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煤帮锚杆支护机理及过载失效形式分析2.2,1煤帮锚杆支护机理
      煤帮变形是由于煤体内部的松动和煤体沿煤层界面被挤出而引起的，控制煤体的松动和被挤出是煤帮锚杆支护的目的［"］。
      煤体采用锚杆支护时，由锚固头与托板一起对煤帮施加托锚力。锚杆作用力P可分解为剪切面的切向力PI和法向力凡，如图2一2所示，尸，减小了剪切面的剪切力，尸2增大了剪切面上的正应力，因而有利于控制煤体内部的剪切破坏，也有利于控制煤体的松动。另外，由于煤帮锚杆对其作用范围内的煤体提供轴向约束力和横向约束力，轴向约束力可阻止煤体松动，横向约束力是杆体和锚固头所提供的抗剪力，它对控制煤体内部剪切破坏起到一定的作用.Px―煤帮锚杆的支护阻力，N;        一煤层开采厚度，叭        A―侧压系数；          介―应力集中系数；        打‘一采深，m;        7―**板岩石的重力密度，kN／耐。      由式（2一l）和式（2一2）可知，煤帮锚杆支护阻力凡增大，使塑性区煤体垂直应力。，显着增加，塑性区宽度X0将明显减小。当煤帮锚杆支护阻力增大到一定程度时，塑性区宽度将降为O，这有利于提高煤体的稳定性。塑性区煤体垂直应力，，的增大，意味着煤层界面上的正应力增大，有利于抑制煤体从**板中挤出［ls〕。
      回采巷道由于受回采动压影响较大，煤帮锚杆要*阻止煤体挤出是不可能的。通过现场观测发现，即使煤帮采用锚杆支护，两帮煤体仍会被挤出。但由于锚杆的作用，煤体挤出的位移量减小，且煤体向巷道内的位移呈整体性。回采巷道围岩变形呈煤壁向煤体深部逐渐变小的趋势，即煤体浅部变形大，
深部变形小。煤帮锚杆的作用是控制煤体浅部的变形破坏。由于锚杆的夹紧作用，使锚杆所控制长度范围内的煤体变形达到同步，从而使煤体组成一个既能承受**压，又能在水平方向上呈现整体移动的承载层【”〕。
      由以上分析可知，用于煤帮支护的锚杆应具有一定的支护阻力，支护阻力过小，则在受采动影响较大时，锚杆不能约束煤体的松动而被挤出，从而造成巷道两帮位移量大，甚至煤帮松塌。一般煤帮支护均采用端头锚固，锚杆支护阻力即为锚杆托锚力，托锚力等于锚杆尾部所受拉力，因此，锚杆尾部应具有一定的连接强度，我国对煤帮锚杆支护强度的要求是大于50kN[2O,21〕。2.2.2直接机械连接式锚杆结构失效机理
      金属套管与杆体直接机械连接是我国早期普遍采用的尾部结构形式，比较典型的是煤炭科学研究总院杭州环境保护*研制的一种玻璃钢锚杆，如图I一2所示。
玻璃钢格/ProductShow.asp?ID=132