锚杆支护工教案

锚杆支护工教案（精选6篇）

锚杆支护工教案 第1篇

锚杆支护工培训教案

XX煤矿培训科 二零一二年八月

目

录

锚杆支护工培训教材提纲...................................1 锚杆支护工岗位责任制....................................2 锚杆支护工操作安全要点...................................2 锚杆支护工操作前的准备...................................3 锚杆支护工操作前的安全确认...............................4 锚杆支护工操作程序......................................5 事故案例................................................6 锚杆支护工培训教材提纲

一、备课人：xxx

二、备课时间：2012年8月15日

三、培训的目的：使员工掌握所需的安全生产知识、提高安全生产操作技能

四、培训的重点、难点：

锚杆支护工岗位责任制，安全注意事项，以及能熟练操作，并能掌握一些应急防范措施。

五、培训内容：

1、锚杆支护工岗位责任制

2、锚杆支护工操作的安全要点

3、锚杆支护工操作前的准备

4、岗位操作前的安全确认

5、操作程序

6、锚杆支护工危险源的辨识

7、本岗位事故案例

六、课后的思考题：

1、如何履行自己的岗位职责？

2、锚杆支护工的操作安全要点有哪些？

3、谈谈对事故案例的感想及今后预防措施？

锚杆支护工岗位责任制

1、锚杆支护工必须熟悉巷道支护方式及规格，正确使用支护材料。

2、锚杆支护工要有明确的分工，也要精诚合作。

3、锚杆支护工应按要求连接网片、安装锚梁、打注锚杆和锚索。

4、锚杆支护工必须掌握钻孔的深度、垂度、角度及锚杆、锚索外露长度、锚固力、拧紧力等，各项指标符合设计要求。

5、锚杆支护工进行支护前必须严格执行敲帮问顶制度，作业过程中随时注意顶帮变化，严防冒顶或片帮，坚持不违章作业，制止违章作业。对于不符合工程质量要求的坚决按规定补打或重打，直至合格为止。

6、要随时检查钻孔瓦斯涌出情况，严禁超限作业。

锚杆支护工操作安全要点

1、在支护前和支护过程中要敲帮问顶，及时摘除危岩悬矸。

2、严禁空顶作业。

3、煤巷两帮打锚杆前用手镐刷至硬煤，并保持煤帮平整。

4、严禁使用不符合规定的支护材料。

5、锚杆的直径、间距、排距、深度、方向等，必须符合作业规程规定。

6、安装锚杆时，必须使托盘（钢板、槽钢）紧贴岩面，未接触部分必须楔紧垫实，不得松动。

7、锚杆支护巷道必须配备锚杆检测工具，锚杆安装后，对每根锚杆进行预紧力检测，不合格的锚杆要立即上紧；对锚杆锚固力进行抽查，不合格的锚杆必须重新补打。

8、当工作面遇断层、构造时，必须补充专门措施，加强支护。

9、要随打眼随安装锚杆。

10、锚杆的安装顺序：应从顶部向两侧进行，两帮锚杆先安装上部、后安装下部。铺设金属网时，铺设顺序、搭接及联接长度要符合作业规程的规定。铺设网时要把网张紧。

11、锚杆必须按规定作拉力试验。煤巷必须进行顶板离层监测，并用记录牌板显示。

12、巷道支护高度超过2.5m，或在倾角较大的上下山进行支护施工，应有工作台。

锚杆支护工操作前的准备

1、备齐锚杆、网、梁、锚固剂、垫片等支护材料，并检查其材料质量是否合格，严禁使用不合格、变质的支护材料。

2、备齐施工机具（如风钻、煤电钻、钻杆、钻头等）并检查其完好性，严禁使用弯曲的钻杆、失爆的煤电钻等不合格规定的钻具。

3、检查施工所需的风、水管路及风嘴、水针，确保畅通。

4、空载试运转机具，确保正常使用。

5、检查控顶距及顶、帮永久支护情况，进行敲帮问顶工作。

6、检查、照看施工中腰线。

7、严格按“掘进钻眼工第4~8条”进行检查、处理。

锚杆支护工操作前的安全确认

一、施工前安全确认内容

手指口述：安全退路畅通，确认。手指口述：顶帮活矸危岩已处理，确认。手指口述：机载临时支护支设可靠，确认。手指口述：风水管路连接可靠，确认。手指口述：锚杆钻机完好，确认。

（二）、施工中安全确认内容 手指口述：眼位已确定，确认完毕。手指口述：钻杆连接可靠，确认。手指口述：锚杆孔深度达到要求，确认。手指口述：孔壁已清洁干净，确认。手指口述：垫片、螺母已上好，确认。手指口述：金属网已连接好，确认完毕。

（三）、施工后安全确认内容

手指口述：支护质量符合要求，确认。手指口述：风水管路已关闭，确认。手指口述：钻机已放在指定位置，确认。手指口述：钻头、钻杆已收好，确认。

锚杆支护工操作程序

1、准备、检查支护材料、支护机具及风、水管路，处理隐患问题。

2、敲帮问顶，处理活矸危岩。

3、进行临时支护。

4、当顶板涌水量大，锚杆无法安装时，应在与设计锚杆眼平行距设计锚杆眼300mm处重新打一个锚杆眼进行锚杆安装。

5、按中、腰线标定眼位。

6、钻眼。

7、安装锚杆、金属网、锚梁，上垫片。

8、测试锚杆锚固力，检查支设质量，对不合格的锚杆进行补支处理。

9、清理现场，收拾好钻具、材料。

锚杆支护工危险源辨识

1．装卸锚杆操作不规范，作业规程未对树脂药卷运送要求。2．启动前未检查锚杆机的完好或检查不到位，操作锚杆机时，没仔细观察周围环境。

3．启动锚杆机前未检查水路、油路。4．未检查或检查不到位，顶板、两帮状况差。

5．操作不当；掘进支护工戴手套、松散袖口、衣襟作业；液压管路接口松动或老化；锚杆机不完好；持证上岗、熟悉本岗位工作、熟练操作，锚杆钻机，锚杆钻机钻杆。

6、敲帮问顶工具不合适。

7、顶板和巷帮不完好。

8、高空作业未挂保险带。

9、打眼过程中操作不当或操作人员配合不当。

10、锚杆安装质量不合格。

事故案例

1、事故经过：

1999年4月22日晚六点班，XX掘进工作面正在生产。由于该工作面顶板压力大，煤壁松软，不时有大块煤块折帮。当班21点左右，扒装机前移后，跟在机后清理卫生的徐XX被突然折帮的煤块砸在右小腿上，造成小腿轻微骨折，肌肉撕裂。

2、事故原因：

（1）员工徐XX自主保安意识差，对煤壁折帮可能造成的危害辨识不到。

（2）当班班长班中巡查不到位，不能够对工作面存在的危险源及时提出警示。

（3）工区安全教育培训不到位，致使职工对危险源辨识能力不强，安全防范意识差。

3、防范措施：（1）加强对职工的安全教育培训，提升安全防范意识和危险源辨识能力。

（2）跟班人员及班长班中加强巡查，及时就工作面存在的隐患问题、危险源对职工提出警示。

锚杆支护工教案 第2篇

2012年8月28日

锚杆支护工培训教案

一、培训时间 2012年8月28号

二、培训地点 维修一队会议室

三、授课人

李东东

四、培训内容 1.班前会

1.每个上岗干部和职工，都应按时参加班前会，了解情况，接受任务，熟记安全注意事项。（安全要点：不参加班前会者不准上岗）

2.值班队干部、跟班班干部、当班班组长要认真组织好班前会。3.班前会内容

（1）认真及时传达上级的有关指示、指令和有关的规定要求。

（2）认真传达上一班的安全生产作业情况和作业现场情况。

（3）认真安排本班的安全生产计划、要求和班前准备工作应注意的事项。

（4）掌握本班上岗职工的身体和情绪情况。（安全要点：①身体欠佳精神不振者不准下井②酒后不准下井）检查职工持证上岗情况

4.安排工作中的动态安全联保互保工作。5.安排携带本班所需的配件和工具。2.班前准备

1.按规定佩戴好劳动保护用品。

2.携带好随身作业工具，保证行动安全方便。

3.井下工领取矿灯和自救器时，要检查是否齐全完好，性能可靠。（安全要点：有问题的要随时更换。）

4.刀、斧等锋利工具必须套上护套，避免碰伤他人。

5.携带便携式瓦检仪的人员，要携带完好、准确地便携式瓦检仪上岗。

6.需办理有关工作票和入井证的，应提前办理好，并注意随身携带。

7.所有岗位人员必须携带安全工作资格证，无证不准上岗。8.高空作业人员，应检查、携带合格的保险带和安全帽。3.入井

乘坐电机车或单轨吊人车

（1）所有乘车人员要在规定地点按指挥，顺序上车或下车。（2）必须乘坐专人运人车辆，没有特殊允许，不准乘坐其他车辆，更不准乘坐底卸式矿车或其他重煤车、材料车、平板车等。（3）已发出开车信号或车未停稳时，严禁上下车，更不准在列车行进中扒、跳车。（4）严禁超员乘车。

（5）严禁将身体或携带的长物伸出车外，严禁将所带的物件触到架空线。

（6）严禁在车内躺卧和瞌睡，更不准在车内打闹嬉戏和摘掉安全帽。

（7）携带超大物件和运送火工品人员乘车，要严格遵守《规程》规定，服从管理人员安排，不准强乘。

（8）车辆掉道时，应立即向司机发出停车信号。

4、井下行走

1、在运输大巷行走

要严格执行矿井大巷运输管理制度。（安全要点：在横跨大巷、交叉口、弯道时必须“一停、二看、三通过”。

2、在采区巷道行走

（1）严格认真执行矿上的巷道行走规定，坚持“行车不行人，行人不行车”。

（2）进出工作面，应尽可能走胶带运输巷，严格禁止在胶带或溜子上行走、扒乘。横跨时，必须由人行过桥通过。（安全要点：胶带运输机和刮板运输机不论是否开动，都不准在上面行走或跨越。）

（3）跨越钢丝绳时要小心谨慎，无论何时都不准骑着钢丝绳行走，通过弯道，要走钢丝绳外侧。

（4）通过弯道、交叉口、风口等时，都应一停、二看、三通过，随时注意来往车辆。

（5）在巷道行走时要注意力集中，随时注意路面和巷道支护情况。

（6）在采区巷道行走，通过一风门后，必须随手关闭，严禁同时打开两道风门。

3、携带物品行走

（1）携带长件器具行走，要注意力集中，避免碰伤人或电灯线等，尤其不能碰触电机车架空线。

（2）多人扛抬设备或物料行走，要事先与有关人员联系，取得同意后，停车再行人，扛抬行走要协调配和，相互照应，安全抬运。

（3）携带火工品行走人员必须按《煤矿安全规程》和有关工种《岗位标准化作业标准》要求认真执行，保持一定的间距，中途不准逗留。

4、在采掘工作面行走

（1）在采掘工作面行走要时刻注意周围的支护情况，并执行敲帮问顶制度。

（2）采掘工作面行走要走工作面的人行道，不准在溜子道内行走，严禁在支护不全或顶板有问题的地方站立或休息。（3）班中餐时，要先关闭生产设备，到指定地点或安全地点就餐。

（4）不准随意骑跨越胶带、溜子等运输设备。应走行人过桥或打招呼停机后再过。确因工作需要，必须有相应的措施。（5）不准随意进入无支护的煤墙旁，如确因工作需要，必须有相应措施。

（6）不准在工作面相互打闹嬉戏，也不准钻进采空区休息作业、休息，更不准在井下睡觉。

（7）采掘工作面因故停风，要自动停下工作，并在班组长的指挥下及时、有序的撤离工作面。

5、其他井下行走要求

（1）所有下井职工，都应熟悉行走路线，特别是避灾路线，熟悉本矿井规定的各种信号、巷道标志等。

（2）井下人员行走应有序地结伴而行，不要乱动沿途设备，爱护各类设施。

（3）通过设有挡车栏、挡车门的地方，打开通过后要随手关闭。（4）已设置栅栏和挂有危险警告牌的巷道，严禁擅自进入。（5）通过个别负压较大的风门时，应先打开泄压孔卸压，两人以上合作打开风门，等人员都通过后及时关闭风门，并同时关上卸压孔。

（6）从有人工作的立体交叉巷道上面通过时，要向联系再通过。（7）行进中接近放炮警戒区时，必须停止行进，听从警戒人员的指挥。

（8）沿途如发现支护设施有问题或设备电缆有明火失爆以及特殊烟雾和透水征兆等异常情况，都应及时向矿调度室和有关领导汇报，并采取力所能及的相应处理措施，同时做好自我保护。（9）无论乘车或行走时，非紧急情况，不准任何人随意乱发各种紧急信号。

（10）井下职工班中及班后乘车、行走、乘罐等，都必须严格执行本《通用标准》的有关要求。

5、自救互救

1、井下瓦斯、煤尘爆炸事故

（1）迅速背朝爆炸冲击波传来的方向卧倒，脸朝下（右水沟的地方要卧倒在水沟侧，用湿毛巾捂住口鼻，用衣物盖住身体裸露部位）

（2）爆炸瞬间，要尽力屏住呼吸。（3）迅速佩戴好自救器并辨别方向。

（4）沿避灾路线，逆着风流方向走，尽快进入新鲜风流，离开灾区。

2、井下火灾事故（1）救火 ①马上切断电源 ②用灭火器进行灭火。③向调度室汇报 6.作业知识

一、作业

（一）作业前的准备

1、接受作业任务清理作业现场，检查支护材料规格、质量是否符合规定2、3、敲帮问顶，检查支护完好情况

根据作业规程规定的锚杆布置方式，量取中腰线，确定间排距

4、搭设好工作台，铺设顶网，并用网丝把梯子梁捆绑在顶网上，位置按作业规程规定，同时把新铺设的网与原支护的顶网花联

5、前移前探梁，挑起顶网与梯子梁，并用绞顶大板、配合木楔、刹杆把顶背紧，使网紧贴顶板

6、把风、水管理顺，运至工作面，抬进钻机、钻杆等，将风、水管分别用安全夹、销与钻机连接牢固，打开风、水阀门、进行试运转。

（二）打顶眼1、2、3、先打顶中部眼，后打顶角眼

操作者分腿站立，双手紧握操作手把，身体保持平衡 扶钻人一手握住钻机扶手，一手将一短钻杆插入钻机连接套内向操作者发出开钻信号

4、操作者缓送气腿阀门，使气腿慢慢升起，对准眼位顶紧。点动钻机，待眼位固定钻进一定深度时，开水，扶钻人退到操作者身后侧监护

5、当钻进约500mm深度时，全速钻进

6、扶钻人待钻机停止运转后，下落钻机，拔出短钻杆，换上长钻杆，打至设计深度

（三）安装顶锚杆

1、按作业规程规定的树脂药卷型号、数量及顺序用锚杆杆体轻推入孔2、3、安装搅拌器，把搅拌器尾端与钻机连接好

缓开气腿阀门，将树脂药卷顶至孔底，开机交班，边搅边推直到锚杆顶端推到眼底时，全速搅拌不少于30s，顶推1min左右

4、在扶钻人帮助下落下钻机，卸下搅拌器，换上紧固器，待1min初凝后，把锚杆螺母紧固至规定预紧力

5、循环作业安装完顶锚杆

（四）打帮眼1、2、铺帮网，按作业规程规定量取间排距，标定眼位 用帮锚杆钻机打眼，扶钻工扶住钻杆，使钻尖对准眼位，点动钻机钻进50mm后，扶钻工退至操作者后侧，全速钻进，打至设计深度后，来回串动钻杆清除钻孔煤粉

（五）安装帮锚杆1、2、3、安装药卷并搅拌

卸下搅拌器，待1min初凝后将螺母紧固至规定预紧力 循环作业安装完帮两锚杆

（六）补联网 按作业规程要求双丝双扣，孔孔相连，扭结不少于三圈

（七）打锚索眼1、2、3、根据作业规程规定标定锚索眼位 打眼

每根钻杆打完后，落下钻机先关风，后关水，拔下钻杆，再续接一根，待扶钻工撤离后，继续升钻打眼至规定深度，溢水清孔

4、从下往上依次卸下钻杆，把钻杆放在规定地点

（八）安装锚索

1、按作业规程规定的树脂药卷规格、数量、顺序，用锚索锚固头轻轻将药卷送入孔底2、3、4、搅拌 卸下搅拌器

张拉，安装锚索组合构建，按作业规程规定张拉锚索至规定预紧力，张拉时要两人写作，张拉油缸与钢绞线保持在同一轴线上，操作人员要避开张拉油缸轴线方向

5、切割。使用液压切割器切割锚索，要两人写作，采用专用套管将钢绞线套好，防止钢丝散落，切割下的钢丝束放至规定地点。切割时，切割器前方5m范围内不得站人，切割后的锚索外露长度符合作业规程要求

（九）锚杆质量检测

1、锚杆预紧力检测：采用力矩示值扳手检查，每根锚杆螺母预紧力矩应符合作业规程要求，对检查不合格的螺母，应重新拧紧至规定预紧力

2、锚杆锚固力检测：采用锚杆拉拔仪进行锚固力检测，锚杆锚固力抽样抽检率为1%，每300根顶（帮）锚杆抽样一组（3根）进行检查，不足300根式，按300根考虑，锚杆锚固力低于作业规程规定值时，应在其周围补打合格锚杆

3、锚杆角度检测：采用锚杆角度测量仪进行检查，锚杆角度应符合作业规程要求，对检查部合格锚杆应重新补打

（十）特殊问题处理

1、如果巷道地质条件发生变化（出现断层、褶曲、淋水等）时，应重新调整支护参数或采取应急措施及时处理

2、开切眼断面较大时，一般采用两次成巷，一次成巷后进行扩帮，扩帮时，可在巷中打设信号点柱

3、施工中举步出现高顶，先封顶，控制冒顶范围扩大，并及时打设点锚或锚索加强支护，出现举步高顶托梁不能贴顶时，应加垫半圆木或木托板。

锚杆支护工考试试题

一、填空题:（每空2分，共20分）

1、《煤矿安全规程》规定，工作面有两个或两个以上自由面时，在煤层中最小抵抗线不得小于。

2、矿山企业职工必须遵守有关 的法律、法规和企业规章制度。

3、有瓦斯矿井使用煤矿许用毫秒雷管时，最后一段延期时间不得超过。

4、锚杆支护与金属支架支护比较，掘进工程量减少约 %。

5、《煤矿安全规程》规定，巷道坡度大于

时，严禁人力推车。

6、采用锚杆支护的巷道，必须按规定做

试验。

7、采用锚杆支护的煤巷，必须进行

监测，并用记录牌显示。

8、锚杆的锚固力不得小于设计值的。

9、使用力矩扳手的作用是使螺丝达到规定的。

10、《煤矿安全规程》规定，采掘工作面的进风流中，氧气浓度不得低于。

二、选择题:（每题1分，共10分）

1、每个生产矿井至少有2个能行人的通达地面的安全出口，各个出口距离不得小于（）。A、20m B、30m C、40m D、50m

2、人力推车时，同向推车的间距，在轨道坡度大于5‰时，不得小于（）米。

A、10 B、20 C、30 D、50

3、压入式局部通风机和启动装置，必须安装在进风巷道中距回风口不得小于。

A、5 B、8 C、10 D、15

4、延长巷道的中心线，最少依据

个原有中心线点。A、一

B、二 C、三 D、四

5、反向爆破是将引药放在 位置上。A、眼口

B、中间 C、眼底

6、锚杆方向与井巷轮廓线（或岩层层理）允许最小夹角（）。

A、70°

B、75°

C、80° D、90°

7、煤巷全锚支护巷道锚杆外露长度，露出托板的尺寸要求为。

A、小于10mm B、0—50mm C、大于50mm D、小于等于50mm

8、瓦斯爆炸的三个条件是瓦斯的浓度、高温火源及足够的氧气含量，其中瓦斯浓度为。

A、5—16% B、6—11% C、11—16%

9、锚杆支护作用原理是。A、自承能力支护 B、承受能力支护 C、组合梁作用原理 D、悬吊作用原理

10、《煤矿安全规程》中规定掘进中的煤巷和半煤岩巷的最低容许风速为 m/s。

A、0.65 B、0.45 C、0.25 D、0.15

三、判断题:(每小题1分，共15分，对的打“√”，错的打“×”)

1、掘进工作面严禁空顶作业，靠近掘进工作面5米内的支护，在爆破前必须加固()

2、使用延期电雷管爆破的工作面，通电以后拒爆时至少等5分钟，才可沿线路检查原因。（）

3、矿井开拓方式有平硐开拓，斜井开拓和立井开拓三种。（）

4、《煤矿安全规程》规定，不得使用一台局扇同时向两个作业的掘进工作面供风。（）

5、局扇恢复通风前，必须检查瓦斯，只有在局扇及其开关附近10m以内风流中的瓦斯浓度不超过0.5%时，方可人工开启局扇。（）

6、采掘工作面风流中CO2浓度达到1.5%时，必须停止工作，撤出人员，查明原因，制定措施，进行处理。（）

7、爆破地点附近20m以内风流中瓦斯达到1.5% 时，严禁爆破。（）

8、在软岩中使用锚杆支护时，必须全长锚固。（）

9、“一通三防”是指做好矿井通风管理中防止瓦斯、火灾、顶板事故的发生。（）

10、锚杆锚杆支护作用原理是承受能力支护。（）

11、金属倒楔式锚杆的锚固力大小，取绝于楔子的打紧程度。（）

12、树脂药卷不属于可燃物品。（）

13、管缝锚杆直径一般比纤头直径小1.5-3mm。（）

14、锚杆眼最好垂直岩层层面，最小角度不小于75°（或垂直于巷道轮廓线）。

15、打锚杆眼前，必须首先敲帮问顶，将活矸处理掉，在确保安全的条件下，方可作业。（）

四、名词解释:（每小题8分，共24分）

1、敲帮问顶――――

2、自由面――――

3、光面爆破―――

五、简答题:（每小题10分，共计20分）

1、对锚杆眼有什么要求？

2、锚杆的质量检查都有哪些内容？

六、综合题:（11分）

采用锚杆支护，在施工安全上应遵守哪些规定？

锚杆支护工试题(一)答案：

一、填空（20分）

1、0.5米

2、矿山安全 3、130毫秒 4、20 5、7‰

6、拉力

7、顶板离层 8、90%

9、扭矩 10、20%

二、1、B

2、C

3、C

4、C

5、C

6、B

7、D

8、A

9、A

10、C

三、1、×

2、×

3、×

4、√

5、√

6、√

7、×

8、√

9、×

10、×

11、√

12、×

13、×

14、√

15、√

四、名词解释：

1、敲帮问顶―――是指开工前由当代班长对工作面的顶板和两帮进行详细检查，有浮矸危岩及时用钎杆撬掉。

2、自由面――――被爆破的岩体或煤体与空气接触的界面。

3、光面爆破―――是一种合理利用炸药能量的控制爆破技术，工作面爆破后，巷道断面的形状和尺寸基本上符合设计断面的轮廓要求，周边岩壁平整、成型规整、岩石保持稳定，不产生或很少产生炮震裂隙。

五、简答题：

1、答：(1)锚杆眼的间距、排距、孔深及数量必须符合设计要求。(2)锚杆眼最好垂直岩层层面，最小角度不小于75°(或垂直于巷道轮廓线)(3)锚杆眼内外眼径一致，深度与锚杆长和结构相吻合。(4)眼内要吹净岩粉，积水。

1、答：锚杆除检查其成品，半成品的材质和安装的间距、排距、角度、孔深、外露长度及托板、砂浆质量外，更重要的是作锚固力试验。

七、综合题：

答：

1、打眼前首先敲帮问顶，撬掉浮岩、活石，确保作业场所安全，方可作业。

锚杆支护工教案 第3篇

1.1 地应力测量

我国比较常用的方法是应力解除法和水压致裂法, 每一种应力测量技术都要扰动岩石, 以便产生能够进行现场量测的“量” (一般是量测位移值或应变值) , 再按一定的理论方式进行分析计算。如果误差控制在0.4MPa以内。

水压致裂地应力测量装置如图1所示, 该仪器由分隔器、注水阀门、水压管、流量计高压泵及记录仪等部件组成

1.2 巷道围岩强度测试

采用WQCZ 56型围岩强度测定装置进行井下围岩强度测试如图2所示, 由围岩强度测定仪、探头、手动泵、高压管、延长杆等部件组成。探头多4mm、测量深度30m, 尤其适合井下快速测量工作。岩体强度的测定在井下巷道围岩钻孔中进行。

通过对多组岩石试样同时用围岩强度测定装置及实验室压力机做了岩石单轴抗压实验。

2 煤巷锚杆支护设计方法与软件

2.1 动态信息设计法

2.1.1 按设备尺寸、通风要求和巷道围岩变形预留量, 设计合理的巷道断面形状与尺寸。

2.1.2 按巷道条件, 确定模拟范围、边界、模拟围岩和支护构件的力学模型。

2.1.3 确定包括不同锚杆支护密度、直径、长度、预紧力, 及有无锚索等支护模拟为了测定整个钻孔长度上岩层的抗压强度, 每隔200mm-300mm取一个测试剖面。

2.1.4 分析锚杆密度、直径、长度和预紧力等模拟方案对支护的影响, 确定最佳支护。

2.2 适合工程技术人员使用的设计软件

某煤矿煤巷锚杆支护设计软件由以下4个部分组成:

2.2.1 数据库系统:

包含设计巷道地应力、围岩强度、围岩结构、巷道使用特征等各个参数圆咨询系统:包含与煤巷锚杆支护有关的地质力学测试、设计方法、支护材料、施工机具和矿压监测仪器等内容。

2.2.2 设计系统:

按巷道参数进行锚杆支护设计。

2.2.3 绘图系统:

按设计系统提供的锚杆支护设计。

该煤巷锚杆支护设计软件系统提供的主要功能包括:查看各煤矿地质力学参数的图表和图形数据资料;提供煤巷锚杆支护技术咨询;设计巷道支护参数;打印输出巷道支护材料消耗清单和巷道支护三视图。

3 高强度树脂锚杆与锚索支护系统

3.1 锚杆杆体材料

我国煤矿原来主要使用Q235普通圆钢锚杆, 锚杆直径一般为14mm-16mm, 长度为1.4m-1.8m, 破断力仅为50-70k N。在复杂困难巷道中, 由于锚杆支护阻力不够, 导致巷道围岩变形剧烈。由于锚杆密度大, 巷道安装锚杆的数量多, 会影响巷道掘进速度。为改变锚杆支护落后的局面, 开发了锚杆专用钢材, 把杆体设计为左旋无纵肋螺纹钢筋, 确定杆体公称直径为18-25mm, 杆尾螺纹段采用滚压工艺加工。在锚杆杆体材质方面, 开发了基于材质和调质处理的两大类高强度锚杆杆体, 设计了3个级别的螺纹钢筋。对于直径为22mm的BHRB600型钢筋, 屈服力达235.6k N, 破断力达311.6k N, 是同直径普通圆钢的2.16-2.64倍。

3.2 树脂锚固剂

树脂锚固剂为高分子材料。我国在树脂锚固剂配方改进和生产技术上做了大量工作, 已形成系列产品, 锚固剂尺寸有多种规格, 从直径划分, 常用的有23mm、28mm、35mm;从长度划分, 常用的有300mm、330mm、350mm、450mm、500mm、600mm、660mm、750mm、880mm等。还有双速锚固剂, 即在一支锚固剂中, 前一段是快速或超快速, 后一段是中速, 方便在井下安装。

3.3 W型钢带

钢带是煤巷锚杆支护中的重要构件。它把单根锚杆联结起来组成一个整体承载结构, 提高锚杆支护的整体效果。钢带由薄钢板压制成坪型, 钢带上有钻孔, 钻孔形状为圆形或椭圆形。此外, 一些煤矿为节省钢材, 在适当的条件下来用钢筋托梁代替钢带, 也取得了较好的效果。

3.4 小孔径树脂锚固锚索

小孔径树脂锚固预应力锚索加固技术适合回采巷道特点。采用树脂药卷锚固, 能像安装普通树脂锚杆那样用锚索搅拌树脂药卷进行加长锚固。其安装孔径为28mm, 用普通单体锚杆机即可完成打孔、安装。树脂药卷固化时间短, 锚索可以及时、快速承载。小孔径锚索主要用在破碎、复合顶板巷道;放顶煤开采沿煤层底板掘进的煤顶巷道;软弱和高地应力巷道;及大跨度开切眼和巷道交叉点。其主要技术参数为:钻孔直径28mm;锚索直径15.24-18.96mm;索体破断力为260-400k N。锚杆支护已成为安全高效矿井必备的配套技术, 应用广泛。

参考文献

[1]郭奉贤, 席振修.煤矿开采与掘进[M].北京:煤炭工业出版社, 2008, 10.

锚杆支护技术研究 第4篇

关键词：煤矿锚杆支护失效原因分析

0引言

由锚杆支护发展起来的锚网支护、锚网带支护、锚网喷支护、锚网带支护、喷锚喷、锚杆修护技术等支护工艺在矿区围岩支护中广泛应用并且收到了良好的经济效果。但在现场的实践过程中，由于多方面的原因可能導致锚杆支护失效，甚至引起安全事故，下面笔者结合自己多年工作经验进行了具体的阐释。

1锚杆支护失效原因分析

锚杆支护是一项技术含量相对较高的支护技术，锚杆支护效果的好坏取决于多方面的因素，无论哪一个环节出现问题，都有可能造成锚杆支护失效。为此必须综合考虑多方面的因素对锚杆支护的影响，保证有效的支护。

1.1地质条件的变化是造成锚杆支护失效的主要原因众所周知，在巷道施工以前，技术部门要根据锚杆支护理论，通过精心设计计算，并根据具体的围岩情况计算出所用锚杆长度，并经过矿区验证后确定出合理的支护参数。锚杆长度是最重要的支护参数。锚杆长度主要是根据围岩松动圈的范围来确定的，不同的围岩条件，其围岩松动圈的范围各不相同，有的甚至相差较大。现场如果不能根据具体的地质条件进行有针对性的锚杆支护参数设计计算，就会造成实际使用的支护参数不能很好地适应地质条件的变化。现场许多矿井也正是由于简化设计或干脆采用工程类比法来进行锚杆支护参数设计，从而为锚杆支护失效埋下了隐患。为此从技术层面上完善设计，消除隐患是关键。

1.2减少锚杆外露长度，确保有效支护长度在锚杆杆体长度一定的条件下，锚杆外露长度长，就会相应地减少有效的锚固长度。锚杆支护就是要在支护参数一定的条件下最大限度地增加锚固长度，这对于提高支护效果是有积极意义的。现场一般采用以下方法来保证有效的支护长度。①在施工中，钻孔的长度一般长于锚杆体的长度5－10cm，采用国外的一种断头锚固式锚杆，这种锚杆不露尾巴：②利用国内快速安装的锚杆，如螺母装有垫片或已固化的树脂；③利用快速安装锚杆的套筒。放置螺帽的这一段六角孔不能太长，基本要与螺帽的厚度一致：利用非快速安装专为搅拌树脂锚固剂用的套筒式，套筒深度不能太小，略大于托盘、垫圈和螺帽三者厚度即可。

1.3锚杆杆体材料及设计对于锚杆的承载力影响很大。我国目前使用的锚杆存在的问题主要是承载能力低，且延伸量小，不能有效的控制和适应围岩的变形。采用等强锚杆式克服了锚杆尾部公称直径小(小10％－14％)，强度低的问题，但是同时也存在了由于等强锚杆在加工时引起的锚尾脆性大，实际应用中容易破断的问题。在当前条件下等强锚杆在现场仍普遍应用，但随着开采深度的加大，地应力相对增加，需要研制更为新型的锚杆。

1.4施工队伍及人员的素质对锚杆支护效果影响很大。锚杆支护工艺繁琐，人为影响因素多，如锚杆的角度、锚杆孔的深度、锚杆支护的“三经”匹配情况、锚杆预应力及锚固力的大小、托盘与煤岩壁的贴紧程度、不同凝固时间的锚固药卷的安置顺序及充分搅拌情况、锚杆间排距及位置的确定等，每一道工序的施工偏差均对锚杆支护质量有较大的影响。因而通过有效的技术培训及教育，提高施工人员的素质，消除以上人为因素的影响对于提高锚杆支护效果意义重大。

1.5巷道开挖后的及时支护并提高锚杆预紧力对于增加围岩强度、控制围岩早期的变形和破坏、发挥围岩自身承载能力，提高锚杆支护效果具有重要意义。巷道在开掘后，顶板及两帮围岩就会发生变形。对于由多分层组成的顶板，如果不及时支护，一旦发生离层，岩体整体强度就会降低，就很难发挥其自身的承载能力。而及时支护安设锚杆，并给予合理的预紧力，就可以减少围岩拉应力区，改变围岩的应力状态，提高围岩强度。锚杆预紧力不仅可以消除锚杆的初始滑移量，而且能给围岩施加一定的预紧力，提高了岩层层面的摩擦力和粘结力，从而能提高组合梁的强度，并能充分发挥岩石自身的承载能力。

1.6完善锚杆支护的安全监测对于保证锚杆支护的效果有重要作用。锚杆支护具有较大的隐蔽性，为此，必须加强工程质量监测及矿压监测，以便及时掌握现场的实际支护效果，围岩的动态变化，掌握巷道的变形规律，以便及时调整支护参数设计，有效指导巷道施工。并能做到超前防范，避免事故的发生。现行的监测方法一般有：施工前采用顶板光纤窥视仪，探察顶板岩性条件，施工后的巷道按一定的距离安装顶板离层指示仪，测力锚杆、围岩深部多点位移计等监测顶板下沉量。

2结论

锚杆支护工知识竞赛题 第5篇

一、填空题

1、锚杆锚固形式按锚固长度可以分为端锚和 全长 锚固。

2、锚杆外露长度标准为露出螺母 10-40mm。

3、采用锚杆支护时，锚杆必须按规定做拉力实验，煤巷必须进行顶板离层监测，并用记录牌板显示。

4、锚杆“三径”的合理匹配是获得最大锚固力和最佳经济效果的关键，这“三径”是指钻孔直径、药卷直径、锚杆直径。

5、矩形巷道锚杆支护的主要作用是：组合梁、悬吊作用。

6、采用锚杆支护时，锚杆必须采用机械或力矩扳手拧紧，确保锚杆的托盘紧贴巷壁。

7、锚杆巷道锚杆间排距允许偏差为-100~+100 mm。

8、棚式支护属于被动支护。

9、施工前要准备好施工所需要的风管、水管和电缆，对作业场所顶板 和两帮进行检查，严防片帮冒顶伤人。

10、锚杆（索）安装、螺母扭矩、抗拔力、网的铺设连接符合设计要求，锚杆应与井巷轮廓线切线或与层理面、节理面裂隙面垂直，最小不应小于75度。

11、锚杆支护工在安装钻杆前要检查钻头是否锋利，检查 水道 是否畅通，严禁使用弯曲的钻杆打眼。

12、工作前对锚索钻机进行检查时所有的操作控制开关，都处在零（关闭）位置。

13、操作人员的衣服袖口要扎紧，配戴防尘口罩，严禁带动力点眼，打眼时如遇顶板煤岩破碎及时汇报，采取补强支护措施。

14、钻孔时要按作业规程及设计的要求，标好孔位，竖起的钻机，必须找好位置，与顶底板卡牢，并尽量与顶板或层理垂直。

15、钻孔时确定好眼位，稳起钻机，先进行风水压力试验，待风水压力稳定后，方可施工。

16、开始钻眼时，用低转速，随着钻孔深度的增大，调整到合适转速，直到眼孔到位。

17、在软岩条件下，锚杆机用高转速钻进要调整支腿推力，防止卡钻;在硬岩条件下，锚杆机要用增加支腿推力钻进，要缓慢增加支腿推力。

18、钻眼过程中必须观察顶帮变化，检查施工地点围岩和支护情况有问题立即处理;钻眼时必须采用湿式打眼，严禁干打眼。

19、钻眼时采用短钎开眼，长钎套眼的方法，随时掌握好钻孔、深度。更换钻钎时，必须待钻机站稳，推进油缸降回零位，液压马达停止旋转后，扶机人员方可换钎。

20、钻眼过程中如遇孔内有水，瓦斯涌出异常压力增大等应停止钻进，不许退出钻杆，并及时向矿调度室汇报，等待处理。

21、使用中速锚固剂,一般缓推猛搅,逐渐将杆体送到眼底;使用超快或快速锚固剂时要快推慢搅，迅速将杆体送到眼底。

22、施工过程中，其他人员不得在附近作业或逗留。钻机附近10 米范围内不得有闲杂人员。

23、支护完毕停钻时必须先停钻，后停水。

24、锚杆对孔眼深度的适应性很有限，过深和过浅都会造成孔眼报废。应该根据规程设计及锚杆长度确定孔眼深度。

25、打锚杆眼时，应从外向里进行。同排锚杆应先打中间后打两边。断面小的巷道打锚杆眼时要使用长短套钎。

26、搅拌装好的树脂药卷时，必须一次完成，中途不得停机，严格控制搅拌时间。

27、对上一班施工安装的锚杆必须逐根进行检查，发现螺母扭矩不足时必须进行二次紧固，以确保锚杆螺母扭矩达到规程设计规定要求。

28、施工中必须随开眼随锚固，不得将一排锚杆眼打完后再统一安装锚杆。

29、锚杆支护工必须掌握作业规程中规定的设计要求、锚杆支护技术参数和质量标准等。

30、运用支护手段并充分利用巷道周壁的原岩体，共同发挥其支撑巷道的作用，人们通常称这种支护为主动支护。

31、锚杆安装完毕后，对每一架锚杆编号，建立锚杆支护台帐，要将眼深锚固长度、外露长度、超外露长度数量及剪断外露部分的长度、支护位置等记录齐全。

32、每台钻机必须由三人负责作业，一人观察、一人操作、一人辅助，互相配合。

33、影响锚杆支护施工及支护质量的主要工序有开拓成型、锚杆锚固两道工序。

34、使用锚杆机钻孔时，均匀供给气腿进气量，避免因推力不均而造成钻孔速度慢，卡钻、断钎等。

二、单选题

1、锚杆（索）安装、螺母扭矩、抗拔力、网的铺设连接符合设计要求，锚杆抗拔力预应力不应小于设计值的（C）

A70%

B80%

C90%

2、（A）使用锚杆支护时，必须全长锚固 A、软岩 B、硬岩

C、砂岩

3、锚杆的抗拔力最低不小于设计值的（B）。

A、80% B、90% C、95%

4、锚杆支护形式不适应什么地层（A）。

A、流沙层

B、软岩层

C、破碎岩层

5、锚杆材质检验规定，同一规格的锚杆每（B）根抽样检验一次。

A、1000

B、1500 Ｃ、2000

6、锚杆支护工在搅拌树脂药卷停止后，须等待树脂经过一定时间固化，超快速凝固的CK型需(A)分钟。

A、5B、10

C、15

7、打眼儿时，锚杆孔要尽量与顶板岩石层理面(B)。

A、斜着

B、垂直

C、平行

8、支护工必须严格按(B)规定角度打眼。

A、操作规程

B、作业规程

C、质量标准

9、打眼过程中，注意观察钻杆的(C)以及接头的完好情况。

A、平行度

B、斜交角度

C、垂直度

10、树脂锚杆由杆体、钢托板和(A)及前端的树脂药卷组成。

A、螺母

B、钢卡

D、卡缆

11、全长树脂锚固锚杆对被锚固岩层提供的约束力远远（A）端部锚固锚杆。

A、大于

B、小于

C、等于

12、对于巷道由支撑体支撑住围岩，用来维护有效巷道空间，这样支护叫(A)。

A、被动支护

B、主动支护

C、强化支护

13、上岗员工必须经过四级以上资质安全培训机构培训考试合格并取的《安全资格证》、《操作资格证》，方可持证上岗。新员工必须在师傅的带领下实习(C)个月，经考核合格，方可独立工作。

A、5

B、4

C、14、施工前应执行敲帮问顶制度，用长度大于(B)米的专用长柄工具，把片帮、马棚、伞檐处理掉，确认无隐患现场、无隐患环境的条件下方可开工。

A、1

B、2

C、3

15、安装锚杆如需巷道登高作业时，作业人员必须使用搭实牢固的操作平台，在巷道掘进过程中如遇(A)破碎带，应补打锚索加强支护，或缩小锚索间排距，或采用联合支护。

A、顶板

B、煤帮

C、护帮

16、K型树脂锚固剂搅拌时间是（C）

A、10-15秒

B、15-20秒

C、20-25秒

17、未固化的树脂药包和固化剂具有毒性和腐蚀性，使用树脂锚杆时应（B）。A、不允许戴手套 B、防护手套 C、树脂药包

18、当两帮移近量超限时应根据条件（B）

A增加顶锚杆密度或直径 B增加帮锚杆密度、长度或直径 C增加顶锚杆直径

19、锚杆预紧力检查采用（A）A力矩扳手 B液压油泵C张拉千斤

20、巷道支护可分为永久支护和(B)支护两大类。

A、前探支护

B、临时支护

C、锚杆支护

21、最佳的巷道支护是（A）A、允许巷道围岩在一定范围内变形B、不允许巷道围岩变形 C、允许巷道围岩有较大变形

22、树脂锚固剂K型药卷搅拌时间为（A）A、20秒 B、30秒 C、10秒

23、安装锚索长距离搬运钻机时，操作人员必须(C)电源。

A、开启

B、剪短

C、切断

24、严禁使用过期、硬结、破裂等变质失效的(B)和支护材料。

A、炸药

B、锚固剂

C、水泥

25、钻眼过程中(A)支护工要精力集中双手紧握手把随时注意钻机钻杆工作状况不准随意甩开操作手把

A锚杆

B锚索

C打眼

26、钢绞线旋向与搅拌工具旋转方向(A)。对不合格的锚索必须在其附近补打合格的锚索

A相同

B相反

C相向

27、敲帮问顶应从有完好支护的地点开始，由外向里先（C）进行。A里向外 B、两帮后顶部 C、顶部后两帮

28、安装锚索前，必须用锚索量好眼深，并在钢角线上做好(C)。

A、眼宽

B、记录

C、记号

三、判断题

1、操作人员要按规定穿戴好劳动防护用品，配戴防尘口罩，着装整齐，系好袖口和安全帽，在岗必须坚守工作岗位规范操作。（√)

2、钻机稳在实底上，可以在钻机下补支木料。(√)

3、锚索孔达到深度后，钻机要反复升落2—3次，以防孔内碎矸渣堵孔卡钻。同时加大水量，冲洗眼内粉尘，最后退钻机拆钻杆，完成最终钻孔。(√)

4、敲帮问顶工作由一人进行就可以。(х)

5、安装锚杆作业时，不允许使用弯曲的锚杆。(√)

6、锚杆支护工作结束后，应将锚杆钻具抬放到距工作面10米以外的安全地点(х)

7、锚杆支护工钻孔时，可以用戴手套的手去握持钻杆。(х)

8、锚杆支护工工作结束后，锚杆钻具应放在机组盖板上。(х)

9、敲帮问顶应从支护齐全顶帮完整处开始，由外向里，先顶后帮依次进行。(√)

10、锚杆支护工可以在空顶下作业。(х)

11、锚杆孔要尽量与顶板岩石层理面垂直。(√)

12、用锚杆将软弱的直接顶板吊挂于其上的坚固老顶称为悬吊作用。√）

13、搅拌完毕后，应在取下搅拌机具之后用煤矸在孔中楔紧杆体。(х)

14、施工过程中出现局部冒顶后，应先封顶，控制冒顶范围的扩大。（√）

15、锚杆支护要定期做拉拨（拉力）试验，发现锚固力小于规定的要停止临时施工、查明原因，并对不合格区域架棚等措施。（х）

16、使用树脂锚杆、锚杆眼深度比锚杆长度略大。（х）

17、放炮前最大空顶距不大于锚杆排距，放炮后最大控顶距不大于锚杆排距+循环进度。（√）

18、锚杆的安装顺序：应从顶部向两侧进行，两帮锚杆先安装上部、后安装下部。（√）

19、锚杆钻机钻锚杆孔时，施工人员不准站在钻把的右侧。（х）20、锚杆眼的直径、间距、排距、深度、方向（与岩面的夹角）等，必须符合作业规程规定。（√）

21、安装锚杆在锚固剂固化前，严禁锚杆杆体位移或晃动锚杆。（√）

22、锚杆眼打完后，必须用压风将锚杆眼内的积水和煤、岩粉吹净，方可进行锚杆安装。（√）

23、打锚杆时，搅拌结束后，应立即用钻机拧紧螺母。（х）

24、锚杆支护时，托盘可以多上几个。（х）

26、锚杆的眼深必须与锚杆长度一致。（√）

25、对于一根锚杆而言，加长锚固比全长锚固的锚固长度更长。（х）

27、树脂锚杆搅拌过程中，如第一次搅拌不足，可第二次再进行搅拌。（х）

28、锚杆锚固后，拉拔试验时，锚杆破断或失效时的极限拉力称之为拉

拔力。（√）

29、锚杆巷道由于后期来压出现网包超过锚杆外露时，要采取破网、放矸、重新联网、补打锚杆等措施。（√）

四、简答题

1、锚杆巷道质量评级中基本项目包括哪些内容：

净宽、净高、锚杆(索)安装、锚固力、预紧力、铺网质量、巷道坡度

2、锚杆支护材料的“三证”是哪三种证件？

答：生产许可证、产品质量检验合格证、安全检定证。

3、锚杆支护的临时支护应符合什么规定？

答：(1)严禁在空顶下作业，必须按作业规程要求进行临时支护;(2)优先选用具有一定初撑力的临时支护装置和先进可靠的临时支护方法。(3)临时支护形式、规格、要求等应在掘进作业规程、措施中明确

4、锚杆钻孔应符合什么规定？

答：（1）顶板锚杆孔应由外向掘进工作面逐排顺序施工，每排锚杆孔宜由中间向两帮顺序施工。（2）钻孔前应根据设计要求和围岩情况定好孔位；（3）钻孔深度必须符合设计要求，锚杆孔深度误差应在0-30mm范围内；（4）锚杆孔实际钻孔角度和设计角度的偏差应不大于5°；（5）锚杆孔的间排距误差应不超过100mm；（6）钻孔中的煤粉或岩粉应按作业规程要求在在安装锚杆前清理干净。

5、锚杆支护的主要材料有哪些？

答：有锚杆杆体、托盘、调心球垫、螺母、树脂药卷锚固剂锚索等

6、锚杆支护作用的实质是什么？

答：锚杆支护作用的实质是提高围岩承载能力的加固作用，通过锚杆的约束效应使锚杆与围岩形成承载结构，该承载结构除能够保持自身的稳定以外，还具有一定的承载能力，特别是当围岩产生塑性破坏后，对提高围岩残余强度有明显效果。

7、锚杆支护矿压监测方法有哪些？包括哪些内容？ 答：锚杆支护矿压监测方法有综合监测和日常监测。

综合监测包括巷道表面位移监测、顶板离层监测和锚杆、锚索受力监测。日常监测主要是顶板离层监测。

8、安装锚杆必须遵守什么规定？

答：1.安装前，应先将孔内清静。2.托盘应紧贴岩面，接触不严时必须用沙浆填实，不得垫木材、石块等。3砂浆终凝前不得碰撞杆体。

9、打锚杆眼之前应做好哪些准备工作？

答：1）按照中腰线严格检查巷道断面规格，不符合作业规程要求时预先进行处理；2）认真敲帮问顶，仔细检查顶帮围岩情况，找净活矸、危石，确保工作环境安全；3）按作业规程规定的锚杆布置确定眼位，并用粉笔或黄泥做好标志；4）检查和准备好钻具电缆或风水管路，并在锚杆上做出眼深标记。

10、锚杆支护形式主要有哪些？（至少说出5种）

答：（1）锚杆+喷射混凝土支护；（2）锚杆+网+喷射混凝土支护；（3）锚杆+网支护；（4）锚杆+钢带支护；（5）锚杆+锚索+钢带支护；（6）单体锚杆支护；（7）锚索支护。

11、锚杆的质量检查都有哪些内容？

锚杆支护理论 第6篇

锚杆支护理论研究的目的是弄清楚锚杆、锚索与围岩之间的相互作用关系，从而为锚杆支护设计提供理论基础。

第一节锚杆支护构件的作用

锚杆支护由锚杆杆体、托板和螺母、锚固剂、钢带及金属网等构件组成，锚杆支护的作用是由这些构件共同完成的。

一、锚杆杆体的作用 对于锚杆杆体本身来说，由于杆体长度方向的尺寸远大于其他两个方向的尺寸，所以力学上属于杆体。这种构件主要可以提供两方面的作用，一是抗拉，二是抗剪。至于杆体的抗弯能力和抗压能力是非常小，可忽略不计。

1、锚杆的抗拉作用

锚杆杆体所能承受的拉断载荷计算：

式中P—锚杆拉断载荷，N；

d—锚杆直径，mm； —锚杆钢材抗拉强度。

2、锚杆的抗剪作用

锚杆杆体所能承受的剪切载荷计算：

式中Q—锚杆剪切载荷，N；

d—锚杆直径，mm； —锚杆钢材剪切强度。

二、锚杆托板的作用

一是通过给螺母施加一定的扭矩使托板压紧巷道表面，给锚杆提供预紧力，并使预紧力扩散到锚杆周围的煤岩体中，从而改善围岩应力状态，抑制围岩离层、结构面滑动和节理裂隙的张开，实现锚杆的主动、及时支护作用； 二是围岩变形使载荷作用于托板上，通过托板将载荷传递到锚杆杆体，增大锚杆的工作阻力，充分发挥锚杆控制围岩变形的作用。

托板力学性能应与锚杆杆体的性能匹配，才能充分发挥锚杆的支护作用。托板强度不足、安装质量差、受较大偏载都会显著降低锚杆的作用。

对于端部锚固锚杆，托板是锚杆尾部接触围岩的构件，通过托板给锚杆施加预紧力，传递围岩载荷至锚杆杆体，托板本身失效，以及托板下方的围岩松散脱落，导致托板与表面不紧贴，都会使锚杆失去支护作用。

托板对全长锚固锚杆的受力分布有明显的影响。无托板时锚杆轴力在巷道表面处为零，在一定深度达到最大值，剪力在轴力最大处为零；有托板时，由于锚杆施加的预紧力和围岩通过托板作用在锚杆杆体上的力，使得锚杆轴力在巷道表面处达到一定值，而且使锚杆轴力最大的位置向孔口移动，更接近巷道表面。

三、锚固剂的作用

锚固剂的作用是将钻孔孔壁岩石与杆体粘结在一起，使锚杆发挥支护作用。同时锚固剂也具有一定的抗剪与抗拉能力，与锚杆共同加固围岩。

1、锚固剂的粘结作用

在拉拔作用下，杆体锚固段剪应力分布为负指数曲线。

2、锚固剂的抗拉与抗剪作用

我国树脂锚固剂的抗拉强度一般可取11.5MPa，抗剪强度一般可取35MPa。

3、端部锚固与全长锚固的区别

对于端部锚固锚杆，锚固剂的作用在于提供粘结力，使锚杆能承受一定的拉力。对于全长锚固锚杆，锚固剂的作用比较复杂，主要有两方面：将锚杆杆体与钻孔孔壁粘结在一起，使锚杆随着岩层移动承受拉力。当岩层发生错动时，与杆体共同起抗剪作用，阻止岩层发生滑动。对于端部锚固锚杆，杆体各部位的应力和应变相等。在锚固范围内，任何部位岩层的离层都均匀地分散到整个杆体的长度上，导致杆体受力对围岩变形和离层不敏感，支护强度低。对于全长锚固锚杆，这种分散是不可能的，致使应力、应变沿锚杆长度方向分布极不均匀，离层和滑动大的部位锚杆受力很大，杆体受力对围岩变形和离层很敏感，能及时抑制围岩离层滑动，支护强度高。这是端部锚固锚杆与全长锚固锚杆的根本区别。

四、钢带的作用

钢带是锚杆支护系统中的重要构件，对提高锚杆支护整体支护效果、保持围岩的完整性起着关键作用。其作用主要表现在以下3方面：

1、锚杆预紧力和工作阻力扩散作用。

2、支护巷道表面，改善围岩应力状态作用。

3、均衡锚杆受力，提高整体支护作用。

五、网的作用

1、维护锚杆之间的围岩，防止破碎岩块垮落。

2、紧贴巷道表面，提供一定的支护力，一定程度上改善巷道表面岩层受力状态。同时，将锚杆之间岩层的载荷传递给锚杆，形成整体支护系统。

3、网不仅能有效控制巷道浅部围岩的变形和破坏，而且对深部围岩也有良好的支护作用。有的巷道虽然表面围岩已破坏，但没有松散、垮落，网作为传力介质，使巷道深部围岩仍处于三向应力状态，提高岩体的残余强度，显著减小围岩松散、破碎区范围，同时保证了锚杆的锚固效果。

第二节锚杆支护理论

锚杆支护是一种主动支护形式，它是通过锚杆及其辅助构件与锚固范围的围岩形成锚固结构体，利用锚杆的横向作用提高锚固范围岩体的强度参数，锚杆的轴向作用改变锚固范围岩体的应力状态，从而达到提高巷道稳定性的目的。随着锚杆支护工程实践的不断丰富，锚杆支护的理论计算模型已有许多有价值的成果。这些理论都是以一定的假说为基础的，各自从不同的角度、不同的条件阐述锚杆支护的作用机理，而且力学模型简单，计算方法简便易懂，适用于不同的围岩条件，得到了国内外的承认和应用。

目前，较成熟的理论主要可归纳为三大类：

一、基于锚杆的悬吊作用而提出的悬吊理论、减跨理论。

1、悬吊理论

锚杆上端锚固在围岩内部较坚硬的岩石中，把一层或几层稳定(或不稳定)且比较平而薄的直接顶板通过锚杆下端的托板及螺栓，锚固在比较坚硬的岩层上，从而起到了悬吊作用。锚杆的悬吊作用理论能很好地解释锚杆长度范围内存在稳定岩层的情况，但不能说明松软岩层高度超出锚固范围情况下的锚杆作用机理。只适用于巷道顶板，不适用于帮、底。且开掘巷道的顶板在一定范围内，必须有坚硬稳定的岩层。当跨度较大的软岩巷道中普氏拱高往往超过锚杆长度，或顶板软弱岩层较厚，围岩破碎区范围较大时，无法将锚杆锚固到上面坚硬岩层或者未松动岩层上，悬吊理论就不适用了。

2、减跨理论 包括两方面的内容：一是基于松散介质的自然冒落拱理论提出的锚杆作用原理，其依据是冒落拱高度与跨度成正比关系，认为利用锚杆的悬吊作用可增加顶板岩层的支点，从而减小支点间的跨距，进而达到降低冒落拱高度、减小所需支护强度的目的；二是基于梁的理论而提出的锚杆作用原理，即当巷道顶板为层状岩层时，其变形特性近似于梁的性质，此时锚杆的作用是缩短梁的跨距，以减小其中的横向应力产生的弯矩及弯矩产生的弯曲应力，尤其是弯曲拉应力，从而提高顶板的稳定性。从以上两种情况可以看出，减跨理论中的锚杆作用机理以及适用条件与悬吊理论等同，即需要以稳定岩层或稳定岩层结构为依托。

二、基于锚杆的挤压加固作用而提出的组合梁理论、加固拱理论以及楔固理论。

1、组合梁理论

通过锚杆的轴向作用力将顶板各分层压紧，以增强各分层间的摩擦作用，并借助锚杆自身的横向承载能力提高顶板各分层间的抗剪切强度以及层间粘结程度，使各分层在弯矩作用下发生整体弯曲变形，呈现出组合梁的弯曲变形特征，从而提高了顶板的抗弯强度。适用于顶板由多层厚度小的连续性岩层组成的巷道支护。巷道帮、底不能应用。

2、加固拱理论(挤压加固理论)通过系统的布置锚杆，使巷道拱顶节理发育的岩体串联在一起，沿巷道的断面形成一个连续的具有自承受能力的拱形压缩带，使岩层得到补强，成为一个整体结构，支承其自身重量和上部的顶板压力。对于平顶巷道的层状连续性顶板而言，挤压加固理论等同于组合梁理论，此时，锚杆的挤压加固作用既可使层状顶板形成组合梁结构，从而提高了其抗弯强度，又可改善岩层的应力状态，使岩层沿平行于岩层层理方向的抗压强度得到提高。本理论适用性较强，几乎适用于所有的围岩条件。

3、楔固理论

主要是针对巷道围岩中的围岩有时会沿其中的弱面滑移而提出的围岩加固理论。当巷道围岩中的部分岩体被其中的弱面切割为块体时，其稳定性状况一定程度上将取决于对关键块体的维护情况，因为这种条件下围岩的失稳大多起因于关键块体的失稳。对此可将锚杆沿与弱面相交的方向布置，并借助锚杆的抗拉、抗剪、抗弯等作用防止围岩发生滑动甚至脱离岩层而冒落，从而保持巷道围岩的整体稳定性。

三、综合锚杆的各种作用或基于特殊条件而提出的最大水平应力理论、围岩松动圈理论、围岩强度强化理论、锚杆桁架支护理论、锚固平衡拱支护理论、锚注支护理论。

1、最大水平应力理论

巷道围岩的水平应力有时会大于垂直应力，此时，巷道顶、底板的稳定性主要受水平应力的影响；水平应力具有明显的方向性，巷道轴向与最大水平应力之间的夹角不同，水平应力对顶、底板稳定性的影响程度也会有所差异：

①与最大水平应力方向平行的巷道受其影响最小，顶、底板稳定性最好；

②与最大水平应力方向成锐角的巷道的顶、底板变形破坏偏向巷道的某一帮； ③与最大水平应力方向垂直的巷道受其影响最大，顶、底板稳定性最差。

基于该理论，英国学者研究发现，在深部开采的高应力环境下，最大水平应力的作用使顶、底板岩层发生剪切破坏而出现错动和膨胀，造成围岩变形，随着变形的发展，顶板对支护的载荷迅速增长，并使支护系统发生破坏。在这种作用下，锚杆的作用应当是在顶板变形的早期阶段提高其稳定性，以控制顶板后期变形的严重程度。即锚杆的加固应在顶板岩层发生松动膨胀变形之前进行，而不是等顶板已经松动破坏、几乎丧失自承能力后才被动地承受围岩压力。同时，应充分重视垂直应力对两帮的影响：顶板锚固后，两帮垂直应力集中区更靠近巷帮表面，控制两帮破坏，防止顶板有效跨度超过顶板锚杆的有效支护范围，对围岩稳定极为重要。

2、围岩松动圈支护理论 基于巷道围岩状态特征的研究，董方庭教授等提出了松动圈支护理沦，并提出了关于锚杆作用机理的动态解释。认为在矩形巷道围岩中，锚杆除了可以发挥悬吊作用以外，形成组合拱是其主要的支护作用，即破裂顶板在锚杆锚固力作用下可以形成具有一定强度和厚度的锚固层，随着顶板的下沉变形，锚固层将达到新的平衡状态，形成压力拱或称之为裂隙体梁式的平衡结构。

3、围岩强度强化理论

通过对处于不同物性状态岩体加锚前后的力学性质的研究，侯朝炯教授等提出了巷道锚杆支护围岩强度强化理论。巷道锚杆支护的实质是锚杆和锚固区域岩体相互作用，并形成统一的承载结构；锚杆支护可以提高锚固体强度破坏前、后的力学参数，改善锚固体的力学性能；锚杆作用可以提高围岩各状态下的强度值，使巷道围岩强度得到强化。通过对巷道底臌机理的深入研究，侯朝炯教授提出了加固巷道帮、角控制底臌的理论及方法，为巷道底臌的防治提供了一条有效、实用的途径。

4、锚杆桁架支护理论 出现于20世纪60年代，人们通过对其支护机理的研究认为桁架锚杆的作用原理属于挤压加固一类，锚杆桁架对巷道围岩的加固作用主要表现在以下三个方面：

①改变巷道顶板的应力状态。即随着锚杆桁架预紧力的增加，顶板中部的拉应力将减小，甚至出现压应力，使顶板不受拉应力，从而弥补岩体抗拉强度较小的弱点； ②促进顶板裂隙体梁的形成。当巷道开挖在层状岩体中时，顶板的破坏和变形可以用“岩梁”理论来分析，它的稳定性取决于裂隙体梁的成拱作用； ③提高顶板裂隙体梁拱座处的抗滑动性能。根据静力平衡原理，当岩梁拱座处的抗剪切能力过低时，顶板将发生整体剪切滑动。桁架预紧力引起的主动作用将与拱座处的水平推力叠加，增大了该危险部位岩石或不连续面的摩擦阻力，从而提高顶板裂隙体梁在拱座处的剪切强度。

5、锚固平衡拱支护理论

根据困难条件下锚杆支护成拱的重要作用，煤炭科学院北京开采研究所的林崇德高工提出了锚固平衡拱支护理论。其主要内容包括：①煤巷软弱顶板岩层在矿山压力作用下经历压缩变形的过程；②锚固岩层没有整体达到塑性破坏之前，顶板岩层仍可视为岩梁；③锚固岩层整体进入破坏阶段后，岩层已经不是一个连续体；④锚固支架是否具有较大的承载能力和变形能力，取决于顶板岩层的力学性质和锚杆的成拱作用大小；⑤锚固支架形成锚固平衡拱的关键是通过锚杆的作用保持锚固岩层的整体性。

6、锚注支护理论

通过对软岩巷道围岩控制方法的研究，陆士良教授提出了外锚内注式的支护方法。认为软岩巷道围岩的破裂范围及变形量都很大，传统的刚性支护难以适应，而单纯的锚杆支护或组合锚杆支护欲使破裂岩体处于挤紧状态，从而形成平衡拱也难以实现。对于节理裂隙发育的软岩，采用注浆的方法可以改变其松散结构，提高粘结力和内摩擦角，提高围岩的整体性和强度系数，从而形成一个注浆加固圈，为锚杆提供可靠的着力基础，使其能够充分发挥悬吊、组合等基本功能，对注浆加固圈以下的松碎岩石起到支护的作用。这种支护方式的提出极大地拓宽了锚杆支护技术的应用范围。第三节锚杆支护机理要点

1、锚杆支护的主要作用在于控制锚固区围岩的离层、滑动、裂隙张开、新裂纹产生等扩容变形与破坏，使围岩处于受压状态，抑制围岩弯曲变形、拉伸与剪切破坏的出现，最大限度地保持锚固区围岩的完整性，减小锚固区围岩强度的降低，使围岩成为承载的主体。在锚固区内形成刚度较大的预应力承载结构，阻止锚固区外岩层产生离层，同时改变围岩深部的应力分布状态。锚杆支护对岩石的弹性变形、峰值强度之前的塑性变形控制作用不明显，要求支护系统应具有一定的延伸性，使围岩的弹性变形、产生明显扩容变形之前的塑性变形得以释放。

2、锚杆支护系统的刚度十分重要，锚杆预紧力及其扩散起着决定性作用。根据巷道条件确定合理的预紧力，并使预紧力实现有效扩散是支护设计的关键。单根锚索预紧力的作用范围是很有限的，必须通过托板、刚度和金属网等构件将锚杆预紧力扩散到离锚杆更远的围岩中。特别是对于巷道表面，即使施加很小的支护力，也会明显抑制围岩的变形与破坏，保持顶板的完整。护表构件在预应力支护系统中发挥极其重要的作用。

3、锚杆支护系统存在临界支护刚度，即使锚固区不产生明显离层和拉应力区所需要支护系统提供的刚度。支护系统刚度小于临界支护刚度，围岩将长期处于变形和不稳定状态；相反，支护系统的刚度达到或超过临界支护刚度，围岩变形得到有效抑制，巷道处于长期稳定状态。支护刚度的关键影响因素是锚杆锚杆预紧力，因此存在锚杆临界预紧力值。当锚杆预紧力达到一定数值后，可以有效控制围岩变形和离层，而且锚杆受力变化不大。