錨桿托板組合構(gòu)件協(xié)調(diào)作用原理及應(yīng)用

王照明

（陜西小保當(dāng)?shù)V業(yè)有限公司，陜西 榆林 719000）

隨著高產(chǎn)高效礦井的建設(shè)，單工作面產(chǎn)量越來越高，工作面支架及設(shè)備選型趨于大型化，從而要求巷道斷面擴(kuò)大[1]。巷道斷面擴(kuò)大導(dǎo)致支護(hù)密度較高，從而造成掘進(jìn)效率低下問題凸顯[2-3]。工作面巷道一般布置在煤層中，煤幫發(fā)生片幫破碎或頂板失穩(wěn)冒頂時(shí)，錨桿支護(hù)構(gòu)件易損壞，嚴(yán)重影響巷道安全支護(hù)?？导t普院士及其團(tuán)隊(duì)通過對(duì)錨桿各構(gòu)件進(jìn)行精細(xì)化研究，完善了錨桿支護(hù)系統(tǒng)，提高了我國煤礦巷道安全及圍巖控制水平[4-6]。Kilic A 分析了桿體形狀及預(yù)應(yīng)力對(duì)錨固性能的影響[7]，Campoli A 研究了錨固劑物理力學(xué)性質(zhì)、環(huán)形厚度對(duì)錨桿拉拔力及支護(hù)效果的影響[8-9]。原貴陽為解決深井高地應(yīng)力巷道因圍巖大變形導(dǎo)致金屬網(wǎng)嚴(yán)重破壞引發(fā)支護(hù)失效的問題，研究了錨桿支護(hù)組合構(gòu)件對(duì)鋼筋網(wǎng)支護(hù)的加固特征[10]。于遠(yuǎn)祥建立了桿體與圍巖協(xié)調(diào)變形的力學(xué)分析模型，分析錨桿托板對(duì)圍巖分區(qū)破裂演化規(guī)律的影響[11-12]。王衛(wèi)軍通過三軸加載物理相似模擬試驗(yàn)，分析了錨桿支護(hù)強(qiáng)度、錨桿預(yù)緊力對(duì)預(yù)裂試件的錨固效果并構(gòu)建了劈裂板梁結(jié)構(gòu)模型[13]。郝亮鈞進(jìn)行霍普金森沖擊作用下雙根恒阻錨桿的拉伸試驗(yàn)研究，并建立了并聯(lián)作用的雙根恒阻大變形錨桿在沖擊載荷下的力學(xué)模型[14]。以上研究從不同角度對(duì)錨桿支護(hù)各構(gòu)件對(duì)支護(hù)效果的影響進(jìn)行了分析，有力地推動(dòng)了不同圍巖條件下錨桿支護(hù)的研究進(jìn)展[15-20]。但是，關(guān)于托板組合構(gòu)件的研究還集中在托板形狀及力學(xué)性能的測(cè)試優(yōu)化方面，對(duì)于錨桿托板組合構(gòu)件之間的協(xié)調(diào)作用問題研究成果較少。為此，在前人研究的基礎(chǔ)上，提出了錨桿托板組合構(gòu)件協(xié)調(diào)作用的概念，通過構(gòu)建錨桿托板組合構(gòu)件力學(xué)模型，對(duì)錨桿托板組合構(gòu)件的協(xié)調(diào)作用進(jìn)行分析；采用實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)、數(shù)值模擬及理論分析相結(jié)合的方法對(duì)目前煤礦淺埋大斷面巷道支護(hù)常用的錨桿托板組合構(gòu)件協(xié)調(diào)作用機(jī)理進(jìn)行研究，分析不同錨桿托板組合構(gòu)件協(xié)調(diào)作用下巷道的支護(hù)效果；對(duì)小保當(dāng)一號(hào)井切眼掘進(jìn)過程中對(duì)錨桿受力進(jìn)行分析，評(píng)估圍巖支護(hù)效果，為后續(xù)切眼巷道支護(hù)提供借鑒與工程依據(jù)。

1 錨桿托板組合構(gòu)件協(xié)調(diào)作用

由于煤礦井下巷道的表面多數(shù)情況下并不平整，使得錨桿托板受到偏心載荷。而偏心荷載及其不利于錨桿尾部的正常工作狀態(tài)，偏心荷載處產(chǎn)生的正應(yīng)力一般是錨尾正應(yīng)力的5～7 倍[21-23]。為了減少錨桿尾部的彎曲變形，這就要求錨桿托板組合構(gòu)件充分發(fā)揮其協(xié)調(diào)作用。

錨桿托板組合構(gòu)件包括托板、調(diào)心墊圈及減摩墊圈，是錨桿支護(hù)系統(tǒng)中的重要構(gòu)件，能夠增加錨桿預(yù)應(yīng)力扭矩轉(zhuǎn)換效率，擴(kuò)散預(yù)應(yīng)力場(chǎng)，使錨桿適應(yīng)復(fù)雜不平的圍巖表面，有效改善錨桿尾部受力狀態(tài)，提高錨桿支護(hù)效果。當(dāng)巷道圍巖表面不平整時(shí)，伴隨圍巖變形，錨桿易發(fā)生彎曲，在受到軸向拉力、扭矩和彎矩3 種力的組合作用下，錨桿尾部可能發(fā)生破壞，嚴(yán)重影響支護(hù)效果。當(dāng)錨桿鉆孔與巷道表面不垂直而成一定角度時(shí)，通過調(diào)心墊圈調(diào)節(jié)錨桿安裝角度，減小錨桿尾部的彎曲變形，從而改善錨桿的受力狀態(tài)。錨桿托板組合構(gòu)件協(xié)調(diào)作用主要在于托板球窩與調(diào)心墊圈的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，若兩者受力鎖死或摩擦系數(shù)過大，阻礙了兩者的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，調(diào)心墊圈便失去了調(diào)心作用。配套使用的減摩墊圈由于不同減摩材料的摩擦系數(shù)相差懸殊，應(yīng)根據(jù)需要選擇合理的減摩墊圈材質(zhì)與尺寸，使得相同螺母扭矩下錨桿能獲得較大的預(yù)緊力[24-25]。因此錨桿托板組合構(gòu)件之間的協(xié)調(diào)作用將影響調(diào)心墊圈的調(diào)心程度，進(jìn)而對(duì)錨桿的受力狀況造成直接影響。

2 錨桿托板組合構(gòu)件的協(xié)調(diào)作用分析

錨桿托板組合構(gòu)件力學(xué)模型如圖1。

圖1 錨桿托板組合構(gòu)件力學(xué)模型Fig.1 Mechanical model of composite member of rock bolt support plate composite component

為了便于分析錨桿托板組合構(gòu)件的協(xié)調(diào)作用，假設(shè)錨桿托板與調(diào)心球墊的受力為平面受力，且錨桿在彎曲一定角度后球墊與螺母、球墊與托板未發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)錨桿彎曲一定角度后，假定球墊與托板發(fā)生自鎖現(xiàn)象。建立平衡關(guān)系式為[26]：

式中：FN1、FN2為托板與調(diào)心球墊之間的徑向力；TN1、TN2為托板與調(diào)心球墊之間的切向力；F 為錨桿所受的軸力；△F 為托板與調(diào)心球墊接觸面兩側(cè)所受不平衡力的載荷差；θ 為球墊與托板夾角；μ 為托板與鋼帶之間的摩擦系數(shù)；R 為調(diào)心球墊半徑；D 為調(diào)心球墊孔直徑。

聯(lián)立式（1），求解可得：

在托板收到偏心載荷后，即有TN1≥TN2，假設(shè)球墊與托板之間的摩擦系數(shù)為μ′，若球墊與托板發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，則有：

由式（4）可以看出，錨桿托板組合構(gòu)件協(xié)調(diào)性主要和調(diào)心球墊與托板夾角θ 以及球墊與托板之間的摩擦系數(shù)μ′，托板與鋼帶之間的摩擦系數(shù)μ 有關(guān)。當(dāng)調(diào)心球墊與托板夾角較小時(shí)，托板與調(diào)心球墊可能發(fā)生自鎖現(xiàn)象，嚴(yán)重影響錨桿托板組合構(gòu)件的協(xié)調(diào)作用，導(dǎo)致巷道錨桿支護(hù)效果降低。

3 錨桿托板組合構(gòu)件協(xié)調(diào)作用試驗(yàn)

采用Solid works 建模軟件建立模擬所需模型，其中錨桿拱形托板的尺寸為150 mm×150 mm，厚度8 mm，拱型托板拱高30 mm，托板球窩直徑38 mm，調(diào)心墊圈直徑46 mm。將數(shù)值模型導(dǎo)入Ansys workbench 進(jìn)行計(jì)算，材料設(shè)置為Q235 結(jié)構(gòu)鋼，材料彈性模量設(shè)置為200 GPa，屈服強(qiáng)度設(shè)置為235 MPa，極限抗拉強(qiáng)度為400 MPa，泊松比為0.26。

3.1 錨桿托板組合構(gòu)件協(xié)調(diào)作用對(duì)支護(hù)效果的影響

為了研究錨桿托板組合構(gòu)件協(xié)調(diào)作用對(duì)支護(hù)效果的影響，在錨桿托板受偏心載荷的情況下，設(shè)計(jì)以下2 種模擬方案：①錨桿托板組合構(gòu)件協(xié)調(diào)性良好；②錨桿托板組合構(gòu)件相互鎖死。錨桿托板與圍巖表面未完全接觸時(shí)，錨桿托板在偏心載荷的作用下，使得錨桿尾部產(chǎn)生應(yīng)力集中區(qū)域，對(duì)錨桿逐漸施加0 ～30 kN 的錨桿軸向力，每增加1 kN 對(duì)錨桿尾部測(cè)點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。錨桿軸向力與應(yīng)力曲線如圖2

圖2 錨桿軸向力與應(yīng)力曲線Fig.2 Axial force and stress curves of bolt

在錨桿托板受偏心載荷的情況下，錨桿尾部受力呈非線性增長趨勢(shì)，在錨桿軸力小于10 kN 時(shí)，兩者變化趨勢(shì)趨于一致。在錨桿托板組合構(gòu)件相互鎖死的情況下，隨著錨桿軸力的增加，錨桿尾部受力呈指數(shù)式增長。而在錨桿托板組合構(gòu)件協(xié)調(diào)性良好的情況下，在錨桿軸力大于25 kN 后，錨桿尾部受力速率逐漸放緩。在錨桿軸力為30 kN 時(shí)，錨桿托板組合構(gòu)件協(xié)調(diào)性良好情況下錨桿尾部的受力264 MPa，錨桿托板組合構(gòu)件相互鎖死情況下錨桿尾部受力503 MPa，相對(duì)減小了47.5%。由此可知，當(dāng)錨桿托板組合構(gòu)件協(xié)調(diào)性良好時(shí)，能有效降低錨桿尾部應(yīng)力集中程度。

不同協(xié)調(diào)作用下托板的應(yīng)力分布如圖3，在錨桿托板組合構(gòu)件協(xié)調(diào)性良好的情況下，錨桿托板在中間拱形處受到偏載影響產(chǎn)生應(yīng)力集中，最大應(yīng)力743.1 MPa。在錨桿托板組合構(gòu)件相互鎖死的情況下，托板受偏載影響嚴(yán)重，其應(yīng)力在施加載荷一側(cè)發(fā)生集中，最大應(yīng)力1 676 MPa。錨桿托板組合構(gòu)件相互鎖死的情況下托板的最大集中應(yīng)力大于錨桿托板組合構(gòu)件協(xié)調(diào)性良好的情況下的最大集中應(yīng)力。因此在現(xiàn)場(chǎng)施工中應(yīng)該盡量避免錨桿托板組合構(gòu)件相互鎖死的情況，保證錨桿托板組合構(gòu)件協(xié)調(diào)性良好。

圖3 不同協(xié)調(diào)作用下托板的應(yīng)力分布Fig.3 Stress distribution of supporting plate under different coordination actions

3.2 減摩墊圈對(duì)錨桿托板組合構(gòu)件協(xié)調(diào)性的影響

錨桿預(yù)應(yīng)力的施加與否是區(qū)別巷道主動(dòng)支護(hù)和被動(dòng)支護(hù)的關(guān)鍵，預(yù)應(yīng)力可有效減少塑性區(qū)，抑制圍巖的離層和錯(cuò)動(dòng)。當(dāng)螺母與球型調(diào)心墊圈之間摩擦系數(shù)較大時(shí)，兩者之間難以發(fā)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，致使錨桿托板組合構(gòu)件協(xié)調(diào)性下降，錨桿預(yù)緊扭矩和錨桿預(yù)緊力之間的轉(zhuǎn)換系數(shù)降低，錨桿不能提供足夠的預(yù)緊力，影響支護(hù)效果。

錨桿預(yù)緊扭矩和預(yù)緊力試驗(yàn)裝置如圖4，通過手握式扭矩倍增器對(duì)錨桿螺母施加預(yù)緊扭矩，大小級(jí)別為50～750 N·m，通過特制稱重傳感器進(jìn)行錨桿軸向預(yù)緊力進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，分別對(duì)聚四氟乙烯、1010尼龍和高密聚乙烯墊片這3 種材料進(jìn)行試驗(yàn)。

圖4 錨桿預(yù)緊扭矩轉(zhuǎn)化試驗(yàn)Fig.4 Transformation test of bolt pre-tightening torque

錨桿預(yù)緊扭矩和預(yù)緊力關(guān)系曲線如圖5。由圖5可知，無墊圈情況下，錨桿軸向預(yù)緊力隨著預(yù)緊扭矩的增大而增大，1010 尼龍、高密聚乙烯墊片都有較好的減摩作用，錨桿預(yù)緊扭矩和預(yù)緊力基本呈線性增長。在預(yù)緊扭矩150 N·m 時(shí)，無墊片預(yù)緊力為40.4 kN，而1010 尼龍墊片預(yù)緊力為60.5 kN，預(yù)緊力增加約20 kN。在擰緊力矩相同的情況下尼龍1010 預(yù)緊力比不加墊片提高33%～50%。

圖5 錨桿預(yù)緊扭矩和預(yù)緊力關(guān)系曲線Fig.5 Curves of relation between bolt preload torque and preload force

根據(jù)試驗(yàn)過程分析：高密聚乙烯墊片延展性較差，在力矩達(dá)到200～300 N·m 時(shí)被螺母切成內(nèi)外2個(gè)圈并被擠出，力矩再升高時(shí)減摩效果逐漸降低；1010 尼龍延展性能良好，在螺母擠壓過程中被擠壓得很薄但不會(huì)斷裂，形成碗狀，始終起到減摩作用。由于1010 尼龍墊片的延展性強(qiáng)，減摩效果好，因此建議選用尼龍1010 減摩墊圈。

調(diào)心墊圈的孔徑和螺母墊片的大小對(duì)減摩墊片作用有很大影響。調(diào)心墊圈與錨桿直徑間隙過大，螺母墊片過小，都會(huì)造成墊片被切成內(nèi)外兩圈，使減摩墊片在力矩達(dá)到200～300 N·m 時(shí)被擠出，造成在大力矩的時(shí)起不到良好的減摩作用。M27 高強(qiáng)錨桿配套的帶厚墊片的螺母將1010 尼龍墊片壓成碗狀，中間很薄但不斷裂，在擰緊的過程中始終起到減摩作用。球墊與錨桿直徑間隙以1～2 mm 為好，螺母墊片外徑應(yīng)與球墊外徑相近。

為了驗(yàn)證1010 尼龍墊片在煤礦井下的實(shí)際應(yīng)用情況，錨桿1、錨桿3、錨桿5 為采用1010 尼龍墊片，而錨桿2、錨桿4、錨桿6 使用普通墊片，錨桿預(yù)緊扭矩和預(yù)緊力現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)曲線如圖6。

圖6 錨桿預(yù)緊扭矩和預(yù)緊力現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)曲線Fig.6 Field measured curves of bolt pre-tightening torque and pre-tightening force

由圖6 可知，當(dāng)錨桿螺母擰緊扭矩為100 N·m時(shí)與扭矩為300 N·m 時(shí)，錨桿1、錨桿3、錨桿5 和錨桿2、錨桿4、錨桿6 扭矩轉(zhuǎn)化成的錨桿軸向力差距是十分大的，當(dāng)扭矩為100 N·m 時(shí)，錨桿軸力一般為10～15 kN，當(dāng)扭矩為300 N·m 時(shí)，錨桿1、錨桿3、錨桿5 的軸向力一般為20～40 kN，錨桿2、錨桿4、錨桿6 的錨桿軸向力一般為40～60 kN。錨桿發(fā)揮主動(dòng)支護(hù)作用能力主要依靠錨桿的軸向力，比較低扭矩和高扭矩狀態(tài)，兩者的控制圍巖的能力是有很大差別的。因此，錨桿支護(hù)施工時(shí)應(yīng)對(duì)錨桿螺母施加較大的扭矩，小保當(dāng)一號(hào)礦井使用的直徑20 mm、屈服強(qiáng)度335 MPa 的錨桿，將錨桿預(yù)緊扭矩施加標(biāo)準(zhǔn)定為300 N·m 是較為合理的。錨桿1、錨桿3、錨桿5的扭矩轉(zhuǎn)化效率明顯提升。在錨桿支護(hù)中，由于錨桿螺紋形式、螺母的材質(zhì)、加工精度上存在較大差異，井下實(shí)際數(shù)據(jù)與實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)存在一定的差異。

4 錨桿托板組合構(gòu)件協(xié)調(diào)作用

4.1 巷道地質(zhì)條件及支護(hù)方案

小保當(dāng)一號(hào)井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力1 500 萬t/a，主要可采煤層2-2煤，屬近水平煤層，煤層厚度3.8～6.7 m，采煤方法為一次采全高，輔運(yùn)巷和運(yùn)輸巷間區(qū)段煤柱為25 m。工作面運(yùn)輸巷掘進(jìn)寬度6.2 m，掘進(jìn)高度4.4 m，掘進(jìn)斷面27.28 m2；工作面輔運(yùn)巷掘進(jìn)寬度5.7 m，掘進(jìn)高度4.6 m，掘進(jìn)斷面26.2 m2。

圍巖強(qiáng)度測(cè)試結(jié)果顯示，2-2煤層巷道頂煤強(qiáng)度為20～25 MPa，頂板粉砂巖巖層強(qiáng)度為23～30 MPa，粗粒砂巖巖層強(qiáng)度為30 MPa 左右，巷道煤幫強(qiáng)度平均值為21.92 MPa，煤體強(qiáng)度中硬，頂板砂巖強(qiáng)度中等。煤層底板粉砂巖巖層強(qiáng)度平均值為43.00 MPa，底板巖層強(qiáng)度較高。

頂板支護(hù)采用樹脂加長錨固，鉆孔直徑為28 mm，錨固長度為1 300 mm。錨桿垂直巷道頂板，錨桿排距900 mm，每排13 根錨桿，間距850 mm。巷幫支護(hù)采用樹脂加長錨固，鉆孔直徑為28 mm，錨固長度為1 300 mm，錨桿垂直巷幫，錨桿排距900 mm，每排5 根錨桿，間距1 000 mm。

4.2 錨桿受力井下實(shí)測(cè)分析

在切眼巷道掘進(jìn)過程中，分別在0、150、250、350 m 處布置監(jiān)測(cè)測(cè)站，采用MC-500B 型錨索測(cè)力計(jì)監(jiān)測(cè)錨桿受力，統(tǒng)計(jì)錨桿承載工況，評(píng)估圍巖支護(hù)效果，并為頂板災(zāi)害預(yù)警以及后續(xù)切眼巷道支護(hù)提供借鑒與工程依據(jù)。4 個(gè)測(cè)站的錨桿受力狀況如圖7。

切眼0 m 測(cè)站錨桿索受力趨勢(shì)為安裝后先增大，然后掘進(jìn)20 d 左右趨于穩(wěn)定。這是因?yàn)閲鷰r掘進(jìn)暴露后，總會(huì)產(chǎn)生一定的形變，使得錨桿桿體受力增加，之后圍巖逐漸趨于穩(wěn)定狀態(tài)，錨桿受力也穩(wěn)定下來。個(gè)別錨桿出現(xiàn)受力下降的狀態(tài)，分析原因?yàn)槭芰芩蝻L(fēng)化作用，托板處頂板可能出現(xiàn)軟化現(xiàn)象，導(dǎo)致受力下降，而后錨桿繼續(xù)發(fā)揮控制作用，受力又逐步增加，屬正常狀況。在切眼整個(gè)服務(wù)周期內(nèi)，錨桿和錨索受力均未達(dá)到強(qiáng)度極限，支護(hù)處于安全范圍。

切眼150 m 測(cè)站錨桿和錨索受力同樣是安裝后先增加，大約16 d 后趨于穩(wěn)定，最終錨桿受力增量在20 kN 以內(nèi)，錨索受力增量也在20 kN 以內(nèi)，增加量不大。150 m 測(cè)站處，在切眼整個(gè)服務(wù)周期內(nèi)，錨桿和錨索受力均未達(dá)到強(qiáng)度極限，支護(hù)處于安全范圍。

切眼250 m 測(cè)站錨桿索受力變化不大，安裝后15 d 左右受力趨于穩(wěn)定。錨桿最終受力處于20～80 kN 之間，未達(dá)到錨桿屈服力值，錨索最終受力未超過100 kN，與初始張拉力相比變化不大，富余承載能力較大。切眼350 m 測(cè)站錨桿索受力比較穩(wěn)定，安裝后多數(shù)錨桿受力與預(yù)緊力差距不大，主要原因?yàn)殄^桿索安裝初始預(yù)緊力施加水平較高，后期受力變化量小，穩(wěn)定程度強(qiáng)。掘進(jìn)期間錨桿錨索受力變化幅度較小，受掘進(jìn)擾動(dòng)影響小。

總體來看，當(dāng)錨桿托板組合構(gòu)件協(xié)調(diào)性良好時(shí)，錨桿受力波動(dòng)不大，絕大多數(shù)錨桿受力穩(wěn)定在50～80 kN 之內(nèi)，未達(dá)到破斷極限，未發(fā)現(xiàn)錨桿破斷現(xiàn)象。錨索受力基本保持穩(wěn)定，最終受力基本在100 kN 以內(nèi)，總體增幅在20 kN 以內(nèi)，錨桿索受力有足夠的富余系數(shù)。

4.3 巷道支護(hù)效果

在112207 工作面切眼0、150、250、350 m 處分別布置4 個(gè)圍巖表面位移監(jiān)測(cè)測(cè)站，監(jiān)測(cè)切眼自貫通起至工作面安裝完畢期間的2 個(gè)月時(shí)間內(nèi)圍巖穩(wěn)定性變化狀況。4 個(gè)測(cè)站的表面位移監(jiān)測(cè)結(jié)果分別如圖8。

圖8 112207 工作面切眼測(cè)站表面位移Fig.8 The surface displacement of the station measured by cutting hole of 112207 working face

在0 m 測(cè)站，切眼掘進(jìn)期間巷道圍巖穩(wěn)定性良好，頂?shù)装逡平孔畲笤? mm 以內(nèi)，兩幫移近量最大為35 mm，切眼整體基本無變形；150 m 處測(cè)站頂?shù)装逡平炕緵]有明顯變化，測(cè)量得出最大位移在16 mm 以內(nèi)，兩幫移近量最大為31 mm，圍巖位移量在正常范圍之內(nèi)，也未發(fā)現(xiàn)有明顯的破壞，支護(hù)效果良好；250 m 處測(cè)站頂?shù)装逡平孔畲笤?0 mm 以內(nèi)，兩幫移近量最大為25 mm，圍巖位移量在正常范圍之內(nèi)，支護(hù)效果良好；350 m 處測(cè)站頂?shù)装逡平孔畲笤?7 mm 以內(nèi)，兩幫移近量最大為35 mm 左右，圍巖位移量不大，整體穩(wěn)定性很好。

總體來說，112207 工作面切眼巷道表面位移很小，頂?shù)装逡平烤鶝]有明顯變化，頂板下沉最大不超過10 mm，相對(duì)于超大斷面切眼來說，變形量較??；兩幫移近量很小，4 個(gè)測(cè)站兩幫移近量均未超過20 mm。切眼在服務(wù)周期內(nèi)基本沒有發(fā)生明顯變形，滿足安全使用要求。實(shí)踐表明，當(dāng)錨桿托板組合構(gòu)件協(xié)調(diào)性良好時(shí)，避免了原有錨桿尾部易發(fā)生損壞變形的缺點(diǎn)，且更有助于錨桿錨索預(yù)緊力施加，支護(hù)效果更好。

5 結(jié) 論

1）通過建立錨桿托板組合構(gòu)件力學(xué)模型，構(gòu)建錨桿托板組合構(gòu)件平衡方程，分析得出影響錨桿托板組合構(gòu)件協(xié)調(diào)作用的主要因素有調(diào)心球墊與托板夾角及構(gòu)件間摩擦系數(shù)。

2）當(dāng)錨桿托板組合構(gòu)件協(xié)調(diào)性良好時(shí)，能有效降低錨桿尾部應(yīng)力集中程度，提高錨桿預(yù)緊力，錨桿托板組合構(gòu)件相互鎖死的情況下托板的最大集中應(yīng)力大于錨桿托板組合構(gòu)件協(xié)調(diào)性良好的情況下的最大集中應(yīng)力。

3）在小保當(dāng)112207 工作面大斷面切眼巷道快速掘進(jìn)實(shí)踐表明，當(dāng)錨桿托板組合構(gòu)件協(xié)調(diào)性良好時(shí)，避免了原有錨桿尾部易發(fā)生損壞變形的缺點(diǎn)，且更有助于錨桿錨索預(yù)緊力施加，支護(hù)效果更好。