锚杆支护设计,教材

锚杆支护设计（5篇）第一篇：锚杆支护设计冀中能源峰峰集团万年矿上13261溜子道煤巷锚网索支护设计说明书审批：主管矿长总工程师开掘副总生产技术部（调度）生产技术部（技术）审核地质组设计：月日月日月日月日月日月日月日月日上13261溜子道煤巷锚网索支护设计说明书一、地质概述1、巷道位置及范围上13261溜子道东邻13261工作面采空区;南邻F9号断层;西以上261工作面为界;北以三水平轨道上山和上车场保护煤柱线为界。

本工作面四面均有采掘。

工作面标高-245~-255，本工作面对应地面位置在庄宴村东北，主要是坡地。

地面标高248~261，2#煤层平均埋深500m。

2、地质状况本区煤层基本稳定，2#煤厚度为3.6~5.4m，平均4.5m；煤层产状：倾向63°～88°,倾角7°～23°，平均15°，煤质牌号为无烟煤，质硬，其单向抗压强度15～25MPa之间，平均18.5MPa。

伪顶厚平均0.3m，岩性为炭质页岩，松软，破碎易垮落。

直接顶为粉砂岩，局部直接顶相变为细粒砂岩或砂页岩互层，其厚度为2.0~8.0m，平均4.0m；其抗压强度为23.6~48.3MPa，平均45.3MPa，根据原煤炭部下发《地质条件分类细则》确定本区顶板为三类顶板。

老顶为中、细粒砂岩组成，灰白色，以石英、长石为主，裂隙发育，钙质胶结；厚4.0~20m，平均14.0m，岩石坚硬。

底板为粉砂岩，厚约3.0m，其抗压强度27.4～55.3MPa，平均46.2MPa。

二、巷道断面设计1、上13261工作面运料巷采用锚网梁+锚索支护，巷道设计断面为准矩形。

2、巷道断面规格：净宽×净高=4.4m×2.7m。

三、锚杆（索）支护参数设计1、围岩稳定性分类根据对该区围岩分析，参照《MT1104-2009煤巷锚杆支护技术规范》(国家安全生产监督管理总局)，对围岩进行分类。

煤层单轴抗压强度σ煤=15～25MPA之间，平均18.5Mpa 直接顶单轴抗压强度σ直接顶=23.6～48.3MPa，平均45.3Mpa 底板抗压强度σ底板=27.4～55.3 Mpa，平均46.2 Mpa。

锚杆支护方案1. 引言锚杆支护是一种常用的岩土工程支护方法，用于增加岩石或土层的稳定性，减少变形和破坏。

本文档旨在介绍锚杆支护的基本原理、设计要点以及施工过程。

2. 锚杆支护原理锚杆支护依靠预埋或喷射钢筋等材料形成的锚杆，将地下结构与锚杆连接。

通过锚杆的张拉和固结，增加地下结构的稳定性。

锚杆的受力来源于地下结构自身的重力以及外部荷载，锚杆吸力抵抗土体的相互作用力，从而达到支护的目的。

3. 锚杆支护的设计要点锚杆支护的设计应考虑以下几个要点：3.1 锚杆的材料选择常用的锚杆材料包括钢筋和预应力钢筋。

在选择材料时，需要考虑工程的具体情况，如承载能力要求、耐腐蚀性能等。

3.2 锚杆的布置方式锚杆的布置方式有水平布置和垂直布置两种。

水平布置适用于需要增加地下结构的整体稳定性和刚度的情况，而垂直布置适用于需要增加支护墙稳定性的情况。

3.3 锚杆的布置密度锚杆的布置密度直接影响锚杆支护的效果。

一般情况下，锚杆的布置密度应根据地下结构的稳定性要求和工程经济性综合考虑。

3.4 锚杆的受力状态分析锚杆受力主要包括拉力和剪力。

设计时需要对锚杆的受力状态进行分析，确定合适的拉力和剪力大小，以确保锚杆的使用安全。

4. 锚杆支护的施工过程锚杆支护的施工过程一般包括以下几个步骤：4.1 钻孔首先根据设计要求，在地下结构周围钻孔，钻孔位置和间距要根据具体情况确定。

4.2 安装锚杆在钻孔中安装锚杆，锚杆需要固定住以保证稳定性。

根据设计要求，可以使用锚固剂或钢套等材料进行固定。

4.3 锚杆张拉锚杆安装后，进行张拉作业。

张拉力的大小需要根据设计要求进行控制，以保证锚杆的受力状态满足设计要求。

4.4 锚杆固结完成锚杆张拉后，对锚杆进行固结。

可以使用灌注材料填充钻孔，以增加锚杆与周围土体的粘结力。

5. 锚杆支护的质量控制为了确保锚杆支护的施工质量，需进行以下质量控制措施：•对材料的选择进行检验，确保符合设计要求；•对钻孔的质量进行检测，包括孔径、孔深等；•对锚杆的安装质量进行检查，确保固定牢固；•对锚杆的张拉力进行监测，保证张拉力符合设计要求。

第二章锚杆支护技术管理第一节总则第1条锚杆、锚喷支护（以下简称锚杆支护）是煤矿井巷工程一种重要的支护形式，它以快速、主动、有效的支护特性已得到广泛推广应用，并对加快巷道支护改革，提高支护效果起到了重要作用。

为进一步加快锚杆支护的推广应用，提高矿井的经济效益，特制定本规定。

第2条锚杆的种类根据新汶矿区开采的实际情况，规定允许使用的锚杆种类包括以下七种:1、等强全螺纹树脂锚杆（牌号：KMG335）;2、等强全螺纹细牙高预紧力锚杆（牌号：KMG400、KMG500）；3、无纵肋螺纹钢式树脂锚杆（牌号：KMG400、KMG500），适用于埋深大于600米的巷道；4、高强度高韧性抗冲击锚杆（牌号：KMG600），适用于埋深大于800米及地压较大的巷道。

5、缝管锚杆（只限于回采巷道护帮或断层破碎带临时支护）;6、水力膨胀式管子锚杆;7、玻璃钢锚杆（允许在使用时间较短的，围岩稳定的切眼两帮及条件适宜的煤帮使用）；8、经集团公司鉴定并经专业主管部门批准使用的新型锚杆。

第3条锚杆的锚固方式1、端锚：树脂锚固段长度≥350mm。

2、加长锚：树脂锚固段长度≥700mm。

3、全锚：树脂锚固段长度≥锚深的80%；水泥锚固段长度为锚深的100%。

一般情况下应采用加长锚；Ⅲ～Ⅴ类煤巷顶板和深部全岩巷道严禁使用端锚。

第4条锚杆支护材料规格、性能1、树脂锚杆金属杆体及其附件应符合中华人民共和国煤炭行业标准MT146.2-2002要求。

2、等强全螺纹树脂锚杆技术性能规定见下表（表一）。

表一3、等强全螺纹细牙高预紧力锚杆技术性能规定见下表（表二）表二4、无纵肋螺纹钢式树脂锚杆技术性能规定见下表（表三）表三5、高强度高韧性抗冲击锚杆技术性能规定见下表（表四）注：1）、无纵肋螺纹钢式树脂锚杆及高强度高韧性抗冲击锚杆成品杆体实验要求：a、除做屈服载荷实验外，应在杆体滚压螺纹部做抗弯试验。

b、抗弯试验要求：杆体直径的3倍为弯芯直径，按弯芯直径对杆体螺纹部进行弯曲实验，要求弯曲90°时，受弯部位不得脆断。

引言概述锚杆支护是土木工程中常用的一种支护和加固技术，它通过在地下工程中使用预应力锚杆来增强地层的稳定性和承载能力。

本文将深入探讨锚杆支护的设计和施工方案。

正文内容一、锚杆支护设计1.1确定锚杆支护的目的和要求1.2确定锚杆支护的设计参数1.3进行地质勘探和地下水分析1.4分析地层承载能力和变形特性1.5选择锚杆支护的类型和布置方式二、锚杆材料和构造设计2.1选择适当的锚杆材料2.2锚杆的截面形状和尺寸设计2.3确定锚杆的预应力设计2.4锚杆的连接和锚固设计2.5考虑锚杆的防腐和防腐蚀设计三、锚杆支护施工方案3.1确定施工方法和程序3.2准备施工设备和材料3.3按照设计要求进行施工3.4控制施工质量和进度3.5进行施工验收和监测四、锚杆支护的监测与维护4.1建立锚杆支护的监测体系4.2定期进行锚杆支护的检查和测试4.3分析监测数据，评估锚杆支护的稳定性4.4进行必要的维护和加固措施4.5持续监测和维护锚杆支护的性能五、锚杆支护的应用案例5.1隧道工程中的锚杆支护5.2地下仓库工程中的锚杆支护5.3地铁施工中的锚杆支护5.4坡面稳定工程中的锚杆支护5.5河堤加固工程中的锚杆支护总结锚杆支护作为一种常用的土木工程技术，其设计和施工方案至关重要。

通过确定支护目的和要求、选择适当的材料和构造、制定合理的施工方案、建立监测体系以及及时进行维护和加固，可以确保锚杆支护的稳定性和可靠性。

在具体工程中，我们需要根据实际情况选择合适的锚杆支护类型和布置方式，并持续监测和维护其性能。

通过对锚杆支护的深入研究和实际应用案例的分析，我们可以不断提高锚杆支护的设计与施工水平，促进土木工程的发展。

锚杆支护设计与施工方案引言：锚杆支护是一种常用的地下工程支护方式，通过将钢筋锚固在围岩中，以增加地下工程的稳定性和承载能力。

本文旨在探讨锚杆支护的设计原理和施工方案，提供详细且专业的内容。

概述：锚杆支护设计与施工方案的目标是确保地下工程的安全运行和提高工程质量。

锚杆、锚索支护参数设计1、锚杆长度锚杆的长度L 由锚杆外露长度L 1、锚杆有效长度L 2及锚杆锚固段长度L 3三部分组成，锚杆外露长度(L 1)与锚杆锚固段长度（L 3）易于确定，关键是锚杆有效长度（L 2）的确定。

L 2可按下述方法确定：（1）L 1=垫板厚度+螺母厚度+（0.02～0.03）m ，一般取0.15m ；（2）当巷道围岩存在松动破碎带时，L 2应大于围岩松动破碎带h ，h 可由声测法或采用抛物形压力拱理论估算（f ≥3）；H ＝fB 2 式中 B ——巷道开挖宽度，m ；f ——岩石坚固性系数，取3。

H ＝f B 29.0324.5=⨯=故此确定L 2的长度≥0.9m ；L 2应选择为不小于0.9m ；（3）L 3长度确定： m 635.06.020-3023l d -D d L 222r 222r 3=⨯==式中L 3 ——锚固长度，m ；d r ——锚固剂直径，23mm ；D ——钻孔直径，30mm ；d ——锚杆杆体直径，20mm ；L r ——锚固剂长度，0.6m 。

L 3长度为0.635m ；（4）锚杆长度L 确定：L=L 1+L 2+L 3=0.15+0.9+0.635=1.685m 。

为了确保顶板安全选用锚杆长度为2.2m 。

2、锚杆杆体直径锚杆杆体直径根据杆体承载力和锚固力等强度原则确定，则σtσt 52.35d Q=式中 d ——锚杆杆体直径，mm ；Q ——锚固力，由拉拔实验确定，kN;σt ——杆体材料抗拉强度，MPa.72.133355052.35σt 52.35d ===Q故此选择锚杆直径为d=20mm 。

3.锚杆间、排距锚杆间距（S c ）和排距（S 1）根据每根锚杆悬吊的岩石重量确定，通过锚杆按等距排列，及a=S C =S 1,则γL2a K Q=式中a ——锚杆间距，m ；K ——锚杆安全系数，一般取K=1.5～2；Γ——岩体容重，kN/m ³m 07.19.024250γL2a =⨯⨯==K Q 故此锚杆间排距确定为800×1000mm 。

本讲主要介绍锚杆常用支护理论（包括一些近年来比较流行和活跃的理论）、锚杆支护设计方法和国外锚杆支护主要经验，以及巷道容易冒顶的十种情况和五种应对措施。

锚杆支护的作用机理尚在探讨之中。

目前己提出的观点较多，其中影响较大的有悬吊作用、组合梁(拱)作用、组合拱、减跨理论、加固(提高C、φ值)作用等几种。

这几种观点都是以围岩状态和利用锚杆杆体受拉(力)为前提来解释锚杆支护作用机理的，因此，围岩状态及锚杆受拉力这两个前提的客观性是判定上述理论正确性的标准。

一、锚杆支护理论支护：就是指为了地下巷道掘进、硐室开挖后的稳定及施工安全，而采取的支持、加强或改善围岩应力状态而打设的构件或采取的措施的总称。

支护包括两个方面，一是支，就是顶住顶板，防止顶板出现大量的下沉，使顶板下沉控制在可控、安全的状态，二是护，就是保持顶板的完整性，防止出现漏矸、漏顶、巷道掉渣等现象。

支和护是一个有机统一的整体，它们共同组成了支护系统。

（一）锚杆支护理论综述1、悬吊理论1）机理：将巷道顶板较软弱岩层悬吊在稳定岩层上，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。

图4-1 锚杆悬吊作用原理示意图2）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。

3）适用条件：在锚杆的长度范围内有一层坚硬而稳定的岩层，锚杆可以锚固到顶板坚硬稳定岩层。

图4-2 a拱形巷道的锚杆悬吊作用 b软弱岩层的锚杆悬吊作用2、组合梁理论1）机理：将锚固范围内的岩层挤紧，增加岩层间的摩擦力，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。

将几层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。

在于通过锚杆的预拉应力将原视为叠合梁(板)的岩层挤紧，增大岩层间的摩擦力；同时，锚杆本身也提供一定的抗剪能力，阻止其层间错动。

锚杆把数层薄的岩层组合成类似铆钉加固的组合梁，这时被锚固的岩层便可看成组合梁，全部锚固层能保持同步变形，顶板岩层抗弯刚度得以大大提高。

锚杆支护设计锚杆支护设计是关系到巷道锚杆支护技术可靠、经济合理的重要保证，因此，对锚杆支护必须有科学合理的设计，我矿锚杆支护是根据中国知识出版社陈大力主编的《锚杆支护新技术与产品选型设计及事故防范处理实务全书》中锚杆支护设计方法的经验公式计算法而得：一、锚杆支护设计1、锚杆长度L=N（1.5＋W/10）式中：W——巷道宽度为4mL——锚杆总长度N——根据《煤矿井巷工程锚杆、喷浆、喷射混凝土支护设计试行规范》中围岩影响系数表取1.3由此得：锚杆长度L=1.3（1.5＋4/10）=2.5故：锚杆长度确定为2.5m。

2、锚杆间距M≤0.4L≤0.4×2.5≤1故：锚杆间距确定为1m。

3、锚杆直径d=L/110=2.5/110=0.022m故：锚杆直径确定为22mm。

二、支护形式（一）永久支护永久支护形式顶板采用“锚杆＋W钢带＋金属菱形网＋锚索”联合支护。

选用4000mm钢带，其锚杆间、排距为：1000mm×800mm 呈长方形布置。

巷道中部打二排锚索,选用3000mm钢带，锚索间距为2400mm，且两钢带互相搭接，排距为2000mm；两帮采用1500mm 竹锚杆配合竹托板并加挂菱形网支护。

锚杆间、排距：第Ⅰ排锚杆距顶板300mm，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ间距为700mm，排距为800mm。

1、顶锚杆支护使用左旋无纵筋高强度螺纹钢加长锚固锚杆。

锚杆规格：ф×L=22×2500mm，使用CK2340型树脂锚固剂全长锚固，钻孔直径28mm，每排4根锚杆，靠近两帮的锚杆安装角度向煤壁成25°，其他锚杆垂直顶板布置，锚杆眼直径28mm，深2.45m，并配套钢带和12号铁丝编织的菱形金属网支护，打锚杆使用MYT—120C型液压锚杆钻机，ф28mm钻头，采用ф19mm长1.0m中孔钻杆打眼，280mm 中空六角套杆紧固。

采用MYT液压锚杆机搅拌树脂锚固剂，搅拌时间30—35秒，锚杆安装5分钟后，必须使用力矩扳手检查紧固力。