三、巷道锚杆支护
1、锚杆种类和锚固力 1）锚杆的分类 按锚杆的锚固方式分类；按杆体锚固段长短分类；按锚杆杆体的工 作特性分类；按锚杆作用特点分类；按制造锚杆杆体的材料分类。 2）锚杆的锚固力 2、锚杆支护理论 1）悬吊理论 悬吊理论认为：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，增强较软弱岩层的稳定性；如果巷道浅部围岩松软破碎， 顶板出现松动破碎区，锚杆的悬吊作用是将这部分易冒落岩体锚固在深 部未松动的岩层上。 2）组合梁理论 组合梁理论认为：如果顶板岩层中存在若干分层，组合梁理论认为 锚杆的作用是一方面提供锚固力增加各岩层间的摩擦力，防止岩石沿层 面继续滑动，避免出现离层现象；另一方面锚杆杆体可增加岩层间的抗 剪刚度，阻止岩层间的水平错动，从而将巷道顶板锚固范围内的几个薄 岩层锁成一个较厚的岩层。 3）组合拱（压缩拱）理论
5
2
授课教案
课程名称： 《矿井围岩控制与灾害防治》 适用专业：安全工程（矿山安全）
（1） 联合支护——在巷道同一地段内采用两种以上不同结构的支架 进行支护。如“锚杆+棚子”、“锚杆+喷浆”、“棚子+巷内临时加强支护”、 “锚杆+棚子+巷旁支护”等。 （2） 复合支护——在巷道同一地段内重复使用结构相同而规格或型 号不同的支架进行支护。如短与长锚杆配合支护、普通混凝土喷层与贫 混凝土喷层配合支护、轻型金属拱与重型金属拱配合支护等。 （3）综合支护——在巷道同一地段内除采用不同结构的支架外，还 采用不同原理的围岩加固措施对巷道进行支护。如“棚子+喷层+围岩注 浆”、“锚杆+薄壳支架+壁后注浆”支护等。
1
【笔注 笔注】 笔注
授课教案
课程名称： 《矿井围岩控制与灾害防治》 适用专业：安全工程（矿山安全）
极易遭到损坏。所以采区巷道应尽量不用或少用木支护。 2）金属支架 金属支架具有承能能力大、可多次复用、可缩量小、有利于防火、 贮运方便、安装容易和迅速等优点，所以是当前采区巷道支护主要形式 之一。 （1）平顶型可缩性金属支架 （2）拱形可缩性金属支架 3）石材支护 在井下巷道支护中，有时采用石材材料，常用的有天然石材、人工 石材、浇筑混凝土三种形式。 对于天然石材，用于主要大巷的支护中，即常说的砌碹支护。对于 人工石材，在井巷支护中目前较少采用。浇筑混凝土支护在目前我国井 下主要大巷中采用的较多，该类支护主要用于服务年限比较长、巷道尺 寸比较大、地质条件比较复杂的条件下。 2、巷内加强支护 1）巷内永久性加强支护 （1） 在原来棚子的断面范围内以增加构件的方式加强原有的基本支 架，其常见的形式有加中心柱、偏心柱或二者并用； （2）在原有棚子之间增加一些立柱或棚子。 2）巷内临时性加强支护 临时性加强支护最好采用便于安装和拆移的支撑式单体支柱，最好 是单体液压支柱。 3、巷旁支护（木垛、密集支柱、矸石带、人工砌块巷旁支护带、刚 性充填带） 4、巷道加固 1）注浆加固围岩 2）机械加固围岩 5、巷道非单一支护
4
授课教案
课程名称： 《矿井围岩控制与灾害防治》 适用专业：安全工程（矿山安全）
1）机械式锚杆 2）摩擦式锚杆 3）粘结式锚杆 4）可延伸和可切割、可回收锚杆 4、组合锚杆 1）锚梁网联合支护 2）桁架锚杆支护 5、预应力锚索 6、巷道锚杆支护设计 1）工程类比法 2）理论计算法 3）系统设计法
【 教学后记】 教学后记 后记Βιβλιοθήκη 【笔注 笔注】 笔注3
授课教案
课程名称： 《矿井围岩控制与灾害防治》 适用专业：安全工程（矿山安全）
组合拱理论认为：在拱形巷道围岩的破裂区中安装预应力锚杆，从 杆体两端起形成圆锥形分布的压应力区，如果锚杆间距足够小，各个锚 杆形成的压应力圆锥体将相互交错，在岩体中形成一个均匀的压缩带， 即压缩拱。压缩拱内岩石径向、切向均受压，处于三向应力状态，围岩 强度得到提高，支承能力也相应加大。 4）最大水平应力理论 最大水平应力理论认为：矿井岩层的水平应力通常大于铅直应力， 巷道顶底板的稳定性主要受水平应力的影响；围岩层状特征比较突出的 回采巷道开挖后引起应力重新分布时，铅直应力向两帮转移，水平应力 向顶底板转移；铅直应力的影响主要显现于两帮，导致两帮的破坏；水 平应力的影响主要显现于顶底板岩层；锚杆的作用是沿锚杆轴向约束岩 层膨胀和垂直锚杆轴向约束岩层剪切错动。 5）围岩强度强化理论 围岩强度强化理论的要点如下： （1） 巷道锚杆支护的实质是锚杆和锚固区域的岩体相互作用形成统 一点承载结构。 （2）巷道锚杆支护可以提高锚固体的力学参数（E、C、 ϕ ） ，改善 被锚固岩体的力学性能。 （3）巷道围岩存在破碎区、塑性区和弹性区，锚杆锚固区的岩体则 处于破碎区域或处于上述 2～3 个区域中， 相应锚固区的岩石强度处于峰 后强度或残余强度。锚杆支护使巷道围岩特别是处于峰后区围岩强度得 到强化，提高峰值强度和残余强度。 （4）煤巷锚杆支护可以改变围岩的受力状态，增加围压，从而提高 围岩的承载能力。 （5）巷道围岩锚固体强度提高以后，可减少巷道周围破碎区、塑性 区的范围和巷道的表面位移，控制围岩破碎区、塑性区的发展，从而有 利于保持巷道围岩的稳定。 3、常用锚杆形式
授课教案
课程名称： 《矿井围岩控制与灾害防治》 适用专业：安全工程（矿山安全）
第 16 讲 巷道围岩控制方法
【本讲内容提纲】 本讲内容提纲】 本讲内容提纲
1. 采区巷道变形破坏形式及其影响因素 2. 巷道围岩支护方式 3. 巷道锚杆支护
【重点内容详解】 重点内容详解 重点内容详解 一、采区巷道变形破坏形式及其影响因素
1、采区巷道围岩变形和破坏形式 2、采区巷道变形的影响因素 1）自然因素 （1）岩石性质及其构造特征； （2）开采深度； （3）煤层倾角； （4） 地质构造因素； （5） 水的影响； （6） 时间因素的影响。 2）开采技术因素 （1） 巷道与开采工作的关系， 如巷道是处于一侧采动还是两侧采动， 是受一次采动还是受多次采动影响； （2）巷道的保护方法，如巷道是依 靠留煤柱保护还是在巷旁用专门的刚性充填带保护； （3）巷道本身采用 的支架类型和支护方式。 除此以外，还有掘进方式的影响，如在前进式开采中，回采工作面 上、下顺槽，可以采用与工作面平行掘进、滞后掘进及超前掘进等不同 方式，采用滞后掘进可以躲开回采工作面对巷道的剧烈影响，使巷道避 免受到剧烈变形和破坏。
【笔注 笔注】 笔注
二、巷道围岩支护方式
巷道内常用的支护方式按其作用类型分，可分为巷内基本支护、巷 内加强支护、巷旁支护、以及非单一支护形式。 1、巷内基本支护 1）木支架 木支架易于腐烂、使用期短、防火性能差、复用率低、损耗大、对 围岩移动的适应性差等，当巷道变形量超过 100～200mm 时，木支架就