目錄第一章、我國煤巷錨桿支護技術的發展過程 1
第二章、煤巷錨桿支護作用機理 2
第三章、錨桿鑽機及支護材料 4
第四章、錨桿鑽機操作安全技術措施 9
第五章、錨桿支護操作安全技術措施 14
第六章、錨桿支護操作安全技術措施 17
第七章、錨桿支護操作手指口述 19
第八章、事故案例分析 20
第一章、我國煤巷錨桿支護技術的發展過程
一、起步階段（80年代中後期）
主要進行一些基礎性的研究和試驗
錨桿支護理論、錨桿支護材料、施工機具與岩石巷道相同
沒有合理的監測儀器
煤巷錨桿支護的應用主要集中在少數幾個礦區 ,如徐州、新汶、淮南、西山等。
二、攻關階段（1991—2023年）
煤巷錨桿支護技術作為國家「八五」期間的重點專案進行攻關 ,取得了一大批科研成果：
出現了中性點等新理論
錨桿型式多樣化
液壓和電動鑽機相繼研究成功
錨桿支護應用範圍明顯擴大。
大斷面開切眼
向圍岩穩定性差的回採巷道發展
三、引進和消化階段（1996—2023年）
引進國外技術 ,推動我國煤巷錨桿支護技術的發展和提高
在引進、吸收和消化的基礎上 ,結合我國具體情況 ,集中現場、科研院所及大專院校等多方面的優勢 ,經過兩年大規模研究和試驗 ,初步形成了適合我國煤礦條件的煤巷錨桿支護成套技術
四、推廣和提高端段（2023年至今）
國內各大礦區廣泛推廣應用 ,取得了顯著的技術經濟效益
煤巷錨桿支護的比例已達到 30%以上 ,少數礦區已超過 80 %。
第二章、煤巷錨桿支護作用機理
從支護機理上看，錨桿支護屬於「主動」支護，可以充分利用圍岩的自承能力，提高巷道圍岩的穩定性，將載荷體變為承載體。在相同生產地質條件下，錨桿支護的巷道圍岩變形量比棚式支護減少一半以上。
從技術經濟上對比，錨桿支護可以節約大量鋼材，減少材料運輸工作量，減輕工人的勞動強度和改善作業環境；
保持採煤工作面上下兩道和開切眼的暢通，為回採工作面快速推進和高產高效低成本生產創造有利條件；
錨桿支護巷道施工簡單，機械化程度高，可大幅度降低巷道支護成本，提高掘進速度和生產效率。
（1） 懸吊理論
機理：將巷道頂板較軟弱岩層懸吊在上部穩定岩層上，以避免較軟弱岩層的破壞、失穩和塌落，錨桿所受的拉力來自被懸吊的岩層重量。
缺點：沒有考慮圍岩的自承能力，而且將被錨固體與原岩體分開。
（2） 組合梁理論
機理：將錨固範圍內的岩層擠緊，增加各岩層間的摩擦力，防止岩石沿層面滑動，避免各岩層出現離層現象，提高其自撐能力。
將巷道頂板錨固範圍內的幾個薄岩層鎖緊成乙個較厚的岩層（組合梁）。在上覆岩層載荷的作用下，這種組合厚岩層內的最大彎曲應變和應力都將大大減小，組合梁的撓度亦減小。
缺點：將錨桿作用與圍岩的自穩作用分開；隨著圍岩條件的變化，在頂板較破碎、連續性受到破壞時，組合梁也就不存在了。
（3） 組合拱（壓縮拱）理論
機理：在破裂區中安裝預應力錨桿時，在杆體兩端將形成圓錐形分布的壓應力，如果沿巷道周邊布置錨桿群，只要鋪杆間距足夠小，各個錯杆形成的壓應力圓錐體將相互交錯，就能在岩體中形成乙個均勻的壓縮帶，即承壓拱，這個承壓拱可以承受其上部破碎岩石施加的徑向荷載。在承壓拱內的岩石徑向及切向均受壓，處於三向應力狀態，其圍岩強度得到提高，支撐能力也相應加大。
缺點：一般不能作為準確的定量設計。
（4） 最大水平應力理論
機理：礦井岩層的水平應力通常大於垂直應力，水平應力具有明顯的方向性。在最大水平應力作用下，頂底板岩層易於發生剪下破壞，出現錯動與鬆動而膨脹造成圍岩變形，錨桿的作用即是約束其沿軸向岩層膨脹和垂直於軸向的岩層剪下錯動。
缺點：直觀性較差。
第三章、錨桿鑽機及支護材料
一、錨桿鑽機的分類：
錨桿鑽機按結構分為單體式、鑽車式、機載式；按動力分為電動式、氣動式、液壓式；按破巖方式分為迴轉式、衝擊式、衝擊迴轉式、迴轉衝擊式。
到目前為止，我國已開發了30多種型號和不同型別的錨桿鑽機，但適於井下使用且可靠性較好的只有3～4種產品。另外，還有許多煤礦在錨桿支護施工中大量使用的還是傳統氣動鑿岩機與煤電鑽，這不利於安全、高效作業。
1、氣動衝擊式錨桿鑽機
基本情況：氣動衝擊式錨桿鑽機基本以雙級氣腿式為主，因其結構較成熟，可以在堅硬岩石上鑽進。儘管在某種岩石條件下的鑿岩速度低於迴轉式，且雜訊頗高，仍被相當多地應用於錨桿支護。
條件限制：國產氣動錨桿鑽機已基本能代替進口產品。但煤礦井下壓縮空氣系統的輸送管道距離長，井下氣動裝置多，工作面氣體工作壓力偏低，常常在0.
4mpa以下，使鑽機效能與鑽進速度都比0.63mpa壓力下下降30%以上，影響錨桿孔鑽進的效果，特別是在堅硬岩石與深孔作業條件下，鑽進作業更加困難。
2、液壓錨桿鑽機。
基本情況:該機型輸出的扭矩高於氣動錨桿鑽機，在某些場合下應用較好，特別是與掘進機配套是較優越的工作方式。
條件限制：從目前已正式投入使用的支腿式液壓錨桿鑽機來看，鑽機輸出扭矩仍然偏低，液壓系統容易發熱。由於以礦物油為工作介質，在煤礦井下使用中存在安全隱患。
液壓錨桿鑽機的輸出扭矩比氣動錨桿鑽機大，但是，有的產品扭矩值偏低，扭矩低於加上管路壓力損失，井下鑽進無力。有的產品液壓系統溫公升過高，連續運轉2h後系統溫度公升至65℃以上，效能急劇下降。若保持工作壓力不變，轉速下降率達50%以上。
有的產品效能尚好，雖然液壓系統溫度高於65℃，效能下降率不到20%，但過高的溫度易使工作液變質，密封件容易早期失效。
3、電動錨桿鑽機的輸出特性較差，實際鑽孔速度較低，電機可靠性及防水效能存在嚴重問題，尚無良好的推進方式。另外，電動錨桿鑽機扭矩特性不好，有的產品過載能力不到額定值的2倍，不能滿足錨桿孔鑽進時需克服相當於額定扭矩2.5倍左右的阻力矩的要求，產品固有可靠性不高，因此電動錨桿鑽機尚未正式在井下成批使用。
與錨桿鑽機配套的鑽具，因破巖方式不同而不同，總的來說有迴轉類破巖鑽具、衝擊類破巖鑽具以及迴轉衝擊類破巖鑽具。
煤礦錨桿鑽機多為迴轉式，所以迴轉式鑽頭也比較流行。為配合推廣小直徑樹脂錨桿，鑽頭採用27～29mm的迴轉鑽頭，其結構型別多為兩翼對稱、兩翼不對稱和兩翼連筋式，可供鑽進不同性質岩石時選用。
目前，硬質合金仍是鑽頭採用的主要材料。鑽頭型式與國產硬質合金片的效能，影響鑽頭的應用範圍。目前，普通硬質合金的岩石鑽頭主要適用於頁岩、砂頁岩及部分砂岩（磨蝕性不高的砂岩），壽命為30m左右。
高於常規鑽頭**50%的國產優質合金鑽頭，可以鑽進抗壓強度60～80mpa的中等磨蝕性岩石，壽命可達25～30m.然而，相當多的生產廠家因受經濟利益驅動，不按標準要求組織生產，硬質合金質量低劣，工藝技術不高，產品壽命只有 10～20m. 甚至5-10m.
鑽桿由b19或b22(少數)六角中空鋼加工。經多年聯合攻關，我國錨桿鑽頭和鑽桿已能初步滿足一定條件下錨桿支護的需要。
二、錨桿型別
1、機械式錨桿
機械式錨桿是使用最早、結構多樣、數量較大的錨桿主要型別。機械式錨桿的錨固機構本身是乙個統一體，在安裝錨桿時，錨固機構主要通過乙個楔子系統在鑽孔中進行軸向或徑向相互錯動而張緊在鑽孔壁上。錨固機構通過摩擦連線將錨固力大多傳遞給岩層。
機械式錨桿在安裝時，大多都產生預緊力。有時，甚至錨固機構必須直接依靠預緊力來固定。
機械式錨桿的優點是，安裝迅速，可即時達到承載力，可二次張緊，某些結構的錨桿還可以**。其缺點是，鑽孔中的錨固段較短，在高應力區容易導致岩層破壞和錨固區鬆動；因此，它主要用於強度較高的岩層。
2、管縫式錨桿
管縫式錨桿的杆體，由高強度、高彈性鋼管或薄鋼板卷成。沿管全長有一條開縫，管的上端是錐體，在管的下端焊有乙個用鋼筋製成的圓環。杆體壁厚為2-4mm、直徑多為35-45mm（要求比鑽孔直徑大2-5mm），長度可據需要加工，一般為1.
60-2.0m；開縫寬度一般10-15mm為宜。當桿體被外力強壓入鑽孔後，開縫管被迫壓縮，與孔壁之間產生徑向擠壓應力，使杆體牢固的脹撐在鑽孔內；杆體與孔壁間的摩擦力，便成為錨固力，並且是沿杆體全長分布的。
管縫式錨桿具有錨固可靠、安裝方便且易於實現機械化操作；即可實現全長錨固、又有較大預應力和滑移讓壓特性。
3、 粘結式錨桿
粘結式錨桿是通過粘結劑來取代錨固機構。粘結劑注入鑽孔內，凝固後可將杆體粘固在鑽孔中。錨桿錨固力向岩層的傳遞，主要是通過粘結的形式，而不是向鑽孔壁通過機械或摩擦脹固等施加的擠壓力。
粘結式錨桿的優點是，它能在較深的鑽孔中顯示出很好的粘著力，而且可以不可壓縮的傳遞很大的力。由於它在錨固岩層時，並不產生特別的接觸壓力，所以對岩層強度無特殊要求，從而也可在鬆散岩層中成功的使用。
4、高強錨桿
錨桿的結構主要由螺紋鋼杆體、穹形球體、塑料增壓墊圈、驅動螺母、托盤和樹脂藥捲等組成。
三、錨固劑
我國煤礦中主要使用的錨固劑是樹脂和快硬水泥兩種型別。這兩種型別的錨固劑在如下幾個方面的效能具有十分顯著的差別。
(1)固化時間
超快型樹脂錨固劑的凝膠(初凝)時間為0.5-1.0鐘，快硬水泥錨固劑的凝膠(初凝)時間為3-5分鐘。這就意味著使用樹脂錨固劑更能及時地支護圍岩，保證頂板安全和穩定。
(2)不同時期的抗壓強度
超快型樹脂錨固劑在錨桿安裝5分鐘後強度就可達到21mpa，相當其最終強度的30%左右;半小時後的強度大於35mpa。各種型別樹脂錨固劑在1天後的強度便可超過60mpa，達到最終強度的80%以上。
快硬水泥錨固劑的早期強度則很低，錨桿安裝5分鐘時強度幾乎為零;半小時後的強度為4.3-4.6mpa，一小時後的強度也僅為8-10mpa；7天以後抗壓強度僅可達到樹脂錨固劑強度的一半左右。
樹脂錨固劑的強度效能比快硬水泥好得多，尤其是在早期強度方面樹脂錨固劑有更大的優越性。
(3)錨固力
樹脂錨固和水泥錨固相比最大的優點是錨固力大。根據邢台礦務局葛權、東龐，邢台等礦煤巷數百根錨桿拉拔力試驗對比分析，樹脂錨桿的拉拔力一般比使用水泥錨固劑大2.7-4.2倍。
使用ck型樹脂錨固劑時，15-25分鐘時的錨固力就是用水泥藥捲1天後的錨固力的2.7倍左右，這對於及時加固圍岩具有重要意義。
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