2.玻璃钢锚杆支护可靠性的影响因素
用事故树的分析方法，将玻璃钢锚杆支护系统的四个子系统再进行划分，直至分解到所有因素不能再分解为止[50]。具体划分如图所示：
图12 玻璃钢锚杆支护系统 Fig. 12 FRP bolt support system
锚固段子系统：锚固段子系统包括四个因素，围岩性质、锚固类型、锚固方式和锚固力。每考虑其中一个因素时，视其他因素对其不影响。
玻璃钢锚杆支护煤帮时，煤帮的围岩性质基本上处于松散破碎、裂隙发育的特性。煤层的普氏系数小于2，硬度过小，这是导致支护困难的原因，支护越困难就越难保证支护有效。围岩——锚固剂——杆体这三种介质很好的黏结，才能获得锚固力。围岩的性质决定了锚固力大小，一般情况下，锚固段都打入弹性区或弹塑性区，塑性区内的煤体过于松散，不利于锚固段很好的工作。
若煤帮松散破碎程度较大是导致锚杆支护失效的直接原因。黏结式锚杆锚固类型一般有水泥、水泥砂浆、数值锚固剂等。玻璃钢锚杆选用数值锚固剂，能更好和杆体黏结，起到增强锚固力作用。锚固类型的选择很重要，锚固类型是导致玻璃钢锚杆失效的直接原因。
锚固方式分为端锚和全锚。一般情况下全锚时的锚固力要比端锚时的大，因为锚固剂与杆体和煤这两种介质接触面积比端锚的大。锚固长度的选择很重要，锚固长度是导致玻璃钢锚杆失效的直接原因。
锚固力是导致玻璃钢锚杆失效的主要原因。锚固力的获得主要是杆体——锚固剂——煤这三种介质很好的黏结下产生的。根据应力传递机理，锚固力的获得
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安徽理工大学硕士学位论文
除了需要锚固剂与杆体和煤这两种介质很好的黏结，还需要锚尾处托盘有很好的承载力。煤帮对托盘的应力超过锚固力（杆体不发生破断的情况下），支护失效。
杆体参数子系统：杆体参数子系统包括三个因素：锚杆强度、锚杆长度和锚杆直径。
锚杆强度是玻璃钢锚杆支护失效的直接原因。玻璃钢锚杆支护煤帮时，常会发生杆体破断的现象。在锚固段不发生破坏、锚尾不发生的情况下，杆体破断的唯一原因是因为玻璃钢锚杆杆体强度过低，达不到支护要求，支护失效。
锚杆长度的选择对支护效果的影响很大。煤帮的特性：表面松散破碎区，深入一段距离为弹塑性区，再深入为深部弹性区（如图所示）。玻璃钢锚杆在进行支护时，先打钻孔，再装入玻璃钢和锚固剂，若锚杆长度达不到要求，锚杆的锚固段不能进入弹塑性区。若没有进入到弹塑性区，锚杆可能会连着煤帮浅部直接大面积垮落、坍塌。
锚杆直径的选择，关系到锚杆的强度。玻璃钢锚杆是一种以树脂复合材料为基体，玻璃纤维为增强材料而制成。玻璃钢锚杆内部玻璃纤维束呈纵向排列，而且玻璃钢锚杆的70%的成分为玻璃纤维。在相同长度的情况下，锚杆直径与玻璃纤维含量成正比，也与锚杆的抗拉强度成正比。锚杆直径不达标，锚杆抗拉强度不达标，最终会导致失效。
支护参数子系统：支护参数子系统分为三个因素：支护密度、锚杆角度和预紧力。
支护密度影响的不是单一锚杆，而是一片区域内的玻璃钢锚杆。煤帮浅部松散破碎，某一根锚杆的失效，这根锚杆所支护的区域，由于扩容效应，会引起周围局部区域内锚杆的失效。支护密度对于玻璃钢锚杆失效的影响是很大的，容易造成大面积锚杆支护失效、煤帮局部区域内垮落、坍塌。
锚杆角度的选择针对某一单根锚杆不是具有特别大的意义。一般情况下，便于施工，煤帮锚杆角度都选择水平。在对玻璃钢锚杆支护系统进行分析时，可近似看作为一个常量。
预紧力是给玻璃钢锚杆提供初锚力的主要来源，是实现锚杆主动支护的重要因素。预紧力的实质就是在玻璃钢锚杆的锚尾结构处是施加扭矩获得的，锚杆获得初锚力。若在开始时，锚杆的打入，没有添加预紧力，锚尾结构容易松动，达不到支护要求，容易造成失效。
施工质量子系统：施工质量子系统包括三个因素：成巷质量、支护时间和支护质量。
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2.玻璃钢锚杆支护可靠性的影响因素
成巷质量是保证玻璃钢锚杆支护可靠的重要因素。成巷质量和围岩性质有相似之处，成巷质量好，容易支护；成巷质量差，支护困难，难以保障玻璃钢锚杆支护可靠。只是成巷质量属于施工质量子系统，与人为因素有很大关系。
支护时间，一定要做到及时支护。巷道开掘后及时进行支护，可减少不必要的麻烦。若没有及时支护容易造成煤壁松散破碎，支护时困难，需要对煤壁进行加固处理。为减少不必要的麻烦，须及时支护。
支护质量是玻璃钢锚杆支护的重中之重。煤帮为支护对象，锚杆为支护体，工人为整个支护的执行者。支护质量是检测支护效果的一个重要结果。支护质量不好主要体现在，锚杆打入后，锚固剂与锚杆没有很好的黏结就拧上托盘和螺母，不能使锚固段获得很好的锚固力；拧托盘和螺母时，没有拧紧容易造成预紧力达不到要求，锚尾处松动等。工人的质量成为整个支护的关键。
2.5影响玻璃钢锚杆支护可靠性的因素
在确定性理论领域中，理论分析得出的结果可以非常精确；但是煤帮支护属于不确定理论领域，不确定领域中纯粹的理论分析是不够的，得结合工程实际现场实测进行评估，才能得到具体的较为精确的玻璃钢锚杆支护可靠度。 2.5.1影响因素的不确定性 1.围岩特性的不确定
围岩的不确定主要表现在了两个方面，围岩固有的不确定性和岩体实验的不确定性。井下条件复杂，尤其是采准巷道，受到采动的影响较大。煤巷中煤壁本身松散破碎、裂隙发育；煤层中的煤体在巷道开挖后，由煤帮向煤体深部可将煤体分为，煤帮表面松散破碎区、浅部塑性区、中部弹塑性区和深部弹性区。浅部和中部由于煤体自身特性，煤体分布具有不连续性，其结构在空间上的排布差异性很大。煤体的介质表现出了明显的不连续性、非均匀性；围岩分布差异很大，煤体的围岩性质非常复杂。矿山井下环境本就复杂，煤层受冲击地压、地下水、地温以及采动等多方面影响，如此煤层的围岩性质不确定性增加，影响因素就更加复杂。测煤的硬度系数时，取样到实验这当中的环节也具有很大的不确定性。首先，取样时，搬运过程中可能对煤块有不同程度的破坏，使其失去原有的状态；其次，在实验室实验时，并不能真正模拟现场时的情况；最后，根据普氏系数计算，获得的值也是近似值。总而言之，煤体的岩性具由较大程度地不确定性和复杂性。
2.杆体参数的不确定
对于玻璃钢锚杆来说，其在成型工艺、材料配比和力学性能都有很大的提高。
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煤帮玻璃钢锚杆支护的材料不确定主要体现在，玻璃钢锚杆成型工艺、结构、材料组成、性能以及玻璃钢锚杆的杆体参数等。玻璃钢锚杆成型工艺有手糊、喷射、层压、缠绕和拉挤等，其中以拉挤成型工艺最受青睐，便于生产线上生产，而且拉挤成型工艺生产出的锚杆，杆体性能较其他工艺优越；玻璃钢锚杆的结构多种多样，不同的结构有着不同的性能，也有其不同的适应性；材料组成多为树脂复合材料和玻璃纤维，树脂复合材料选取有所不同，而且玻璃纤维占杆体中的配比有所不同，一般玻璃纤维的成分比为60%~70%；性能的差异取决于结构和材料的配比，体现在锚杆的抗拉强度、抗剪强度、抗扭强度和延伸率等；杆体物理几何参数的差异性主要体现在锚杆长度、直径、螺母与螺纹间的滑动摩擦系数、螺纹导程、螺距等，对于不同的玻璃钢，这些参数都具有差异性和不确定性；锚固剂选用树脂锚固剂，其规格型号也具有不确定性；玻璃钢锚杆本身就有这么多不确定参数，选取玻璃钢锚杆作为支护时材料的选取也具有很大的不确定性。 3.施工质量的不确定
煤巷的成巷质量不确定，由于受到地应力和煤体本身特性的影响，掘成的巷道质量具有不确定性；支护时间上，有的及时支护，有的未及时支护，有的需要进行二次支护；安装锚杆时打钻孔的参数也具有不确定性，钻孔的直径、钻孔的深度以及表面粗糙度；支护质量上的不确定体现在，支护是否及时、钻孔深度不一、操作没有一个统一的标准、锚固剂与杆体和煤是否很好地黏结等。施工质量方面不确定性不亚于围岩、杆体参数的不确定性。 4.模型的不确定
模型的不确定包括两个方面，一方面是力学模型的不确定，现场支护的抗力有以及围岩的应力分布都具有不确定性；另一方面，即使力学模型建立完成，数值计算模型也具有不确定性。这两个模型直接涉及到可靠度的计算，其不确定性对可靠度的结果影响较大。
综上所述，玻璃钢锚杆支护煤巷时，不确定因素较多，主要体现在围岩、锚杆和施工质量上的不确定。这些不确定性因素，一方面来源于固有的（非人为所能改变）不确定性，主要是研究对象本身的不确定性以及认识上的局限性和模糊性；另一方面来源于人为选择、施工的不确定性，体现在操作过程中存在的误差和局限性。玻璃钢锚杆支护中，存在的问题是不确定因素过多，而且非常复杂，很多参数具有随机性、模糊性，对于支护问题还存在认识上的局限性。 2.5.2主要因素
影响支护可靠性的因素过多而且很复杂，且很多具有不确定性，但要对可靠
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2.玻璃钢锚杆支护可靠性的影响因素
性分析就必须建立其结构状态方程。影响玻璃钢锚杆支护可靠性的主要因素有，开采参数、煤层赋存参数、玻璃钢锚杆支护参数和施工参数。开采参数：开采深度、工作面推进速度、采高与控顶距；煤层赋存参数：直接顶参数、老顶参数、煤层倾角；支护参数：初锚力、预紧力、间排距和锚杆角度。施工参数：支护时间、支护质量、成巷质量和后期维护参数。
根据煤帮破坏机理、玻璃钢锚杆支护机理和玻璃钢锚杆失效机理的研究，将影响支护可靠性的因素分为两大类：煤体力学参数和施工选材参数。煤体力学参数人力不可控制，研究对象固有的特性；施工选材参数是人在工作生产中，可以选择或控制的因素。 1. 煤体力学参数
煤巷内煤帮和顶板不仅仅是荷载的给予者，同时还承受着外部岩体的荷载，在整个过程中，煤巷围岩还起着承载结构的作用。与围岩性质有关的参数是煤层与顶底板间界面的黏聚力C0和内摩擦角?0，煤体的内聚力C和内摩擦角?；煤体
?的弹性模量E；抗压强度?c和残余强度?c；侧压系数A；应力集中系数k；顶板
岩石容重?等。煤体力学性质越好，则煤体的?c和?值越大，反之?c和?值越小，它的大小直接影响着作为承载结构煤帮的承载能力。 2. 施工选材参数
采准巷道内，煤巷的围岩受到采动的影响。支护的原则是抗力不得小于荷载。受到采动影响的因素主要有：煤层开采厚度m，采深H；使用玻璃钢锚杆支护时，锚杆的支护阻力P；玻璃钢锚杆的直径d、长度L；以及支护参数和施工参数都是人为可以控制的。
2.6本章小结
本章首先建立系统可靠性模型再深入探究了玻璃钢锚杆支护可靠性的影响因素。分别从煤帮破坏机理、煤帮支护机理和玻璃钢锚杆失效机理上研究，得出玻璃钢锚杆支护可靠性的影响因素。主要结论有：
（1）建立玻璃钢锚杆支护可靠性模型并作出可靠性框图，并推导出出每个系统计算公式。
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