張拉預緊式錨桿支護系統高能強化錨固機理研究

王襄禹，張衛東，王廣輝，吳博文，李軍臣，鄭 哲

（1.中國礦業大學 礦業工程學院，江蘇 徐州 221116；2.徐州礦務集團有限公司，江蘇 徐州 221018）

0 引 言

隨著煤礦地下開采深度不斷增加，地下巷道硐室的圍巖條件逐漸變差，尤其是開采深度達到千米以下，圍巖應力升高，對于多重采動影響巷道、孤島工作面巷道等大量復雜困難巷道，對圍巖控制技術提出了更高要求，必須不斷改進與探索新的支護技術［1-4］。

預緊力作為巷道錨桿支護的關鍵參數，在支護參數對圍巖應力狀態影響的敏感性分析中，預緊力的敏感性尤為重要［5-6］。 眾多學者近年來的研究都積極肯定了錨桿預緊力的作用，及時給錨桿施加較大預緊力并實現有效擴散，可以有效提高錨桿支護系統的剛度，可實現真正的主動及時支護，改善圍巖應力狀態，提高圍巖完整性，實現圍巖的高阻讓壓［7-8］，但目前對于實現高預緊力的技術方面，前人多在錨桿預緊轉矩與預緊力的轉化關系方面進行了研究，主要有2 種方法：①提高預緊轉矩；②減小轉矩與預緊力的轉化損失［9-11］。 上述方法雖然在一定程度上提高了預緊力，但仍采用螺母的方式緊固，存在較大的局限性。

因此，筆者創新性地提出采用鎖具緊固錨桿，并配合千斤頂張拉完成高預緊力的施加，經實驗室安全穩定性測試及高能錨固體儲能機制分析后，在王莊煤礦開展了工業性試驗，并取得了較好的應用效果。

1 傳統轉矩式錨桿的預緊力現狀

1.1 錨桿合理預緊力取值

實現錨桿高預緊力的施加既可以保證巷道的支護效果，又可充分提高錨桿利用率。……