锚杆、锚网、锚喷支护课件上课讲义.ppt

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1、锚杆、锚网、锚喷支护课件一、锚杆支护的原理、分类从支护机理上看，锚杆支护属于“主动”支护，可以充分利用围岩的自承能力，提高巷道围岩的稳定性，将载荷体变为承载体。在相同生产地质条件下，锚杆支护的巷道围岩变形量比棚式支护减少一半以上。从技术经济上对比，锚杆支护可以节约大量钢材，减少材料运输工作量，减轻工人的劳动强度和改善作业环境；保持采煤工作面上下两道和开切眼的畅通，为回采工作面快速推进和高产高效低成本生产创造有利条件；锚杆支护巷道施工简单，机械化程度高，可大幅度降低巷道支护成本，提高掘进速度和生产效率。（一）、锚杆支护作用机理1、悬吊理论机理：将巷道顶板较软弱岩层悬吊在上

2、部稳定岩层上，以避免较软弱岩层的破坏、失稳和塌落，锚杆所受的拉力来自被悬吊的岩层重量。缺点：没有考虑围岩的自承能力，而且将被锚固体与原岩体分开。适用条件：锚杆可以锚固到顶板坚硬稳定岩层。2、组合梁理论机理：将锚固范围内的岩层挤紧，增加各岩层间的摩擦力，防止岩石沿层面滑动，避免各岩层出现离层现象，提高其自撑能力；将巷道顶板锚固范围内的几个薄岩层锁紧成一个较厚的岩层（组合梁）；在上覆岩层载荷的作用下，这种组合厚岩层内的最大弯曲应变和应力都将大大减小，组合梁的挠度亦减小。缺点：将锚杆作用与围岩的自稳作用分开；随着围岩条件的变化，在顶板较破碎、连续性受到破坏时，组合梁也就不存在

3、了。适用条件：层状地层；顶板在相当距离内不存在稳定岩层，悬吊作用处于次要地位。3、组合拱（压缩拱）理论机理：在破裂区中安装预应力锚杆时，在杆体两端将形成圆锥形分布的压应力，如果沿巷道周边布置锚杆群，只要锚杆间距足够小，各个锚杆形成的压应力圆锥体将相互交错，就能在岩体中形成一个均匀的压缩带，即承压拱，这个承压拱可以承受其上部破碎岩石施加的径向荷载。在承压拱内的岩石径向及切向均受压，处于三向应力状态，其围岩强度得到提高，支撑能力也相应加大。缺点：一般不能作为准确的定量设计。适用条件：顶板无稳定岩层。1．钢筋或钢丝绳砂浆锚杆钢筋或钢丝绳砂浆锚秆是全长锚固型锚杆。设计锚固为30

4、～50KN。（二）、锚杆的结构类型2．全属倒楔式锚杆此种锚杆由杆体、固定楔、活动倒楔、垫板和螺帽组成，如图5-6所示。这种锚杆属端头锚固型，安装后可立即承载，可回收。锚固力达40KN左右。常用于围岩比较破碎，需要立即承载的地下工程。3．木锚杆普通木锚杆和压缩木锚杆4.树脂锚杆用树脂为粘结剂，在固化剂和加速剂的作用下，将锚杆的头部粘结在锚杆孔内。端头锚固型树脂锚杆是由树脂药包和杆体组成(图5-7)。使用115型树脂锚固剂，可在3～5min内凝胶达到很高的锚固强度，15min后即可套上垫板紧固螺帽。使用82型锚固剂，可在15～60s内凝胶，5min后锚固力可达40KN以上，

5、可满足5min上垫板拧紧螺帽的要求。此类锚杆可分为等强锚杆和非等强锚杆5．快硬水泥锚杆（不常用）快硬水泥锚杆的杆体结构与树脂锚杆相同，是端头锚固型锚杆。目前常用的胶结材料有国产定型早强水泥和双快水泥按一定比例混合而成。使用前需浸水2～3min，在锚杆孔内经杆头搅拌，12min后锚固力开始增长，lh后锚固力可达60kN左右。适用于围岩自稳时间超过12min的各类永久性地下工程。配合先喷后锚，在软岩中亦可应用。6．快硬膨胀水泥锚杆（不常用）快硬膨胀水泥锚杆是用快硬膨胀水泥卷代替树脂药包，对锚杆杆体进行端头锚固的一种锚杆。锚杆杆体用φ14㎜或φ16㎜钢筋做成，头部的前端焊一φ

6、38～40㎜的阻挡垫圈，另一端车有螺纹。7．管缝式锚杆管缝式锚杆又称开缝式或摩擦式锚杆，它是采用高强度钢板卷压成带纵缝的管状杆体外径38.1㎜，用凿岩机强行压入比杆径小2～3mm的锚孔，为安装方便，打入端略呈锥形。由于管壁弹性恢复力挤压孔壁而产生锚固力，属全长锚固型锚杆。对地层横向错动，有良好适应能力，钻孔变弯曲，锚固得更牢。这种锚杆的成本较高，不能回收复用，但锚固性能好，锚固力大。8．可伸缩式锚杆（不常用）⑴结构可伸缩式锚杆。这种锚杆是对杆件、内锚头、外锚头及托板等构件采用特殊结构实现可伸缩的目的。⑵杆体可伸缩锚杆用优质钢材，并对材料进行专门加工处理，可制成较大延伸率

7、的锚杆杆体。9.其它锚杆胀裂式速效预应力锚杆（不常用）玻璃钢锚杆中空自钻式锚杆（不常用）玻璃钢锚杆二、锚杆支护设计依据和要点锚杆支护参数确定⑴按悬吊理论确定支护参数1）锚杆长度锚杆长度的计算公式为：L=L1+L2+L3式中：L1为锚杆外露长度，一般L1=0.1～0.15m。对于端头锚固型锚杆，L1=垫板厚度+螺母厚度+（0.03～0.05）m；对于全长锚固锚杆，还要加上穹形球体的厚度。L2为锚杆有效长度。L3为锚杆锚固段长度，一般端锚L3=0.3～0.4m，由拉拔实验确定；当围岩松软时还要加大。对于全长锚固锚杆，锚杆的有效长度则为L2+L