锚索托梁加强支护的应用技术研究

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【摘要】介绍锚索托梁加强支护构件的组成和性能，以及锚索托梁加强支护在工字钢棚支护的大跨度和交叉点，沿空留巷的应用，并对使用过程中的技术关键进行分析。

【关键词】钢棚；锚索托梁；加强支护；应用

0.前言

针对大跨度巷道或交叉点采用工字钢棚支护时，存在支护面积大、支护强度不足及沿空留巷的巷道顶板不好维护等问题，采用锚索托梁配合工字钢，配合锚杆进行补强支护。由于工字钢棚支护巷道围岩松动范围大，支护跨度和强度均受到限制，而锚索具有锚固深度大，承载能力高、可以施加一定的预紧力等特点，通过锚索以一定方式锚固在围岩深部稳定岩层，外露端由索具配合托梁对工字钢及顶板进行悬吊，形成复合支护结构，达到有效加固目的。

1.锚索托梁加强支护构件

1.1锚索

锚索采用有一定弯曲柔性的钢绞线制成，配有锚具，可施加较大的预紧力，对巷道围岩进行补强加固。锚索具有抗破坏力高、韧性好；低松弛的特点，有一定强度和韧性，可弯曲并实现自身搅拌树脂药卷快速安装，适合在空间尺寸较小的煤巷中使用，锁绳一般采用7股?5mm结构钢绞线，锚索结构可分为：内锚固段、钢绞线自由段、外锚固段三大部分组成。

1.2锁具及托梁

锚索的锁具是为了保持钢绞线预紧拉力并将其传递到被锚围岩上所用的永久性锁紧装置。锚索的锁具为瓦片式，由锚环和锚塞组成。

托梁一般采用合适长度的槽钢、工字钢或钢板制作而成，托梁上加工有长孔。锁具外露端穿过托梁的长孔后，依次安装专用垫块和锁具。锚具索紧钢绞线同时，将托梁紧固在锚具上，使托梁与锚索联成整体共同发挥作用。

1.3锚固剂

锚固剂有水泥浆、树脂胶泥和普通树脂药卷等。为了简化安装工序、使锚索能及时承载，常采用普通树脂药卷加长锚固（里段采用快速凝聚的树脂药卷、外段采用中速树脂药卷）。

2.锚索托梁加强支护应用的实例

2.1平面交叉点的应用

鸡东煤矿大部分采区巷道采用工字钢棚支护，巷道拉门口及联络巷与回风巷道相通处。为了保证交叉点支护强度，通常采用锚索托梁对交叉点工字钢穿梁和抬棚进行加固保证安全。

2.2大断面峒室或由于巷道多年失修造成的大断面中的应用

荣华矿一采区属斜井多水平开拓，建矿时间早，巷道失修多，由于片帮造成的大面积空顶巷道多，大断面巷道难支护等问题，但采用锚杆配锚索托梁的支护形式得到了很好的解决。锚索长度为5～8m，锚梁长一般为2.0m，排距为2.0m，跨度力的可以多加几排；锚杆间、排距为1.0m×l.0m，实际应用证明效果很理想。

2.3立体交岔点的应用

3.技术关键

3.1有效锚固

采用锚索托梁对工字钢支架进行加固时，首先要合理确定锚索长度，确保内锚端能锚固在稳定岩层中；锚索孔打好后，安装前要对钻孔进行检查，对塌孔、掉块应进行处理。为避免树脂药卷安装中出现卡阻现象，可使用安装套管进行导入安装。

3.2适度张拉预紧

采用锚索托梁对工字钢进行加固时，锚索的张拉预紧一定要适度，既要保证托梁与工字钢紧密接触并承载，又要防止张拉过紧造成工字钢支架梁和腿分开。现场要求工字钢梁与巷道顶部围岩之间尽量结实，否则锚梁难以发挥作用，一般预紧力不小于30kN。

3.3构件强度匹配

托梁的承载能力应与索体强度匹配，托梁一般采用合适长度的工字钢、槽钢或6～8mm钢板加工而成，锚梁上直接加工长孔，锚索外霹端穿过锚梁的长孔后，依次安装专用托块和锚具。锚梁的承载能力，还与锚梁的享护跨度有关，锚梁上锚索间距一般不超过2m，否则同样影响支护效果。

4.结论

锚梁作为1种补强支护手段在煤矿井巷支护的实践中得到广泛应用。锚梁配合工字钢棚、锚杆及石墙使用，通过对锚索有效锚固、锚索适度张拉预紧，加强了顶板的完整性。采用锚梁进行补强支护拓宽了锚杆、工字钢棚支护应用范围，可以使工字钢支护断面适当增大，锚杆巷道沿空留巷的顶板更加完整，降低百万吨掘进率，降低成本，从而提高矿井效率。　[科]