维普资讯 http://www.cqvip.com 建 筑ｊ工ｌ程 科 技信总 ——黑龙江—— 锚注支护机理研究 苗密洲 朱阳照。孟志强 牛红亚 （１、河北武安市国土资源局，河北武安０５６３００ ２、山东水利工程总公司，山东济南２５００１４ ３、河北工程大学，河北邯郸０５６２００） 摘要：软岩巷道锚注支护技术是近年发展起来的新型支护技术。它将锚杆支护和注浆技术有机的结合在一起，共同作用，尤其对松软破碎岩 体的支护极为有效，使锚杆和注浆的适用范围得到扩展，提高了对软岩的支护效果。探讨锚注支护机理。 关键词：软岩；锚注；支护机理 引言 岩石均匀压缩带厚度 ｔ＝ｌ一（ａ２＋ｂ ）’ｔＺ／ｔｇＣｔ （３） 定。 奥地利、前苏联、德国等国在２Ｏ世纪８Ｏ 年代开始用空心锚杆作为注浆管实现了锚注， 并广泛使用。我国锚注技术起步较晚，是 １９９６年以后发展起来的，大规模应用开始于 最近四五年。由于我国煤矿软岩巷道比较多， 所以锚注支护拥有较好的应用前景。 １锚注支护机理 在锚喷支护基础上或在原金属支架、砌碹 支护基础上，进行壁后注浆，可以增强支护结 构的整体性和承载能力，保证支护结构的稳定 图２岩石均匀压缩带示意图 性，既具有锚喷支护的柔性与让压作用，又具 般锚杆的间排距是相等的，即ａ＝ｂ，且 有金属支架和砌碹等支护方式的刚性支架的作 用，组成联合支护体系，共同维持巷道的稳定 对于破裂体来说锚杆的控制角 可按４５。计 算，偏于安全，则： 性。其支护机理包括以下几个方面： １、１采用注浆锚杆注浆，可以利用浆液封 ｔ＝ｌ一、／ （４） 堵围岩的裂隙，隔绝空气，防止围岩风化，能 式中，ａ，ｂ——锚杆间排距； 有效防止围岩被水浸湿而降低围岩本身的强 ｌ——锚杆的有效长度； 度； 锚杆在松散体中的控制角。 １．２注浆后将松散破碎的围岩胶结成整体， 岩石均匀压缩带与喷层组合拱之间的距离 提高了岩体的内聚力、内摩擦角和弹性模量， 可按下式计算： 从而提高了岩体强度，可以实现利用围岩本身 ｄ＝（ａ２＋ｂ２） ■（２ｔｇｔｘ）ｈｙ＝、／２ ｉｘ／２一ｈ （５） 作为支护结构的一部分； 所以由锚喷支护形成的组合拱厚度为 １．３注浆后使得喷层壁后充填密实，这样 Ｄ ＝ｔ＋ｄ十 ＋６ 保证荷载能均匀地作用在喷层和支架上，避免 ｌ一 ＼／ 一 ＋、／ 一ｃｄ２一ｈ ＋ｈ ＋６ 出现应力集中点而首先破坏； ｌ一、／ ｔｘ／２＋￣ （６） １、４利用注浆锚杆注浆充填围岩裂隙，配 利用注浆锚杆注浆支护后，组合拱厚度为 一——１．６注浆锚杆本身为全长锚固的锚杆，通 过注浆也使端锚的普通锚杆变成全长锚固锚 杆，从而将多层组合拱联成一个整体，共同承 载，提高了支护结构的整体性。 １、７注浆使得支护结构面尺寸加大，围岩 作用在支护结构上的荷载所产生的弯矩减小， 从而降低了支护结构中产生的拉应力和压应 力，因此能承受更大的荷载，提高了支护结构 的承载能力，扩大了支护结构的适应性。 １、８注浆后的围岩整体性好，与原岩形成 个整体，从而在大构造应力作用下保持稳定 而不易产生破坏。 １．９在采取特殊的注浆工艺情况下可改变 围岩加固圈的应力状态，有效地阻止加固圈外 的围岩弹性变形。 ２结论 通过以上分析可知，在允许围岩一定的初 始变形的情况下采取有效的锚喷支护，由于支 护抗力的作用，可以缩小围岩塑性区半径Ｒ。， 从而减小位移和残余强度区半径Ｒ，；通过在 残余应力区内注浆，改变围岩整体强度，减小 了塑性区半径Ｒ 和位移。 一参考文献 …陈宏．煤矿支护技道锚注支护理论与实践 ＝ｌＭ１．北京：煤炭工业出版社．２０ｏ１、 ＝ｌ ２Ｉ宋海涛、锚杆支护术与设备ｆＪ】科技情报开 发与经济．２００５（６）：５２～５６ 合锚喷支护，可以形成一个多层有效组合拱， 形成的多层组合拱结构扩大了支护结构的有效 承载范围，提高了支护结构的整体性和承载能 力．如图１，２所示； Ｄ＝Ｄ＇＋ｈｊ （７） ［３】王杰，杜嘉鸿，陈守庸．注浆技术的发展与 式巾，ｈ 一锚注加固拱厚度，一般取决 于浆液的扩散半径和注浆锚杆的长度及孑Ｌ深。 １．５注桨后使得作用在拱顶的压力能有效 的传递到两墙，通过对两墙的加固，又能把荷 载传递到底板。由于组合拱厚度的加大，这样 不仅减小作用在底板上的荷载集中度而且减小 底板岩石中的应力，减弱底板的 塑性变形，减轻底鼓。 ｑ＝Ｐ／Ａ （８） 展望ＩＪ］ 沈阳建筑工程学院学报，１９９７（１）： ５９～６４． １４陆士良，等．４】锚杆锚固力与锚固技术ｆＭ１． 北京：煤炭工业出版社．１９９８． 【５］林崇德，赵歌今．困难条件下煤巷锚杆支护 技术 ．中国煤炭，１９９７，２３（６）：３６～３８． 式中ｒＩＴＩ２； 荷载集中度，ＫＮ／ 卜图１注浆加固支护机理图 作用在底板岩石上的外 荷载，ＫＮ； Ａ——底板受力面积，由Ｄ、 ｎ 。 １一普通金属锚杆；２－注浆锚杆；３－金属网喷层； Ｄ 确定，Ｉ底板的稳定，有助于两墙的 ４一注浆扩散范围；５－锚杆作用形成的锚岩拱； 稳定，在底板、两墙稳定的情况 ６一喷网层作用形成的组合拱 喷层组合拱厚度由喷层（６）和岩石拱 下又能保持拱顶的稳定；顶板的 稳定不仅仅取决于顶板荷载，在 （ｈ ）组成，即： ｈｙ＝ＳＥｏ／Ｅｌ （１） 非破碎带中关键取决于底板和两 ｈ ＝ｈ ＋６：６（Ｅ旷 Ｅ１）／Ｅｌ （２） 墙的稳定，因此注浆支护的又一 个重点就是保证两帮与底板的稳 式中，Ｅｄ＿一喷层弹性模量 定，从而保证整个支护结构的稳 Ｅ广围岩弹性模量 －２６９－