剂中混

入水后,在固化过程中,水因重力作用从胶泥中渗出,使固化体中形成很多大小不等的细小气孔,这种气孔减少了锚固剂抗拉强度、抗弯强度、弹性模量和粘结力,从而降低了锚杆的锚固力。在施工过程中,要尽量避免水对锚固剂影响。

3)煤、岩粉对锚固剂的影响。煤粉、岩粉跟锚固剂不能互溶,使锚固剂与锚固岩体隔开,降低侧阻力,降低锚固效果。煤、岩粉的掺入也会使锚固剂本身的化学反应不能有效进行,使得锚固剂的粘结力下降。

4)搅拌时间。树脂锚固剂充分搅拌后进行化学反应,并随着逐渐固化,体积有微量收缩,伴随着放热现象,在开始固化瞬间,

锚固剂不能受外力搅拌,否则会彻底破坏了锚固剂的力学性能,形成碎砾状固化颗粒,没有粘结力,造成锚固失效。若搅拌时间不足,锚固剂搅拌不均匀,反应不充分,粘结力不能得以充分发挥,或者包装外皮没有被搅碎,隔在锚固剂与岩体之间,降低了锚固剂与锚固岩体之间的侧阻力。各种锚固剂搅拌和等待时间见表

[5]2-1。

锚固剂搅拌和等待时间见表2-1

5)锚固剂数量对锚固效果的影响。根据设计预紧力可以算出锚固长度,再通过锚固长度换算出锚固剂的数量。一般而言,锚固剂数量较多,锚固长度较长,锚固力较大,锚固效果相对较好。锚固剂数量的计算公式如下:

X——锚固长度; D——锚固剂直径;

D 1——钻孔直径; D2——锚杆直径;

L ——锚固剂长度; M——锚固剂数量。

4、施工方式对锚杆锚固效果的影响

施工过程中,工具规格型号的选择,以及与支护料之间的搭配都会对锚杆的锚固效果产生很大的影响。

1)锚固剂直径、钻头直径和锚杆直径,三径匹配程度。

三径不匹配,锚杆的锚固长度、锚杆和围岩的结合程度就会偏离设计值,降低锚杆的锚

[3]固力,降低锚杆的锚固效果,围岩来压时,甚至会造成锚杆失效。

钻孔直径过大,搅拌时锚固剂从钻孔中流出,造成锚固剂固化疏松,降低粘结强度,减小锚固力。考虑锚固段岩性、环境温度、湿度及施工质量等因素,锚杆钻孔直径与杆体直径

[1]一般相差6-10mm 。钻孔直径过小,锚杆对锚固剂搅拌困难,难以推进药卷至钻孔底,甚至

途中固化。

锚杆直径相对锚固剂直径过小,锚杆不能将锚固剂推到孔底,或锚杆穿入锚固剂中,不能将锚固剂搅拌均匀,不能发生充分的化学反应,降低粘结力。锚固剂包装外皮不能被搅破,使得锚固剂不能跟锚固岩体充分结合,降低了锚固剂与锚固岩体之间的侧阻力。锚固剂直径

[5]与锚杆直径搭配表见表2-2。

表2-2锚固剂直径与锚杆直径搭配表

2)钻杆长度与钻杆直径的匹配程度。

随着支护的需要,锚杆的直径和长度都在不断的增加,钻头的直径也在加大,钻杆长度在增加,但是钻杆的直径一直保持平稳,没有做相应的调整。在施工时,由于钻头大,阻力大,钻杆较长,挠度较大,绕动也较大,使得所打钻孔比实际设计要大。钻孔直径偏离设计值,三径不匹配,进而影响锚杆的锚固效果。同时,钻孔直径大,钻杆直径小,不能有效地将钻孔内的煤岩粉带出,影响锚固剂的粘结力和锚固剂与锚固岩体之间的侧阻力,影响锚固

效果。

3)干式打眼和湿式打眼对锚杆锚固效果影响也是不同的,干式打眼会导致孔内残留较多煤岩粉,影响锚固剂的使用效果,进而影响锚固效果。湿式打眼相对干式打眼要好一些,但是要保证孔内不能积太多的水,以避免水对锚固剂的影响。所以,在施工过程中建议使用湿式打眼,并且采用压风吹孔,保证锚固效果。

5、施工质量对锚杆锚固效果的影响

现场施工质量对锚杆锚固效果的影响形式较多,下面重点分析预紧力、钻孔深度、钻孔清理和钢带托盘不贴岩面的情况。

1)预紧力并不是越大越好,一方面围岩的抗剪强度是有限的,预紧力过大会导致锚固岩体破坏而使锚杆失效,另一方面锚杆长期在过大的预紧力下工作,容易产生疲劳,最终随周围荷载的变化而破坏。预紧力小于设计值允许百分数值,则起不到预应力锚杆的作用,支护由原设计的主动支护,变为被动支护,巷道变形较大。

2)钻孔深度不够往往会使锚杆外露超长,外面螺母没有拧在丝杆上,导致预紧力不够,或者预紧力随时间变化大,卸去预应力,达不到预应力锚杆的锚固效果。锚杆锚入稳定岩体的长度变短,使得锚固力下降。

3)钢带和锚杆托盘不贴岩面,通常通过背垫木板等方法来处理,预紧力暂时达到要求,随着时间的推移和围岩应力的变化,会使木板等松动、破坏,使锚杆失去预应力,失去锚杆的主动支撑作用。在施工中要尽量避免这种情况,如实在不能避免,一定要保证背紧垫实。

4)在施工中,钻孔清理是不可少的工艺,如果不清理钻孔,使钻孔内积有煤岩粉和水,会使锚杆的锚固效果大打折扣。

6、锚杆、锚索协同受力 煤矿井下巷道多采用预应力锚索和预应力锚杆共同支护的情况,在这种支护中,锚杆和锚索之间有相互的影响,通常对锚杆的影响较大。

锚索的锚固半径较大,预紧力也较大,在锚杆周围施工锚索,通常会导致锚杆的预紧力下降。锚杆再次预紧后锚固效果下降,锚索长期在较大的预紧力下工作,容易疲劳而破坏,最终导致支护失效。另外,锚索张拉过紧,可能会导致围岩卸去自承力,导致对围岩结构和性质不能很好的利用。

所以,在施工过程中,要做到两者协调受力,锚索张拉达到设计预紧力值即可,如果锚杆的预紧力发生变化,需再次预紧,并达到设计要求,让锚索、锚杆和围岩三者共同承受不稳定岩体的重量。

7、总 结

由于锚杆支护受多种因素影响,为提高预应力锚杆的锚固效果,设计时不仅要考虑地质构造,还要考虑外在因素影响和围岩性质,保证设计合理、可靠。各种施工工具和施工方式的选择要跟上设计的步伐,全面了解锚固剂的性质,杜绝由于对锚固剂性质不了解造成的影响。在施工中,尽量杜绝不按设计要求施工的不良习惯和作风,提高管理水平,提高施工质量。

参考文献

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

钱鸣高, 石平五 编著. 矿山压力与岩层控制[M]. 徐州: 中国矿业大学出版社, 2003. 夏柏如, 谢建清, 王贵和 编著. 岩土锚固技术与支挡工程[M]. 北京: 中国地质出版社, 1997. 张海君, 王 平, 曹伟康 . 锚杆锚固失效因素分析[J]. 矿冶工程, 2009. 宋根祥, 张 盛, 勾攀峰 等. 水对树脂锚杆锚固力的影响性分析[C]. 矿冶工程, 2005, 25(5): 11-14. MT146.1-2002. 树脂锚杆锚固剂[S].

作者简介:陈建明,男,汉族,1989年生,甘肃甘谷人,助理工程师,2011年取得中国地质大学(北京)土木工程专业学士学位,现从事矿建工作。

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联系地址:河南省永城市陈四楼煤矿综掘二队 邮编:476600


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