錨桿支護在某礦區巷道的應用

李志鵬 程中平 魯愛輝

(1.河北鋼鐵集團礦山設計有限公司1,河北 灤州 063701；2.河鋼礦業廟溝鐵礦2, 河北 秦皇島 066000；3.河北鋼鐵集團司家營南區礦山分公司3，河北 灤州 063701)

0 引言

河北鋼鐵集團礦業有限公司下屬某礦，由于埋深較深、巷道斷面跨度大(巷道寬度約5.2 m)，加上采動影響，給巷道圍巖控制帶來一定挑戰。深部巷道與淺部巷道圍巖變形有很大區別。埋藏較深巖體處于高地應力、高地熱、高地下水承壓的環境，生產作業中，需經受較強的采動影響。巖體原有壓力與采礦生產應力重復作用，致使圍巖產生變形較大，巷道兩幫擠出和鼓底現象發生嚴重。

為保證礦山安全、高效生產，須針對巷道生產地質條件進行系統巷道支護。通過巷道現場調研分析，巷道圍巖地質力學現場測試，巖體可錨性、錨桿預緊扭矩轉化及錨索預應力損失現場試驗，巷道圍巖變形情況及產生原因進行分析，支護材料與支護構件力學性能匹配性實驗室試驗研究，形成針對該礦地質條件的大斷面巷道支護技術成套技術體系。既能夠保證采礦作業面的快速推進，確保采掘過程順利進行提供有效途徑，更有利于提高回采礦石產量。在提升巷道掘進速度的同時，較好地控制巷道圍巖產生形變，節省支護材料，減少巷道的修復費用，降低支護成本。

2.以靜寫動。也就是原本是動態的事物，看起來卻是靜態的，或者把運動的事物當作靜止的事物來寫，想象并描寫出動態事物在靜止時的形態和神態。如：

1 巷道圍巖變形破壞特征及機理研究

標高較高的巷道及圍巖變形主要表現為巷道頂板下沉，屬于線彈性變形，底板無明顯鼓底；由于埋藏淺、地應力小，巷道圍巖總體變形量小，一般頂底板及兩幫位移量均小于250 mm。目前對巷道穩定性的判斷普遍以頂板穩定狀況為主要依據，即當頂板下沉速率小于1 mm/d時，便可認為巷道基本穩定[1]。以某礦巷道試驗為例，巷道埋深100 m，在滯后工作面100 m的巷道位置處，巷道頂底板運動基本處于穩定，其頂底板位移總量為115 mm，見圖1。

劉成果在致辭中殷切期望通過“美麗農墾萬里行”活動，讓更多的城市居民走進全國各大墾區及農場，了解農墾文化，感受農墾美景，進而真正發現美麗農墾的內涵之美，傳承農墾精神。

錨桿形式和規格：根據巷道實際情況計算，選取MSGLN-450的鋼材，錨桿直徑Φ25 mm的無縱筋螺紋鋼，長度2 600 mm，桿尾螺紋為M25 mm。

隨著掘進深度的下移，巷道圍巖將由線性變形向非線性變形轉變，將巷道圍巖開始出現非線性力學現象的深度，稱之為臨界深度(Hcr)，其中巷道圍巖最先開始出現非線性大變形力學現象的深度，可稱之為第一臨界深度(Hcr1)。若巷道開挖工程位于第一臨界深度(Hcr1)以上，僅考慮重力場因素，得到該巷道的第一臨界深度為：

(1)

錨索錨固方式：樹脂端頭進行錨固，采用4支錨固劑，2支MSK2535，2支MSZ2535。鉆孔直徑為35 mm，理論錨固長度2 100 mm，初始張拉力250 kN，預緊力鎖定損失后不小于200 kN。

隨著錨桿長度的增加，有效壓應力區域增加，錨桿作用面進一步擴大，但錨桿中上部分壓應力隨之減小，同時兩錨桿間圍巖壓應力減小。預應力一定，使用支護的錨桿長度越長，產生的預應力越不明顯，支護效果越差。綜合上述，可以通過提高預應力，減少錨桿長度。錨桿長度分別為1.5～3.0 m的應力分布見圖3～6。

由于礦山開采深度超過了第一臨界深度，因而巷道圍巖展現出了非線性變形的力學現象。受應力作用影響，下部巷道圍巖變形速率及累計變形量均比上部巷道圍巖大，其中巷道兩幫位移量及鼓底現象增加明顯，同時巷道不同巖層出現分層階段塌落現象明顯，致使深部巷道變形穩定時間較上部巖層大幅度增加，因此現場應以巷道圍巖變形監測為指導進行臨時支護。深部巷道服務生產過程中，圍巖形變量大、持續時間長為主要特征。

2 巷道支護作用機理優化研究

該礦針對錨桿對巖體的作用機理進行深入精細化的研究，得出了各巷道斷面的受力狀況和影響因素，對支護性能進行優化，使支護結構性能能得以充分發揮，總結提煉出錨桿支護的幾個要點。

1)使用錨桿進行支護，主要目的在于穩固錨固區的圍巖，減少不同巖層之間產生裂隙等巖體的變形、破壞，致使巷道圍巖一直承受壓力，減小圍巖產生彎曲和變形，最大限度地保證錨固區巖層完整，防止巖體強度降低，確保主要受力由巖體本身承擔。二是在錨桿支護作用力范圍內形成預應力結構，有效降低不同巖性的巖層之間出現斷裂或者巖層分離，改善巖體及巷道內的應力分布。

錨桿預應力的產生與螺母安裝力矩、接觸面產生形式、螺紋角、螺紋精度、墊片性能等因素有關。高預應力支護對錨桿的結構、加工工藝等都提出了更高的要求。

3)運用錨桿支護，需要對錨桿產生的應力及圍巖的變形應力進行計算對比，確保產生應力能夠抵擋圍巖變形力。如若圍巖變形力大于錨桿產生的應力，則達不到支護效果。

中國OFDI通過改善沿線國家的基礎設施建設，降低了東道國的運輸成本，提高了東道國人均生產率，更加強了東道國人民對外溝通的便利。Aschauer指出，基礎設施的建設水平不僅直接影響到一國經濟增長和人民的生活水平，更有著明顯的行業溢出效應。[3]但中國用于改善“一帶一路”東道國基礎設施建設的OFDI，是否一定能給雙邊經濟增長帶來正向效應，不單純由投資額的多少決定，在一定程度上取決于東道國自身的制度環境。因此，本文將通過實證來研究東道國制度對這一問題的影響。

4)可以配合錨索同時使用，錨索可以將多根錨桿產生的應力有效整合連接，同時將受力集中在深部圍巖當中，擴大巖體承受力的范圍；同時錨索能夠給圍巖施加更大的壓緊預應力，與錨桿形成組合骨架結構，做到主動支護圍巖。

5)提高錨桿與錨索的預應力，同時能增大擴散面可以更好展現支護效果。埋深大、斷面大的巷道，可以選取強度高應力大的錨桿或錨索，進行聯合支護，巷道支護要力爭做到一次完成，盡量避免二次返工修復。

3 錨桿支護參數選取

3.1 錨桿預應力

產生預應力是錨桿支護最關鍵參數。預應力太低，錨桿支護應力值小，有效應力區分布孤立，不能將圍巖連成一個整體。如若想要充分發揮錨桿支護作用，需將錨桿產生的應力擴散作用到整個作業面，將多跟錨桿產生應力進行整合，形成統一整體。

選擇預應力錨桿需遵守的原則：不讓錨固區內巖層產生明顯形變。比較合理的錨桿預應力取值范圍是達到錨桿屈服強度的35%～65%。錨桿越粗，強度越高，預應力越大。

2)運用錨桿支護，錨桿強度作用非常顯著，其最主要的手段是將錨桿產生的預應力運用到巖層當中。根據巷道的具體情況確定能夠有效擴散的合理預應力數值尤為重要。若要使錨桿產生的預應力充分發揮其應有作用，需在使用時配合托盤或者金屬網，產生應力集中作用。

錨桿支護，產生預應力及擴散是關鍵作用(見圖2)。確保錨桿產生的預應力能夠保證穩固圍巖所需是主要考慮的原因。單一錨桿產生的預應力較小，須配合托盤或金屬網等將其產生的應力擴散到周邊巖體。

3.2 錨桿長度

河北鋼鐵集團礦業有限公司某礦巷道圍巖內聚力C=1.3 MPa，內摩擦角φ=27°，上覆巖層平均容重γ=26 kN/m3，代入上式得留巷施工巷道的第一臨界深度Hcr1=605 m。該礦生產施工巷道深度為750 m，大于巖體產生非線性大變形的第一臨界深度424 m。

圖4 長度2.0 m的應力分布

圖5 長度2.5 m的應力分布

圖6 長度3.0 m的應力分布

3.3 錨桿密度

在特定的預應力下，一根錨桿周圍形成的壓應力分布區域類似錐形，產生壓應力的大小，按順序依次為錨桿尾部附近、錨桿起始處附近、錨桿自由段中部、錨桿兩端。如果兩根錨桿距離較遠，那錨桿產生的應力區會相互分離，無法形成整體支護結構。隨著錨桿間距減小，一根錨桿形成的壓應力區逐漸靠近、相互疊加，統一為一體，構建成整體結構，當錨桿密集程度增加到一定時，再加密錨桿，則對壓應力區擴大、擴散作用變得不明顯。

可以采用提升錨桿預應力，增大兩根錨桿的距離，達到減少錨桿數量的目的。圖7～8所示的是不同數量、不同間距的錨桿應力場。

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圖7 4根錨桿(間距1.0 m)支護附加應力場

圖8 8根錨桿(間距0.5 m)支護附加應力場

3.4 錨固方式

錨固方式：對于加長樹脂錨桿，須使用2～3支樹脂錨固劑進行。鉆孔直徑Φ30 mm，理論錨固長度1 050 mm，錨固力不低于200 kN。

3.5 錨桿的施工角度

巷道頂板的錨桿施工時，選取的角度對產生的應力場及其擴散范圍影響顯著(見圖9)。錨桿垂直于巷道的斷面進行布置，巷道兩端的角部錨桿與中部錨桿形成的應力區域相互覆蓋，頂板形成了厚度大、分布均勻的應力區域，可以涵蓋大部分錨固區域，錨桿預應力擴散和覆蓋效果好。隨著角部錨桿角度的增大，角部錨桿形成的應力區與中部錨桿應力區開始分離，疊加區域變小。當頂板角錨桿角度達到18°時，兩個應力區域分離明顯。繼續加大角部錨桿的角度，角部錨桿與中部錨桿應力區間隔更大，彼此獨立。因此，在接近水平的巷道中，巷道頂板的兩端錨桿最好選擇垂直于巷道施工。如為施工方便等考慮確實需要留有一定角度，最好不超12°。

(a) 垂直巷道布置 (b) 與巷道夾角10°(c) 與巷道夾角30°

4 巷道錨桿支護設計[2]

4.1 頂板支護

3）從系統工程角度來看，以降低泵壓作為節能的直接手段，面向單井、管線與注配間，綜合應用地面工程、采油工程和油藏工程的措施開展綜合性節能降耗工作，對注水系統節能降耗有一定的指導意義。

錨桿的布置形式：錨桿排距950 mm，每排8根錨桿，錨桿間距850 mm，距頂板端部340 mm進行布置，巷道右頂角錨桿鉛直安裝，其余錨桿全部垂直頂板安裝(考慮施工情況，允許5°誤差)。

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錨桿預緊力矩：不低于500 N·m ，不超過700 N·m。錨桿安裝完畢后30 min內進行擰緊。

錨桿的錨固方式不同，產生的應力場分布區別明顯。通過研究錨桿作用機理，發現錨桿端部產生的預應力范圍大，但錨桿自由段的中部產生應力較小，形成類似“8”字形的應力分布區；加長錨桿預應力作用范圍，形成厚度小的有效應力區域，錐形應力分布區更小；全長錨桿產生應力作用區域更小，減小有效應力區域厚度，形成“酒杯”形的應力分布。

錨桿托盤：160 mm×160 mm×12 mm的高強度拱形托盤，配套使用調心球墊和高強度墊片。

錨索布置：實體錨索排距950 mm，“2-1-2”布置，錨索直徑22 mm，長度6 400 mm，注漿錨索排距950 mm，“2-1-2”布置，錨索直徑22 mm，長度7 400 mm，滯后掘進工作面一段距離進行安裝。

錨索托盤：300 mm×300 mm×16 mm的高強度拱形托盤，配套使用調心球墊，要求托盤承載力大于500 kN。

式中：C—巖石內聚力；a—巷道開挖后的應力集中系數，一般取1.5；φ—巖石內摩擦角；γ—上覆巖層平均容重。

護表構件：頂板采用W鋼帶加Φ7 mm鋼筋焊接鋼筋網進行護表，W鋼帶寬290 mm，厚6 mm，高度不低于30 mm，孔間距950 mm，鋼筋網尺寸2 700 mm×1 100 mm，網格尺寸為70 mm×70 mm，鋪網時應拉緊，搭接長度為80 mm，搭接處用15#雙股鐵絲以花式方式扣接，聯點間距不大于150 mm。

4.2 巷道兩幫支護

錨桿形式和規格：采用MSGLN-500鋼材，桿體為Φ25 mm左旋無縱筋螺紋鋼筋，長度2 500 mm，桿尾螺紋M24 mm。

回采巷道兩幫錨桿布置：錨桿排距900 mm，每排4根錨桿，錨桿間距900 mm，底部錨桿距底角500 mm，頂部錨桿距頂角300 mm，最上部錨桿平行于巷道頂板輪廓線打設，其余錨桿全部垂直巷幫打設(考慮到施工需要，允許5°誤差)。

錨桿預緊力矩：不低于400 N·m ，不超過600 N·m(如果強度過低，錨桿預緊力矩施加比較困難，要求預緊力矩范圍300～500 N·m)。錨桿安裝完畢后半小時內預緊結束。

錨固方式：加長樹脂錨桿的錨固，使用規格為MSK2535、MSZ2535的兩支錨固劑。鉆孔的直徑為Φ30 mm，理論錨固長度1 052 mm，錨固力不低于190 kN(具體錨固力根據現場實測結果進行調整)。

錨桿托盤規格：150 mm×150 mm×12 mm的高強度拱形托盤，配套使用調心球墊和尼龍墊片。

走到一間石砌的小屋前，他沒去推門，而是走向窗戶，嗒嗒嗒地敲起來。窗子沒打開，只聽見里面有個女人的聲音：你又來了，今天不是下雨嗎。米九輕聲回答：我披著氈衣呢，你就放心吧。

非回采側幫錨索布置：每隔一排打設2根錨索加強支護，錨索排距1 800 mm，間距1 000 mm，距頂800 mm，距底1 200 mm，錨索直徑21.6 mm，長度5 300 mm。

依據篇章格律理論，語篇的題目通常是語篇的宏觀主位，段落的主題句是超主位、信息的出發點，分別預測語篇、段落的內容。胡壯麟（1994，2018）論述了主題句與主位銜接的關系，指出段落主位對段落內各句主位起著提綱挈領的作用。Thompson&Zhou（2000）提出的“評價連貫”（evaluative coherence）概念指出“作者試圖對其談論的話題發表評價，評價的基調是保持不變的”（張大群2010b：2）。結合篇章格律可以理解為：宏觀主位、超主位在預測信息內容的同時，也蘊含著作者對所述話題的態度——或褒獎、或貶斥，其評價會輻射整個語篇,像韻律一樣連續不斷地貫穿在語篇的發展過程中。

錨索托盤：300 mm×300 mm×16 mm的高強度拱形托盤，配套使用調心球墊，要求托盤承載力大于504 kN。

錨索錨固方式：樹脂端頭錨固，采用四支錨固劑，兩支MSK2535，兩支MSZ2535。鉆孔直徑為30 mm，理論錨固長度2 103 mm，初始張拉力250 kN，預緊力鎖定損失后不小于200 kN。

圖書館信息素養教育在許多高校還沒設置正式的課程，僅僅作為課外學習內容出現，學生的學習效果難以保證。學生在圖書館尋找信息時缺乏系統的能力，往往感覺困難。目前我國高校開設的主要課程是文獻信息檢索，對此課程缺乏具體的區分，專業領域的文獻檢索課程還較為匱乏，并且大部分高校將此類課程設置為選修課，學生的學習程度不高。

綜上所述，通過種子貯藏技術的概念可以認識到種子貯藏技術是需要將多種因素相結合，然后針對不同農作物種子貯藏性能的不同進行相應的貯藏管理措施。當然最重要的還是要結合當地氣候生態環境的不同，采取更加合理的種子貯藏技術。當然這還需要相關的人員進行深入的探究才能更好的實現對種子良好的貯藏。

護表構件：兩幫可采用鋼筋網和w型護板進行，鋼筋網直徑Φ6 mm，規格尺寸1 600 mm×1 100 mm(非回采側幫)和1 800 mm×1 100 mm(回采側幫)，網格尺寸為70 mm×70 mm，鋪網時應拉緊壓實，搭接長度為70 mm，搭接處用16#雙股鐵絲以三花扣方式搭接，聯點間距不大于140 mm。W鋼護板長450 mm，寬280 mm，厚5 mm。

比如早先有文章分析：“目前我國公民文化素質還不很高的情況下，還有相當數量的讀者停留在較低、較淺的閱讀層次，他們多從事體力和半腦力勞動，知識與技術含量較低，他們讀不懂專業學術文獻，高雅的藝術作品又欣賞不了，因此他們到圖書館的目的就在于休閑娛樂。”那么知識水平低的人閱讀就是淺閱讀，這顯然行不通[1]。

若兩幫出現片幫或超欠挖的現象，為避免出現不貼巖面情況，可使用280 mm×450 mm×5 mm的W鋼護板支護配合菱形網進行，網孔規格為50 mm×50 mm，網片搭接長度為100 mm，采用雙股15#鐵絲逐孔相連，不少于4圈。

4.3 其他條件下支護建議

1)支護