煤矿预应力锚杆支护技术的发展与应用

康红普

（1.天地科技股份有限公司开采设计事业部,北京 100013;2.煤炭科学研究总院开采设计研究分院,北京 100013）

煤矿预应力锚杆支护技术的发展与应用

康红普1,2

（1.天地科技股份有限公司开采设计事业部,北京 100013;2.煤炭科学研究总院开采设计研究分院,北京 100013）

介绍我国煤矿巷道锚杆支护技术的发展过程,分析预应力锚杆支护作用机理与影响因素,确定锚杆预应力设计的原则是控制围岩不出现明显离层与拉应力区,得出不同锚杆的预应力取值范围,分析影响锚杆预应力的主要因素。论述预应力锚杆与锚索对支护材料的要求,介绍高强度、高延伸率锚杆与锚索材料力学性能,高预应力施加方法与机具。最后,介绍预应力锚杆与锚索支护在复杂困难巷道中的应用,包括支护形式与支护效果。指出预应力锚杆与锚索支护,必要时进行注浆加固,是一种复杂困难巷道有效的支护形式。

煤矿巷道;锚杆支护;锚索;预应力;发展;应用

我国大中型煤矿每年新掘进的巷道总长度高达10000km左右,而且 80%以上是煤巷与半煤岩巷,地下巷道工程巨大。煤矿沉积岩层强度低、破碎,绝大部分煤巷受到采煤工作面动压影响。随着煤矿开采深度增加,不仅原岩应力高,而且与不断变化的采动应力叠加,导致高应力、大变形巷道所占比重很大。煤矿特殊地质环境与生产条件,决定了巷道支护难度大,对支护技术要求高。

煤矿巷道支护经历了木支护、砌碹支护、型钢支护到锚杆支护的发展过程。国内外实践经验表明,锚杆支护是煤矿巷道经济、有效的支护技术。不仅提高了巷道支护效果,降低了巷道支护成本,而且十分有利于采煤工作面的快速推进和煤炭产量的提高[1]。目前,锚杆支护技术已成为我国煤矿巷道首选的、安全高效的主要支护方式。

锚杆支护经历了从低强度、高强度到高预应力、强力支护的发展过程。通过不断研究、试验与推广应用,逐步认识到预应力在锚杆支护中的重要作用,预应力锚杆支护技术得到大面积推广应用。本文在介绍煤矿锚杆支护技术发展过程的基础上,论述预应力锚杆支护作用机理、预应力参数设计、预应力支护材料与施工机具,介绍预应力锚杆支护技术的应用情况。

1 煤矿锚杆支护技术的发展过程

我国煤矿从 1956年开始使用锚杆支护,至今已有 50多年的历史。锚杆支护首先在岩巷中应用成功,随后大力推广应用了以 “三小”为代表的锚喷支护技术,使得锚喷支护成为岩巷的主要支护方式。20世纪 60年代锚杆支护开始在采区巷道中应用。但是,由于煤巷围岩比较松软破碎,又受到采煤工作面动压影响,围岩变形大,加之我国早期锚杆支护强度、刚度低,锚杆支护理论、支护材料、施工机具及监测仪器等还不成熟,导致煤巷锚杆支护技术发展缓慢。1990年我国国有重点煤矿煤巷锚杆支护仅为 5%。

从锚杆支护型式的发展过程看,我国最早采用的主要是机械锚固锚杆和钢丝绳砂浆锚杆;1974年开始研制和试验树脂锚杆,并于 1976年在淮南、鸡西、徐州等矿区进行了井下试验,取得较好效果;我国还引进和应用了管缝式锚杆、胀管式锚杆等,开发研制了廉价的快硬水泥锚杆;1996年又从澳大利亚引进高强度树脂锚固锚杆,并针对我国煤矿条件进行了二次开发和完善提高。可以说,国外使用过的锚杆支护型式国内基本上都用过。

为了解决煤巷锚杆支护技术难题,在 1991-1995年,国家将煤巷锚杆支护技术列为重点科技攻关项目,完成了 “采准巷道组合锚杆支护技术”、“采准巷道围岩稳定性分类及支护规范”等一批水平较高的科研项目,研究成果应用于新汶、铁法、兖州、峰峰、淮南等多个矿区,取得较好的支护效果。到 1995年,国有重点煤矿当年新掘的巷道中,锚杆支护所占比重为 28.19%,其中岩巷占 57.2%,煤巷占 15.15%。在这一阶段,虽然煤巷锚杆支护技术取得一定进展,但发展较慢,主要应用在围岩条件比较好的巷道。

在“九五”期间,原煤炭部又把煤巷锚杆支护技术列为重点课题进行了攻关研究。特别是1996-1997年我国引进了澳大利亚锚杆支护技术,在邢台矿务局进行了现场演示,完成了重点科技攻关项目“邢台矿务局煤巷锚杆支护成套技术研究”,显著提高了我国煤巷锚杆支护技术水平[1]。开发出以地应力为基础的动态支护设计方法、高强度螺纹钢锚杆、小孔径树脂锚固预应力锚索、顶板离层指示仪、测力锚杆等新技术、新材料、新产品,并应用于煤顶巷道、复合与破碎顶板巷道等困难条件,取得良好的支护效果。

进入 21世纪后,随着综采放顶煤、厚煤层一次采全高开采技术的快速发展和大面积应用,对煤巷锚杆支护技术提出更高要求。煤顶和全煤巷道、大断面巷道、沿空掘巷及破碎围岩巷道所占的比重越来越大,支护难度显著加大。为此,多个矿区相继开展了煤巷锚杆支护成套技术研究、试验与推广应用,显著提高了巷道支护效果,降低了支护成本,为矿井安全、高效生产创造了良好条件。

2005年以来,为了解决深部高地应力巷道、受强烈采动影响巷道、沿空留巷等复杂困难条件支护难题,我国又开发出高预应力、强力锚杆与锚索支护技术[2-3]。井下应用大幅度减少了巷道围岩变形与破坏,巷道支护与安全状况发生了本质改变。同时,实现了高强度、高刚度、高可靠性与低支护密度的“三高一低”的现代锚杆支护设计理念,在保证支护效果的前提下,显著提高了巷道掘进速度与工效。

到目前为止,国有大中型煤矿的煤巷锚杆支护率达到 60%,有些矿区超过了 90%,甚至达到100%。我国煤矿已经形成了具有中国特色的锚杆支护成套技术体系。该技术深刻改变了矿井的开拓部署与巷道布置方式,对我国矿井建设、煤炭产量与效益的大幅度提高及安全状况的改善,起到不可替代的重要作用。

2 预应力支护理论

2.1 锚杆支护作用分析

锚杆支护作为围岩的一种加固技术,与设置在巷道开挖表面、限制开挖边界位移的各种支护结构（金属支架,砌碹与混凝土衬砌等）的支护原理有本质区别。通过对锚杆支护构件作用、加固机理研究,结合围岩性质的三要素:围岩强度、围岩结构和围岩应力,对锚杆支护的作用有以下共识[3]:

（1）锚杆可不同程度地提高围岩强度、弹性模量、黏聚力和内摩擦角等力学参数,而且主要是改善围岩屈服后的力学性质,显著提高屈服后的强度,改变屈服后围岩变形特性。

（2）锚杆对围岩结构面的强度影响很大。通过锚杆提供的轴向力与切向力,提高结构面抗剪强度,阻止结构面产生移动与滑动。通过提高结构面强度,提高节理煤岩体整体强度、完整性。

（3）锚杆给围岩施加一定压应力,改善围岩应力状态。对于受拉区域,可抵消部分拉应力;对于受剪区域,通过压应力产生的摩擦力,提高围岩的抗剪能力。

2.2 预应力对锚杆支护作用机理

近年来,随着锚杆支护技术的快速发展,锚杆支护理论研究也有较大进展。逐步认识到提高锚固体的刚度非常重要,特别是预应力在锚杆支护中的决定性作用。我国煤矿对锚杆预应力重要性的认识主要受美国的影响。美国矿山巷道锚杆预应力一般为 100kN,达到锚杆杆体屈服强度的 50%～75%。高预应力锚杆显著提高了巷道支护效果与围岩稳定性,大幅度降低了顶板事故[4]。我国较早采用预应力支护技术的典型例子是 1996年以来推广应用的小孔径预应力树脂锚固锚索。不仅因为锚索锚固深度大,更主要的是锚索可以施加较大的预应力,显著提高了巷道支护效果,扩大了锚杆应用范围。通过不断研究与试验,对预应力锚杆支护机理有了比较深入的认识[5-6]。

（1）预应力锚杆的本质作用在于控制锚固区围岩离层、滑动、裂隙张开、新裂纹产生等扩容变形与破坏,保持锚固区围岩的完整性,减小锚固区围岩强度的降低,在锚固区内形成刚度较大的预应力承载结构。

（2）锚杆预应力及其扩散对支护效果起决定性作用。不仅要对单根锚杆施加较高的预应力,而且必须通过托板、钢带等构件将预应力扩散到围岩中,护表构件在预应力支护系统中发挥重要作用。

（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与不稳定状态。

（4）锚杆支护对围岩弹性变形、峰值强度之前的塑性变形及整体变形控制作用不明显,要求支护系统应具有足够的延伸率和冲击韧性,使这类变形得以释放,避免锚杆拉断与脆断。

（5）预应力锚索的作用主要表现在两方面:一是将锚杆支护形成的预应力承载结构与深部围岩相连,提高预应力承载结构的稳定性,同时充分调动深部围岩的承载能力;二是锚索施加高预应力,与锚杆形成的压应力区组合成骨架网状结构,主动支护围岩。

3 预应力参数设计

3.1 锚杆预应力设计

井下实践证明,合理的预应力锚杆与锚索支护能够有效控制离层与滑动,因此,锚杆与锚索预应力设计的原则是控制围岩不出现明显的离层、滑动与拉应力区。借鉴国外的经验,结合国内部分矿区的试验数据,可选择锚杆预应力为杆体屈服载荷的30%～60%。表 1列出了不同锚杆的预应力取值（杆体屈服载荷的 50%）。可见,锚杆直径越大,杆体材质强度越高,要求的预应力值越高。

3.2 锚杆预应力影响因素

目前,锚杆主要是通过拧紧螺母获得预应力,这种方式的影响因素很多。锚杆预应力不仅与螺母预紧力矩相关,而且还取决于扭矩转换系数。影响转换系数的因素有:螺母与锚杆螺纹段的摩擦系数,摩擦系数越大,转换系数越小;螺母、垫圈端面的摩擦系数,摩擦系数越小,转换系数越大;锚杆直径,锚杆越粗,转换系数越小。

实验室在不同端面减摩条件下 （不使用减摩垫片,减摩垫片分别为聚四氟乙烯、1010尼龙、改性 1010尼龙及高密度聚乙烯）,M24螺纹预紧力矩与预应力的关系如图 1。可见,预紧力矩与预应力基本成线性关系;在相同预紧力矩下,减摩垫片可使锚杆预应力显著提高。其中,1010尼龙垫片的减摩效果最为明显。

表1 不同材质与规格锚杆的预应力值

图1 M24锚杆预紧力矩与预应力的对应关系曲线

井下对 φ25mm的锚杆预应力进行了测试,测试数据与实验室测试数据对比见表 2。可见,井下锚杆预应力随力矩增加逐渐增大,但当力矩超过400N·m时,预应力增加变得缓慢。实验室锚杆预应力随力矩增加基本线性增大,随着力矩增加,实验室与井下数据差值逐步增大。

表2 实验室与井下实测锚杆预应力对比 （φ25mm锚杆）

导致出现上述现象的主要原因:一是实验室采用的锚杆螺纹为标准螺栓,加工精度高,螺母与螺纹间的摩擦力小,扭矩转换系数大,预应力高;而井下使用的锚杆,采用滚丝加工工艺,精度低,螺母与螺纹间的摩擦力大,扭矩转换系数小,预应力低;二是实验室试验条件与井下有较大差别。

3.3 提高锚杆预应力的方法

提高锚杆预应力的技术措施分为两方面:其一是提高螺母预紧力矩;其二是提高扭矩转换系数。

美国、澳大利亚等国家,普遍采用锚杆台车、掘锚联合机组施工锚杆。锚杆钻机的输出扭矩大,有的超过 500N·m,能够保证锚杆的高预应力。国内普遍采用单体锚杆钻机钻装锚杆,这种锚杆钻机输出扭矩一般为 100～150N·m,无法实现锚杆的高预应力。为了显著提高锚杆预紧力矩,措施之一是采用专门的高扭矩螺母拧紧设备 （如大扭矩扳手及扭矩倍增器）;其二是在适宜的条件下,引进、开发锚杆台车和掘锚联合机组,保证锚杆快速、高质量安装。

提高扭矩转换系数的主要措施是:提高螺纹加工精度等级,降低螺母与锚杆螺纹段的摩擦系数;在螺母与托板之间加减摩垫片,减小螺母、垫圈端面的摩擦系数。

3.4 锚索预应力

锚索与锚杆相比,具有长度大、破断载荷高等特点,因此,锚索的预应力应更大。锚索预应力设计的原则为:锚索与锚杆预应力形成的有效压应力区相互连接、重叠,形成以锚索为骨架、锚杆为连续带的骨架网状结构[6],对锚杆、锚索之间围岩起到有效的主动支护作用。

锚索越长、直径越大、强度越高,施加的预应力应越大。根据我国煤矿巷道条件、现有锚索规格及张拉设备,锚索预应力一般应为其拉断载荷的40%～70%。

4 预应力锚杆支护材料

锚杆支护材料包括杆体、托板、螺母、锚固剂、组合构件、金属网、锚索等。对于预应力锚杆,支护材料除应符合锚杆的基本要求外,还应满足以下要求:

（1）锚杆杆体应具有较高的抗拉强度,以便施加较大的预应力。同时,杆体应具有较大的延伸率及冲击韧性,保证在高预应力状态下不破断。

（2）杆体尾部有利于施加较大的预应力。应优化尾部螺纹形状与几何尺寸,提高螺纹加工精度,以提高螺母扭矩转换系数。

（3）锚杆托板、螺母、球形垫圈、减摩垫圈应与杆体匹配,一方面有利于提高锚杆预应力,另一方面使杆体处于较好的受力状态,避免杆体处于拉伸、扭转、弯曲及剪切等不利的组合应力状态。

（4）锚索应具有较高的破断载荷与延伸率,以便施加高预应力,索体不破断。

（5）托板、钢带、金属网等护表构件的力学性能应与锚杆、锚索相匹配,以实现锚杆、锚索预应力的有效扩散。

为了满足第 1个条件,开发出 2个级别的高强度锚杆螺纹钢筋,力学性能见表 3。对于 φ22mm的 BHRB600型钢筋,屈服力达 228kN,破断力达304kN,延伸率达 25%,冲击吸收功达 50J,实现了高强度、高延伸率及高冲击韧性。

表3 高强度螺纹钢锚杆钢筋的力学性能

针对国内锚杆尾部螺纹加工精度低、质量差等问题,对螺纹几何形状与尺寸进行了优化,对加工工艺与设备进行了深入研究,在一定程度上提高了螺纹加工精度与质量。

在锚杆托板、螺母、球形垫圈、减摩垫圈的设计及力学性能方面进行了深入研究,优化了托板、球形垫圈、减摩垫圈的几何形状与尺寸,优选了托板与垫圈的材料,基本满足高预应力锚杆的要求。

在小孔径树脂锚固预应力锚索方面,针对原有锚索直径小、破断载荷小、延伸率低、预应力水平低等问题,开发出大直径、高吨位的锚索[7]。一方面加大锚索索体直径,最大达 28.6mm,显著提高了索体的破断力;另一方面,改变了索体结构,采用 19根钢丝代替原来的 7根钢丝 （图 2）,明显提高了锚索的延伸率。如 φ22mm的锚索破断力超过 600kN,索体延伸率接近 7%。此外,开发出与强力锚索配套的拱形托板,并配调心球垫,改善了锚索受力状态,使锚索支护能力得以充分发挥。

图2 强力锚索结构

5 预应力锚杆支护施工机具

5.1 预应力锚杆

国内外从施工机具方面提高锚杆预应力主要有2种方法:一是提高螺母的拧紧力矩;二是采用锚杆张拉器,给锚杆施加较大的预应力。

提高螺母拧紧力矩的方法有:

（1）采用大扭矩锚杆钻机 不仅可提高锚杆拧紧力矩,而且可实现锚杆安装一体化,提高施工速度。如国外普遍采用的掘锚机组 （ABM20）,其锚杆钻机的扭矩可达 270～380N·m;与连续采煤机配套的锚杆台车,大都以液压为动力,锚杆钻机的扭矩也达到 300N·m以上。

（2）采用扭矩倍增器 为了提高锚杆钻机的安装扭矩,在钻机上采用扭矩倍增器可成倍增加锚杆螺母的拧紧力矩。扭矩倍增器的扭矩放大倍数从几倍到十几倍不等,可根据具体条件进行选择。

（3）采用扭矩扳手 采用大扭矩的预紧扳手拧紧锚杆螺母是提高锚杆预应力的有效手段。国内外目前有多种形式扭矩扳手,按动力源可分为液压、气动扭矩扳手;按工作原理可分为旋转式、冲击式扭矩扳手。

采用锚杆张拉器,是锚杆获得高预应力的另一条有效途径。锚杆预应力与螺母拧紧力矩之间的关系比较复杂,受多种因素影响。采用锚杆张拉器能够获得比较大的、确定的预应力,而且使锚杆仅处于拉伸状态。但是,锚杆张拉器存在 2个明显缺点:一是增加了锚杆安装设备;二是增加了锚杆张拉工序,比较耗时、耗力,影响施工速度。

5.2 预应力锚索

锚索预应力一般通过张拉获得,是决定锚索施工质量的关键工序,张拉设备的技术性能与质量明显影响锚索支护效果。国内针对小孔径树脂锚固预应力锚索特点,开发出各种型式与规格的锚索张拉设备,主要包括油泵、张拉千斤顶和液压切断器。按油泵动力源不同,可分为手动、电动和气动式锚索张拉设备。

为满足高预应力、强力锚索的要求,又研制出与 φ22mm强力锚索相配套的锚索张拉设备。该张拉设备额定压力为 50MPa,额定张拉力为 450kN,行程为 150mm。

6 预应力锚杆支护技术的应用

预应力锚杆支护技术已在潞安、晋城、山西焦煤、大同、新汶、徐州、淮南、平庄、宁煤、华亭等 20余个矿区得到推广应用。应用的巷道条件包括:超千米深井高地应力巷道,深部沿空留巷,极软岩巷道,破碎围岩巷道,特大断面巷道及强烈动压影响巷道等,涵盖了我国复杂困难巷道类型。

6.1 预应力锚杆支护形式

根据巷道围岩地质与生产条件不同,预应力锚杆支护有多种形式,如图 3。

图3 预应力锚杆与锚索支护形式

（1）预应力锚杆支护 仅采用预应力锚杆支护巷道 （图 3a、图 3b）,适用于围岩比较完整的岩石巷道、岩石顶板煤巷等条件。如新汶协庄矿1202E运输巷,埋深为 1200m,属超千米深井高应力巷道。该巷道沿煤层顶板掘进,直接顶砂质页岩。采用 BHRB600型、φ25mm、长度 2.4m的强力锚杆,配合强力钢带与金属网的预应力锚杆支护系统,解决了深井高应力巷道支护难题[8]。

（2）预应力锚杆与锚索支护 采用预应力锚杆与锚索支护巷道 （图 3c）,两者相互配合,充分发挥各自的作用,共同支护围岩。不仅提高了锚杆支护效果,而且扩大了锚杆支护适用范围。这种方式可用于支护顶板、两帮,甚至可用于底板支护。锚杆与锚索可交错布置,也可布置在一排。目前,这种支护方式已经大面积应用于煤顶和全煤巷道,沿空掘巷与留巷,软岩巷道,深部高应力巷道,动压影响巷道及大断面巷道等多种条件,成为主要的锚杆支护形式。

（3）全预应力锚索支护 巷道顶板、两帮,甚至底板全部采用预应力锚索的支护方式 （图3d）,适用于受强烈动压影响巷道,极高地应力巷道,软岩巷道等非常困难的条件。如潞安漳村矿有一种掘进与采煤工作面对穿的强烈动压影响巷道,采用高预应力、全长预应力锚固、短强力锚索 （1 1 9结构,φ22 mm,长度 4.3 m）支护方式,有效控制了围岩强烈变形[9]。

（4）预应力锚杆、锚索与注浆联合加固 当巷道围岩松软破碎,锚杆与锚索锚固力不能保证时,预应力锚杆、锚索与注浆联合是一种有效的加固技术。注浆可将松软破碎围岩粘结,提高围岩整体强度,同时为锚杆与锚索提供可锚的基础,保证锚杆与锚索预应力与工作阻力能有效扩散到围岩中。注浆后采用预应力锚杆与锚索支护,有效控制围岩扩容变形。如潞安屯留矿针对井底车场松软破碎围岩硐室群,采用深孔高压注浆配合强力锚杆、锚索的加固形式,有效控制了松软破碎硐室群变形与破坏[10]。

6.2 预应力锚杆支护效果

多个矿区的井下实践表明,预应力锚杆与锚索支护,必要时进行注浆加固,是复杂困难巷道一种有效的支护形式。

新汶协庄矿超千米深井高地应力巷道,采用高预应力、强力锚杆支护后,巷道围岩位移降低70%左右,顶板离层降低 90%;淮南谢一矿采用高预应力强力锚杆与锚索支护、单体支柱加强支护配合膏体充填巷旁支护,有效控制了深部沿空留巷在服务期间的变形,围岩与充填体稳定,满足了安全生产的要求;潞安漳村矿针对掘进与采煤工作面对穿的强烈动压影响巷道,采用全断面、高预应力强力锚索支护,巷道两帮移近量与原支护相比降低90%,而且主要是整体位移,顶板几乎无离层;潞安屯留矿采用预应力锚杆、锚索及注浆综合加固技术,有效控制了松软破碎硐室群围岩的长期流变,保证了硐室群的长期稳定。

7 结论

（1）预应力锚杆支护的本质作用在于控制锚固区围岩的离层、滑动、张开裂缝等扩容变形与破坏,保持锚固区围岩完整,减小锚固区围岩强度降低,在锚固区内形成刚度较大的预应力承载结构。锚杆预应力及其扩散对支护效果起决定性作用。

（2）锚杆与锚索预应力设计的原则是控制围岩不出现明显的离层、滑动与拉应力区。锚杆预应力可选取杆体屈服载荷的 30%～60%,锚索预应力一般应为其拉断载荷的 40%～70%。

（3）预应力锚杆应具有较高的抗拉强度、足够的延伸率及冲击韧性。杆体尾部螺纹有利于施加较大的预应力。托板、螺母、球形垫圈、减摩垫圈及钢带、金属网等应与杆体匹配,以提高锚杆预应力,改善其受力状态,实现预应力的有效扩散。

（4）锚杆与锚索施加预应力是决定支护质量的关键工序,施加设备的技术性能明显影响支护效果。应根据巷道围岩条件与锚杆、锚索支护形式,选择合理的施工设备,确保预应力达到设计要求。

（5）预应力锚杆与锚索支护,必要时进行注浆加固,是一种复杂困难巷道有效的支护形式。这种支护方式能够有效控制了巷道变形与破坏,保持了围岩稳定。

[1]侯朝炯,郭励生,勾攀峰 .煤巷锚杆支护 [M].徐州:中国矿业大学出版社,1999.

[2]王金华 .我国煤巷锚杆支护技术的新发展 [J].煤炭学报,2007,32（2）:113-118.

[3]康红普,王金华 .煤巷锚杆支护理论与成套技术 [M].北京:煤炭工业出版社,2007.

[4]SONG G,STANKUS J.Controlmechanis m of a tensioned bolt system in the laminated roof with a large horizontal stress[A].The 16th Int.Conf.on Ground Control in Mining[C].Morgantown,WestVirginia,[s.n.],1997:167-172.

[5]康红普,王金华,林 健 .高预应力强力支护系统及其在深部巷道中的应用 [J].煤炭学报,2007,32（12）.

[6]康红普,姜铁明,高富强 .预应力在锚杆支护中的作用[J].煤炭学报,2007,32（7）:673-678.

[7]康红普,林 健,吴拥政 .全断面高预应力强力锚索支护技术及其在动压巷道中的应用 [J].煤炭学报,2009,34（9）:1153-1159.

[8]王金华 .千米深井煤巷围岩变形特征及其控制技术研究[D].北京:中国矿业大学,2007.

[9]孙玉福 .潞安矿区动压影响巷道锚杆支护技术及应用[D].北京:煤炭科学研究总院,2010.

[10]曹晨明 .松软破碎硐室群围岩应力分布及加固技术研究[D].北京:煤炭科学研究总院,2009.

Development and Application of Pre-stress Anchored Bolt Supporting Technology in Coal Mine

KANG Hong-pu1,2
（1.CoalMining&DesigningDepartment,Tiandi Science&Technology Co.,Ltd,Beijing 100013,China;
2.CoalMining&DesigningBranch,China Coal Research Institute,Beijing 100013,China）

By introducing development procedure of anchored bolt supporting in China and analyzing action mechanis m and influence factors of pre-stress anchored bolt,principle of anchored bolt supporting design was confir med that there was no obvious separation and tension stress area in surrounding rock.Pre-stress value range of different anchored boltwas obtained and main factors influencing prestresswere analyzed.Requirement of pre-stress anchored bolt and rope for supporting materialwas discussed.Mechanical properties of anchored boltwith high strength and high extension ratio,and pre-stress forcingmethod and instrumentwere introduced.Application of pre-stress anchored bolt and rope supporting in roadway with complex conditions including supporting model and effect was introduced.Pre-stress anchored bolt and rope,adding grouting for reinforcement if necessary,was an effective supporting manner for roadwaywith complex conditions.

roadway in coalmine;anchored bolt supporting;anchored rope;pre-stress;development;application

TD353.6

A

1006-6225（2011）03-0025-06

2011-03-28

国家科技支撑计划项目:大断面煤巷锚杆支护技术与材料研发 （2008BAB36B07）

康红普 （1965-）,男,山西五台人,研究员,博士生导师,从事巷道支护理论技术研究工作。

[责任编辑:王兴库 ]