煤炭科学技术

作者：侯俊领, 黄童李, 刘结高, 李垂宇, 袁琳, 李世辉, 朱修亮, 袁安营,

关键词：巷道支护, 围岩控制, 预紧力, 数字图像相关技术, 应力均布型锚索,

预紧力作为巷道支护的关键参数之一，对主动支护起着决定性作用，国内外研究表明提高预紧力可有效控制巷道变形，降低冒顶事故的发生。当锚索张拉结束卸载时，锚索回缩导致预紧力损失较大，实际施加的预紧力远低于设计值，难以发挥预应力锚索主动支护的作用。为减少预紧力损失，研制了高预紧力应力均布型锚索，构件包括高预紧力应力均布型锁具、钢绞线、托盘、支撑架等构件。高预紧力应力均布锚索能够减少锁具夹片引起的锚索回缩量和围岩损伤变形引起的锚索回缩量，减少张拉过程中预紧力损失。该安装工艺采用二次张拉结合螺母旋转预紧的方式，首次张拉与传统锚索工艺一致，二次张拉则借助支撑架辅助完成，待张拉产生缝隙后，通过旋转螺母补偿锚索在首次张拉时的回缩损失。在试验过程中，采用数字图像相关技术（Digital Image Correlation，DIC）技术研究了锚索静载拉伸过程中普通螺母和应力均布型锁具螺母的“荷载−位移”分布规律。现场实测和实验室实测发现矿用锚索在张拉过程中预紧力损失约为35%，高预紧力应力均布型锚索张拉过程中预紧力损失仅为10%，预紧力损失减少25%，应力均布型锁具螺母可缓解张拉过程中螺纹副的应力集中，提高锁具螺纹的承载能力。成果在朱集矿、潘二矿及丁集矿等深部巷道应用，对巷道围岩控制效果较好。

来源：2025年第11期

《煤炭科学技术》期刊编辑部

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