關(guān)鍵詞：錨桿支護；煤巷；采空區(qū)

　　一、松軟煤層巷道錨桿支護設(shè)計原理 

　　松軟煤層巷道錨桿支護設(shè)計，采用的錨桿強化控制技術(shù)原理，包括巷道圍巖應(yīng)力場優(yōu)化、破裂圍巖體強度強化、錨桿支護承載性能強化和圍巖承載結(jié)構(gòu)強化。 

　　二、巷道圍巖應(yīng)力場優(yōu)化原理 

　　開挖巷道造成應(yīng)力的重新分布，在局部區(qū)域特別是在巷道周圍形成了應(yīng)力集中。在開采過程中還可能造成巷道圍巖應(yīng)力的疊加，使巷道承受更高的應(yīng)力載荷作用，加劇巷道周圍巖體的破壞。因此，從區(qū)域應(yīng)力場的角度，合理設(shè)計開采布局，安排好采面的合理接續(xù)，盡量使巷道處于低應(yīng)力場區(qū)域，避免高應(yīng)力場的疊加破壞。在宏觀區(qū)域應(yīng)力場已確定的情況下，只有從巷道所處的周圍巖層環(huán)境中去降低其應(yīng)力強度，即從微觀應(yīng)力場的角度改善巷道周圍巖層的應(yīng)力強度，使巷道處于相對有利的維護環(huán)境。要達到這一效果，只能通過支護手段改善這個微觀應(yīng)力場。研究表明，巷道周圍巖體相對破碎，采用超強錨桿通過施加高預(yù)應(yīng)力及高剛度附件，最大程度的擠壓緊固巷道圍巖，消除圍巖中的弱面和空隙，提高巖層的整體承載強度，形成具有一定強度和剛度的承載層，并使得上覆巖層的垂直應(yīng)力向巷道兩側(cè)深部巖層轉(zhuǎn)移，同時有效抵抗和平衡巷道周圍水平高應(yīng)力對圍巖的剪切作用，有效改善巷道周邊微觀應(yīng)力場，優(yōu)化圍巖淺部應(yīng)力環(huán)境，促使圍巖由兩向應(yīng)力狀態(tài)向三向應(yīng)力狀態(tài)轉(zhuǎn)化，這是巷道周邊圍巖微觀應(yīng)力場優(yōu)化的最有效手段，而傳統(tǒng)的U型棚支護、低預(yù)緊力的普通錨桿支護技術(shù)都無法達到這一效果。 

　　三、錨桿承載性能強化 

　　煤巷錨桿支護技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)不再單純強調(diào)錨桿的強度，綜合強化錨桿支護的承載特性是錨桿支護的發(fā)展方向，其本質(zhì)是促使其錨桿支護特性曲線具有及時早強速增阻的特性。巷道圍巖壓力隨圍巖變形而急劇衰減，適當滯后支護可以釋放一定的圍巖壓力，但支護的滯后常常產(chǎn)生松動變形。通過及時支護的高預(yù)拉力錨桿提供初期的支護阻力消除掘巷煤巖體松動變形，通過高剛度的護表材料及錨桿附件，促使錨桿在后續(xù)圍巖變形過程中實現(xiàn)高增荷特性，很快達到高的工作載荷，限制后續(xù)的圍巖變形，實現(xiàn)了及時、高初錨力、高增荷特性，進而達到高工作荷載，可以控制留巷巷道在掘進期間的變形。 

　　煤層巷道圍巖強度一般都較低，開挖以后必然產(chǎn)生一定程度的破壞，淺部的圍巖處于低圍壓破裂狀態(tài)，承載能力很低，在根本上決定著巷道圍巖的穩(wěn)定性，只有對巷道周圍低圍壓破裂巖石進行有效加固，才能提高巷道圍巖的承載能力和穩(wěn)定性。通常采用錨桿和注漿兩種加固方式。在巷道周邊低圍壓條件下，巖體強度隨圍壓的逐步增大而呈急劇增長趨勢，所以，要想提高破碎巖體的承載強度，就必須增大其圍壓，從巖層內(nèi)部增大其承載能力。相對被動作用的U型棚支護，主動作用的錨桿支護就是早期快速增大圍壓的最有效方式。 

　　五、巷道圍巖結(jié)構(gòu)的強化 

　�。ㄒ唬╉敯宓陌踩�控制：通過高性能預(yù)拉力錨桿的高張拉力支護，完全克服松動巖體的自重，阻止了圍巖的進一步松動，消除巖體松散變形，改善錨桿增阻性能，提高錨桿的支護能效；小孔徑預(yù)拉力錨索則可以充分利用深部圍巖的強度和穩(wěn)定性，增大錨固范圍，消弱層狀頂板的剪切破壞作用，消除頂板的漸次離層和垮冒；利用巷道的特殊圍巖結(jié)構(gòu)和幫角穩(wěn)定圍巖區(qū)，采用小孔徑預(yù)拉力鋼絞線桁架系統(tǒng)強化頂板承載結(jié)構(gòu)，確保頂板結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。（二）關(guān)鍵承載區(qū)的加強：在高地應(yīng)力區(qū)開挖巷道，在采動應(yīng)力場、濕度應(yīng)力場和巖體結(jié)構(gòu)的共同作用下，圍巖由整體性壓縮向局部性擴張轉(zhuǎn)化，直到新的動態(tài)平衡，這些局部性擴張轉(zhuǎn)化的區(qū)域就是關(guān)鍵承載區(qū)，比如頂板的中部、不規(guī)則斷面的高幫中上部位等。在這些關(guān)鍵承載區(qū)的動態(tài)變化過程中，巷道圍巖力學(xué)行為和各個方面均表現(xiàn)出相應(yīng)的特殊而復(fù)雜的特征。必須強化關(guān)鍵承載區(qū)的支護強度，促成支護圍巖整體承載結(jié)構(gòu)的形成或強化，以多層次的聯(lián)合支護來實現(xiàn)支護體和圍巖間的主動和動態(tài)的相互作用。 

　　六、錨桿支護關(guān)鍵技術(shù)手段 

　�。ㄒ唬└咝阅艹�高強錨桿：采用IV級錨桿專用螺紋鋼加工而成的高性能錨桿，抗破斷強度更高，支護剛度更大，限制變形更加有力，針對巷道急劇膨脹擴容產(chǎn)生的高應(yīng)力控制效果會更有效。 

　�。ǘ�）大托盤：錨桿采用新型大托盤（尺寸為200mm×200mm）、錨索采用400mm×400mm的大托盤，增大護表面積，減輕目前所用的普通小托盤與圍巖局部小面積接觸而產(chǎn)生的點載荷作用，防止圍巖擠壓破損，將對松散層裂破碎巖體起到較好的維護效果。 

　�。ㄈ�）新型阻尼螺母：能提供較大扭矩，與高性能預(yù)拉力錨桿配套，提高錨桿安裝過程的可靠性，保證支護系統(tǒng)整體安全可靠。 

　　結(jié)語：采用高性能超高強錨桿支護，成功地解決了采空區(qū)下巷道礦壓大，變形嚴重和巷道維修工程量大的問題，同時減輕了工人的勞動強度，提高了工作效率，為巷道快速掘進和快速回采提供了更好的條件。