锚杆(索)对煤岩巷道支护机制探究锚杆(索)对煤岩巷道支护机制探究 摘要：本文就煤岩巷道在以往挖掘过程当中容易出现的失稳问题，运用力学浅析办法，针对锚杆和锚索支护机制进行了探究，解析了锚杆(索)加固巷道围岩的原理。经过对锚固空间的弹塑性力学浅析，确定了锚固力作用下围岩应力的改变状况。运用锚杆、锚索联合对城郊煤矿西翼十六采区进行支护，锚杆和锚索的锚固力分别达到 120kN 和 150kN。 关键字：锚杆(索)；巷道支护；机制 中图分类号：TD82 文献标识码：A 文章编号： 引言 煤岩巷道支护是井工开采煤矿提升巷道边坡和顶板稳定性的关键性科技方法，当下一些锚固材料分为锚杆和锚索两种，二者在物理力学性质上有很大的不同之处 [1]，在锚固机制上也有一定的差异性。经过锚杆(索)的组合作用，实现了对煤岩巷道的合理支护，提升了整个矿山的安全，文章针对两种不同锚固原料机制进行演技，浅析锚固作业改善岩体条件的基本原理，揭示锚固支护的内涵。 1、锚杆支护理论分析 锚杆是一种刚性金属材料，通常由碳钢制成，安装在矿山的巷道、隧道或露天矿的边坡，通过锚杆的张拉和抗剪作用来提高岩体的稳定性。其主要的作用机制是通过对锚杆施加预紧力来压紧滑动岩体与稳定岩体之间的节理面[2]，改善节理面的粘聚力和内摩擦角等参数来提高稳定性，同时依靠锚杆自身的刚度提供一定的支挡作用，防止岩体滑动甚至脱落。按现有支护理论，锚杆支护作用的基本理论有悬吊理论、组合梁理论、加固拱理论等。 1.1 悬吊理论 锚杆支护的作用是将巷道顶板较软弱岩层悬吊在上部稳定岩层上，以增强较软弱岩层的稳定性。其原理如图 1 所示。这种支护理论应用比较广泛，但存在以下明显缺陷： (1)锚杆受力只有当松散岩层或不稳定岩块完全与稳定岩层脱离的情况下等于破裂岩层的重量，而这种条件在巷道中并不多见，悬吊理论则认为锚杆受力就等于其加固区围岩的重量[3]，这与锚杆实际受力情况存在很大偏差。 (2)没有考虑锚杆安设后对破裂岩层变形和离层的控制作用。特别是当水平应力比较大时，顶板离层很大。为了减小破裂岩层的离层，保持顶板的稳定性，应加大锚杆的预应力。 (3)当锚杆穿过破裂岩层时，锚杆提供的径向和切向约束会不同程度的提高破裂岩层的整体强度，使其具有一定的承载能力，从而减小锚杆受力。 总之，悬吊理论在分析过程中不考虑围岩的自承能力，而是将锚固体与原岩体分开，与实际情况有一定差距。悬吊理论只适用于巷道顶板，不适...
