摘要

:巷道锚杆支护作用原理,围岩、岩性、自然拱原理,锚杆支护、锚索、锚网、钢带在支护中

的作用

,软岩易破碎、易风化、遇水易膨胀的特性。

　　关键词

:软岩巷道 支护原理 锚杆支护 围岩特性

　　几年来我们在巷道支护中取得了一些成果

,目前我们公司三个生产矿井在巷道支护中已

全面使用锚杆支护

,为软岩巷道应用锚杆支护提供了可借鉴的经验,这里就煤巷锚杆支护原理

进行一下分析

,仅供同行在煤巷锚杆支护设计中参考。

　　

1、巷道锚杆支护作用机理

　　锚杆支护的作用机理有悬吊作用、组合梁作用、加固拱作用和楔固作用等。
　　悬吊作用

:悬吊作用是指锚杆把将要冒落的松软弱岩层或危岩悬吊于上部坚固稳定的岩

体上

,由锚杆来承担危岩或松软弱岩层的重量,如图 1 所示。

　　（

a） （b）

　　图

1 层状岩体顶板锚杆悬吊作用

　　组合梁作用

:在层状岩层的巷道顶板中,通过锚入一系列的锚杆,将锚杆锚固长度以内的

薄层岩石组成岩石组合梁

,从而提高其承载能力。可以把平顶巷道的层状岩石顶板看作是以

巷道两帮为支点的叠合梁。在载荷作用下

,各层岩石（板）都有各自的单独弯距,每层岩石

（板）的上下边缘分别处在受压和受拉状态。但用锚杆将各层岩石锚固在一起后

,在载荷作

用下

,各层岩石之间基本上不会发生离层、错动,就如同一块板的弯曲一样,大大提高了组合梁

的抗弯强度和承载能力

,如图 2 所示。

　　图

2 顶板锚杆组合梁作用

　　加固拱作用

:对于被纵横交错的弱面所切割的块状或破裂状围岩,如果及时用锚杆加固,

就能提高岩体结构弱面的抗剪强度

,在围岩周边一定厚度的范围内形成一个不仅能维持自身

稳定

,而且能防止其上部围岩松动和变形的加固拱,从而保持巷道的稳定,如图 3 所示。

　　图

3 锚杆加固拱原理

　　楔固作用

:锚杆的楔固作用是在围岩中存在一组或几组不同产状的不连续面的情况下,由

于锚杆穿过了这些不连续面

,防止或减少了沿不连续面的移动,但是,锚杆架设的时机是非常

重要的。如果在开挖引起的剪应力产生前就架设了全长粘结式锚杆

,则在不连续面处锚杆较

高的剪切刚度将迫使锚杆完全承受开挖二次应力的作用

,而难于发挥不连续面自身抗剪能力,

如图

4 所示。

　　图

4 锚杆的楔固作用

　　

2、锚索支护作用机理

　　锚索支护是一种主动支护

,是一种传递主体结构的支护应力至深部稳定岩层的主动支护

方式。它可以传递较大的拉应力

,这是其它措施无法比拟的最大优点。

　　锚索长度

,一般是锚杆长度的 3～5 倍（根据工程需要还可以更长）,除具有普通锚杆的

悬吊作用、组合梁作用、组合拱作用、楔固作用外

,与普通锚杆不同的是对巷道顶板进行深部

锚固而产生强力悬吊作用

,并沿巷道纵轴线形成连续强支撑点,以大预应力减缓顶板岩石扩容。

　　在巷道中

,锚杆、锚索配合使用。当锚杆、锚索及时支护之后,形成锚杆、预应力锚索的加固

群体。这样

,相邻的锚杆、锚索的作用力相互叠加,组合成一个承载拱,这个新的承载拱厚度比

单用锚杆成倍增加

,能使围岩发挥出更大的承载作用,如（图 2）所示。

　　图

5 锚索锚杆群联合加固作用原理

　　

3、金属网的支护作用

　　高质量的金属网和钢带能有效地控制锚杆之间非锚固岩层的变形

,托住挤入巷道的岩石,

是确保锚杆加固作用的重要措施。其主要作用有

:(1)防止碎裂岩块垮落;(2)将锚杆之间非锚固

岩层载荷传给锚杆

;(3)对于巷道周边围岩已破裂来说,由于碎石的碎胀作用和传递力的媒介