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【摘要】现代支护理论要求围岩不再是上覆围岩的承载体，而是要求支护体主动与上覆围岩成为一个共同承载体，共同抵御各类冲击地压。锚杆锚索联合支护是目前应用较为广泛的一种主动支护形式，本文首先分析了锚杆锚索联合支护作用机理，并对锚杆和锚索协调作用作了详细的阐述，最后结合某矿回采巷道进行了锚杆锚索联合支护设计。
【关键词】锚杆；锚索；联合支护；支护设计
引言
2012年我国原煤生产量为35亿t多，煤炭在我国一次能源的比例仍然占到70%左右，但是煤炭开采行业一直是国家安全事故的重灾区，煤矿的安全事故有瓦斯、顶板、水害、热害等等，其中发生最为广泛的安全事故是顶板事故。工作面回采巷道的掘进过程中，围岩作用在棚式支架等被动支护体上的载荷巨大。现代支护理论要求围岩不再是上覆围岩的承载体，而是要求支护体与上覆围岩成为一个共同承载体，共同抵御各类冲击地压。与传统的被动支护相比，锚杆锚索是一种支护成本较低、施工方便、加固效果明显的主动支护措施。但由于锚杆和锚索的延伸率和承载力不同，如何科学的组合设计锚杆、锚索和金属网，以实现他们最佳的支护效果，是当前煤炭企业亟需正确认识和实践的重要内容。
1、锚杆锚索联合支护作用机理
锚杆锚索联合支护的前提是锚索的延伸量大于围岩达到稳定时的变形量。当围岩的稳定性较好时，可以通过选择合理的锚杆参数和支护方式，单独使用锚杆支护就能保持围岩的稳定，但当巷道顶板较差或涌水量大时，单独采用锚杆支护加固作用非常小，支护体的承载能力较低，可能在顶板开始下降时就发生冒顶，这种情况采用锚杆锚索联合支护，能够保证巷道的稳定性。
锚杆锚索联合支护能够在巷道顶部形成组合梁，并有效控制顶板的离层，因而巷道的跨度得到加大，顶板变形也能得到有效控制，安全状况得到改善。采用锚索锚杆联合支护可以增加巷道挖掘空间，加大锚杆的间排距，减少锚杆的用量，提高掘进速度，降低掘进成本，具有巨大的发展空间和良好的发展前景。
2、力学特性及其协调支护分析
巷道掘进后，围岩松动范围决定锚杆和锚索的长度，锚索一般是由钢绞线组成，其延伸率低于5%，刚性较大；锚杆的延伸率一般为锚索的5倍左右，刚度较小，变形较大。从以上数据可以看出，当巷道顶板发生沉降时，锚杆和锚索的受力是动态变化的，首先是锚索承受较大的内力，超前于锚杆受力，易造成锚索受力集中，当顶板进一步下沉时，锚索的受力集中现象将会更加明显，当达到锚索的受力极限时，锚索容易发生断裂。如何实现锚杆锚索的同步，实现锚杆锚索的联合支护，是锚杆锚索支护设计的重要内容之一。若锚索预紧力过大，则围岩的变形全部由锚索支撑；若锚索预紧力过小，则锚索的悬吊作用不明显，一旦锚杆不能有效的支撑围岩，则围岩的过大变形不可避免。
3、煤巷锚杆锚索支护实践
某矿110234工作面以南为尚未开采的实体煤层，以西为1104采区巷道，以东20m为井田边界，位于-760m水平，回风顺槽掘进巷道位于南翼二采区，工作面走向长度为689m，倾向为198m，顺槽巷道设计规格为4200×3300mm，净断面15.75m2，煤层倾角为6～11°。顶板为6根锚杆，间距800mm，锚杆排距参照间距确定为800mm。支护技术方案如图1所示，其具体支护参数为：
1）顶板支护
使用左旋螺纹钢高强锚杆，规格为Φ22mm×2400mm。加长树脂锚固，钻孔直径为28mm，药卷规格为1卷K2350，1卷Z2350，锚固长度1.76m，顶板配以W钢带梁和金属网作为辅助支护，W钢带规格为（宽×厚×高）（150～200）mm×4.0mm×23mm，长度为4200mm，上有6个锚孔，锚孔间距等于锚杆间距，金属网采用8#铅丝编制的经纬金属网，规格为4400mm×1100mm。
顶板锚索：7股高强度低松弛钢绞线制，直径17.8mm，长7.2m，有效长度7.0m，排距1.6m。锚索之间用16～20号槽钢连接，槽钢长度只要大于锚索间距两侧各300mm即可，即为2800mm，锚索采用4卷Z2350树脂锚固剂锚固，顶锚索施工时均需垫加长宽合适的木托盘，以增加锚索的延伸率，木托盘尺寸400mm×400mm，采用直径14mm的圆钢焊制的钢筋梯子梁，再配以大铁托盘。
2）巷帮支护
巷道上帮5根锚杆，下帮4根锚杆，间距为850mm，锚杆排距参照间距确定800mm。
两帮：左旋螺纹钢高强锚杆，规格为Φ20mmx2400mm，钻孔直径为28mm，加长锚固，每孔2个Z2350树脂药卷，选用金属网和W钢带梁护帮，其材料和规格均与顶板相同，上帮W钢带长3700mm，金属网尺寸为3700mm×1100mm；下帮W钢带长2900mm，金属网尺寸为2099mm×1100mm。
帮锚索：采用7股高强度低松弛钢绞线制，直径17.8mm，长6.0m，有效长度5.5m。排距3.2m，锚索之间用16～20号槽钢连接，槽钢长度只要大于锚索间距两侧各300mm即可，即上帮为2300mm，下帮为1700mm，锚索采用4卷Z2350树脂锚固剂锚固，锚固长度理论计算2.26m，在锚索锚固端2.2m处施加挡圈。
4、结束语
首先分析了锚杆锚索联合支护作用机理，认为锚杆锚索联合支护在围岩体上形成一种新的组合梁，从而形成一种主动支护效果。并对锚杆和锚索协调作用方式作了详细的阐述，相关研究表明，联合支护的效果发挥主要取决于支护参数的合理设置，只有在正确认识锚杆锚索的力学特性的基础上，才能科学的设计出相关参数。本文最后结合煤巷回采巷道的支护，进行了相关参数的设计，实践表明：锚杆锚索联合支护技术能够有效的维护巷道周边围岩的稳定性，是一种支护成本较低、施工方便、加固效果明显的主动支护形式，具有良好的应用前景。
参考文献
[1]李占金，徐东强.软岩巷道支护理论及支护理论的研究和发展[J].河北理工学院学报，
2001，25（4）：8-13.
[2]伍昌俊，张黔峰，万元云.综放大断面三软煤巷锚杆支护技术[J].矿山压力与顶板管理，2003（2）：23-26.
[3]赵庆彪.深井破碎围岩煤巷锚杆-锚索协同作用机理研究[D].北京：中国矿业大学资源与安全工程学院，2004.
【关键词】锚杆；锚索；联合支护；支护设计
引言
2012年我国原煤生产量为35亿t多，煤炭在我国一次能源的比例仍然占到70%左右，但是煤炭开采行业一直是国家安全事故的重灾区，煤矿的安全事故有瓦斯、顶板、水害、热害等等，其中发生最为广泛的安全事故是顶板事故。工作面回采巷道的掘进过程中，围岩作用在棚式支架等被动支护体上的载荷巨大。现代支护理论要求围岩不再是上覆围岩的承载体，而是要求支护体与上覆围岩成为一个共同承载体，共同抵御各类冲击地压。与传统的被动支护相比，锚杆锚索是一种支护成本较低、施工方便、加固效果明显的主动支护措施。但由于锚杆和锚索的延伸率和承载力不同，如何科学的组合设计锚杆、锚索和金属网，以实现他们最佳的支护效果，是当前煤炭企业亟需正确认识和实践的重要内容。
1、锚杆锚索联合支护作用机理
锚杆锚索联合支护的前提是锚索的延伸量大于围岩达到稳定时的变形量。当围岩的稳定性较好时，可以通过选择合理的锚杆参数和支护方式，单独使用锚杆支护就能保持围岩的稳定，但当巷道顶板较差或涌水量大时，单独采用锚杆支护加固作用非常小，支护体的承载能力较低，可能在顶板开始下降时就发生冒顶，这种情况采用锚杆锚索联合支护，能够保证巷道的稳定性。
锚杆锚索联合支护能够在巷道顶部形成组合梁，并有效控制顶板的离层，因而巷道的跨度得到加大，顶板变形也能得到有效控制，安全状况得到改善。采用锚索锚杆联合支护可以增加巷道挖掘空间，加大锚杆的间排距，减少锚杆的用量，提高掘进速度，降低掘进成本，具有巨大的发展空间和良好的发展前景。
2、力学特性及其协调支护分析
巷道掘进后，围岩松动范围决定锚杆和锚索的长度，锚索一般是由钢绞线组成，其延伸率低于5%，刚性较大；锚杆的延伸率一般为锚索的5倍左右，刚度较小，变形较大。从以上数据可以看出，当巷道顶板发生沉降时，锚杆和锚索的受力是动态变化的，首先是锚索承受较大的内力，超前于锚杆受力，易造成锚索受力集中，当顶板进一步下沉时，锚索的受力集中现象将会更加明显，当达到锚索的受力极限时，锚索容易发生断裂。如何实现锚杆锚索的同步，实现锚杆锚索的联合支护，是锚杆锚索支护设计的重要内容之一。若锚索预紧力过大，则围岩的变形全部由锚索支撑；若锚索预紧力过小，则锚索的悬吊作用不明显，一旦锚杆不能有效的支撑围岩，则围岩的过大变形不可避免。
3、煤巷锚杆锚索支护实践
某矿110234工作面以南为尚未开采的实体煤层，以西为1104采区巷道，以东20m为井田边界，位于-760m水平，回风顺槽掘进巷道位于南翼二采区，工作面走向长度为689m，倾向为198m，顺槽巷道设计规格为4200×3300mm，净断面15.75m2，煤层倾角为6～11°。顶板为6根锚杆，间距800mm，锚杆排距参照间距确定为800mm。支护技术方案如图1所示，其具体支护参数为：
1）顶板支护
使用左旋螺纹钢高强锚杆，规格为Φ22mm×2400mm。加长树脂锚固，钻孔直径为28mm，药卷规格为1卷K2350，1卷Z2350，锚固长度1.76m，顶板配以W钢带梁和金属网作为辅助支护，W钢带规格为（宽×厚×高）（150～200）mm×4.0mm×23mm，长度为4200mm，上有6个锚孔，锚孔间距等于锚杆间距，金属网采用8#铅丝编制的经纬金属网，规格为4400mm×1100mm。
顶板锚索：7股高强度低松弛钢绞线制，直径17.8mm，长7.2m，有效长度7.0m，排距1.6m。锚索之间用16～20号槽钢连接，槽钢长度只要大于锚索间距两侧各300mm即可，即为2800mm，锚索采用4卷Z2350树脂锚固剂锚固，顶锚索施工时均需垫加长宽合适的木托盘，以增加锚索的延伸率，木托盘尺寸400mm×400mm，采用直径14mm的圆钢焊制的钢筋梯子梁，再配以大铁托盘。
2）巷帮支护
巷道上帮5根锚杆，下帮4根锚杆，间距为850mm，锚杆排距参照间距确定800mm。
两帮：左旋螺纹钢高强锚杆，规格为Φ20mmx2400mm，钻孔直径为28mm，加长锚固，每孔2个Z2350树脂药卷，选用金属网和W钢带梁护帮，其材料和规格均与顶板相同，上帮W钢带长3700mm，金属网尺寸为3700mm×1100mm；下帮W钢带长2900mm，金属网尺寸为2099mm×1100mm。
帮锚索：采用7股高强度低松弛钢绞线制，直径17.8mm，长6.0m，有效长度5.5m。排距3.2m，锚索之间用16～20号槽钢连接，槽钢长度只要大于锚索间距两侧各300mm即可，即上帮为2300mm，下帮为1700mm，锚索采用4卷Z2350树脂锚固剂锚固，锚固长度理论计算2.26m，在锚索锚固端2.2m处施加挡圈。
4、结束语
首先分析了锚杆锚索联合支护作用机理，认为锚杆锚索联合支护在围岩体上形成一种新的组合梁，从而形成一种主动支护效果。并对锚杆和锚索协调作用方式作了详细的阐述，相关研究表明，联合支护的效果发挥主要取决于支护参数的合理设置，只有在正确认识锚杆锚索的力学特性的基础上，才能科学的设计出相关参数。本文最后结合煤巷回采巷道的支护，进行了相关参数的设计，实践表明：锚杆锚索联合支护技术能够有效的维护巷道周边围岩的稳定性，是一种支护成本较低、施工方便、加固效果明显的主动支护形式，具有良好的应用前景。
参考文献
[1]李占金，徐东强.软岩巷道支护理论及支护理论的研究和发展[J].河北理工学院学报，
2001，25（4）：8-13.
[2]伍昌俊，张黔峰，万元云.综放大断面三软煤巷锚杆支护技术[J].矿山压力与顶板管理，2003（2）：23-26.
[3]赵庆彪.深井破碎围岩煤巷锚杆-锚索协同作用机理研究[D].北京：中国矿业大学资源与安全工程学院，2004.