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锚杆支护理论与工程实践PPT培训课件

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锚杆锚索支护学习资料——培训课件

锚杆锚索支护学习资料——培训课件

锚杆、锚索支护学习资料
• 2、巷帮支护 • 帮锚杆规格：采用Φ20mm的螺纹钢锚杆，长度为2.0m， 杆尾螺纹为M22。 • 锚固方式：树脂加长锚固，采用两支锚固剂，一只规格为 MSK2335（短剂：长度350mm），一支为MSt2360（长 剂：长度600mm）。钻孔直径为30mm。 • 锚杆角度：靠近顶底板锚杆安设角度与水平线成10°，其 它与巷帮垂直。 • 锚索规格：直径17.8mm，长度为5.3m，锚深长度5m。锚 索采用三支锚固剂，一支规格为MSt2360，两支为 MSt2360。钻孔直径为30mm。
锚杆、锚索支护学习资料
• 放入树脂药卷。先放入短剂，然后放入长剂，利用锚杆钻 机搅拌树脂药卷。树脂药卷搅拌是锚杆安装中的关键工序， 搅拌时间按要求严格控制。 • 锚杆预紧力矩达到120N.M，锚固力达到100KN（设计 值），实际进行锚固拉力试验时，手动式锚固力拉力计应 达到15MP。 • 锚杆排距误Байду номын сангаас不超过设计值100mm
锚杆、锚索支护学习资料
• （3）永久支护 • 采用锚杆、锚索、钢筋托梁铺顶、帮网支护。顶锚杆间距 100mm，排距100mm；帮锚杆间距700 mm，排距100 mm；锚索间距2000mm，排距2000mm（具体数值根据 现场实际情况依据该工作面作业规程为准）。顶网采用 10#铁丝编织而成的菱形金属网护顶，金属网规格为 1200mm×10000mm，连接采用搭接方式，搭接长度为 100mm，并用双股14#铁丝，网孔隔一联一（每隔200m 铺一次塑料网进行隔断）。钢筋托梁规格：直径为12mm 的钢筋，长度分别为4800mm和2500mm，要求顶帮钢筋 托梁相互搭接，搭接在距离顶板最近的帮锚杆处，并用 14#铁丝联结。
锚杆、锚索支护学习资料

锚杆支护PPT教学课件

锚杆支护PPT教学课件


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。
R 2 R1 L3 L2 2 R2
2

对于全长锚固锚杆，锚杆的有效长度则为 L2+ L3。
18


有效长度L2，有以下几种确定方法：
①当直接顶需要悬吊而它们的范围易于划定时，L2应大于 或等于它们的厚度。

适用条件：锚杆可以锚 固到顶板坚硬稳定岩层。
6


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。
杆，支护效果会受到显著影响。
13
（2）高预紧力和预紧力扩散原则。预紧力是锚杆支护中
的关键因素，是区别锚杆支护是被动支护还是主动支护的参 数，只有高预紧力的锚杆支护才是真正的主动支护，才能充 分发挥锚杆支护的作用。通过托板、钢带等构件实现锚杆预 紧力的扩散，扩大预紧力的作用范围，提高锚固体的整体刚
度，保持其完整性。


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。
4
（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。
5

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。

《土层锚杆支护》课件

《土层锚杆支护》课件

1
预处理工作
介绍施工前必要的预处理工作，如地
爆破或钻孔
2
面清理和标记。
详细解释在土层中进行爆破或钻孔的
步骤和技术。
3
安装锚杆
说明如何正确安装和固定锚杆，以达
混凝土灌注
4
到支护的稳定性。
讲解在锚杆装置完成后进行混凝土灌 注的步骤和注意事项。
施工注意事项
1 土层锚杆定位
解释如何准确定位土层锚杆的位置以确保施工的准确性。
2 锚杆固定和张拉
说明在施工过程中如何正确固定和张拉锚杆，以提高工程的稳定性。
3 灌浆质量控制
介绍如何控制灌浆质量以确保土层锚杆支护的可靠性和持久性。
土层锚杆支护的应用
1 基坑工程
详细解释土层锚杆支护 在基坑工程中的应用和 效果。
2 隧道工程
介绍土层锚杆支护在隧 道工程中的重要性和应 用范围。
3 坡面加固工程
锚杆排列方式
介绍不同的锚杆排列方式及其优缺点。
锚杆数量和直径确定
详细讲解如何确定所需的锚杆数量和直径以满足工程合土层锚杆支护的 加筋钢筋的特点。
钻机
分析不同类型的钻机在土 层锚杆支护中的应用和选 择。
锚杆
讲解可选择的锚杆类型和 材料，以满足不同工程的 需求。
土层锚杆支护的施工流程
讲解如何使用土层锚杆 支护来加固不稳定的坡 面。
结论
土层锚杆支护的优缺点
简要总结土层锚杆支护的优点和缺点，以及应用的限制。
发展前景
展望土层锚杆支护技术在未来的发展方向和应用领域。
《土层锚杆支护》PPT课件
# 土层锚杆支护 ## 简介 - 什么是土层锚杆支护 - 为什么需要土层锚杆支护
基本原理

《土层锚杆支护》PPT课件

《土层锚杆支护》PPT课件

精选ppt
26
4.6 锚杆整体稳定计算
4.6.1 整体破坏模式
• 锚杆抗拔力虽已有安全系 数，但是挡土桩、墙、锚 杆、土体组成的结构，有 可能出现整体性破坏。一 种是：包括锚杆、支护桩 墙在内的整个体系，从桩 脚沿着某个曲面向基坑内 滑动，造成土体破坏，如 图4-12所示；
图4-12 整体下滑
精选ppt
• 当然，任何技术的发展都是永恒的。锚杆技术的工艺 材料、施工机具和理论研究等还在不断发展之中。
精选ppt
4
4.2 锚杆的构造及类型
• 锚杆由锚头、锚 筋和锚固体三部 分组成。见图4-2 至图4-7。
• 锚头是锚杆体的 外露部分。
• 锚固体通常位于 钻孔的深部。
• 锚头与锚固体间 一般还有一段自 由段。
2
4.1.2 土层锚杆的发展
• 土层锚杆是在岩石锚杆的基础上发展起来的。用于隧道 支护的岩石锚杆历史悠久，但直到1958年德国一个公司 才首先在深基坑开挖中将其用于挡土墙支护。
• 土层锚杆具有以下一系列优点：
1）与内支撑相比，挖土施工空间大。 2）锚杆施工机械设备作业空间不大，适用于各种场地
条件。
• 最大锚固力与土层锚杆的设计轴向力之比就是抗倾覆 安全系数，一般要求大于1.5，即：
图416不同情况下的整体抗倾覆稳定性验算47锚杆的试验471锚杆极限承载力472锚固体受力与变形测试及分析473锚杆张拉与预应力损失一锚杆张拉的必要性二预应力值损失的原因三预应力锁定值48锚杆施工481施工机械我国现用的有日本矿研株式会rpd型钻机德国krupp公司钻机以及北京市机械施工公司研制的mz型钻机等
• 设计时取Lf = Lf+15m
精选ppt
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锚杆支护理论及实践PPT24页

锚杆支护理论及实践PPT24页
锚杆支护理论及实践
26、机遇对于有准备的头脑有特别的 亲和力 。 27、自信是人格的核心。
28、目标的坚定是性格中最必要的力 量泉源 之一， 也是成 功的利 器之一 。没有 它，天 才也会 在矛盾 无定的 迷径中 ，徒劳 无功。- -查士 德斐尔 爵士。 29、困难就是机遇。--温斯顿．丘吉 尔。 30、我奋斗，所以我快乐。--格林斯 潘。
ห้องสมุดไป่ตู้
END
16、业余生活要有意义，不要越轨。——华盛顿 17、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。——罗素·贝克 18、最大的挑战和突破在于用人，而用人最大的突破在于信任人。——马云 19、自己活着，就是为了使别人过得更美好。——雷锋 20、要掌握书，莫被书掌握；要为生而读，莫为读而生。——布尔沃

煤矿巷道锚杆支护技术 ppt课件

煤矿巷道锚杆支护技术 ppt课件
（4）锚杆向高强度、高可靠性方向发展。一方面，研制具有一 定延伸率的高强度锚杆材料，如澳大利亚锚杆杆体材料的屈 服强度在400~600MPa，有的甚至大于600MPa；英国锚杆材 料的屈服强度为640~720MPa；美国锚杆材料的屈服强度为 414~689MPa；另一方面加大锚杆直径，国外多数使用 φ20~22mm的锚杆，有的达到φ24mm。锚杆杆体的拉断载荷 一般在200kN以上，有的甚至超过300kN。英国还研制出拉 断载荷500kN的大锚杆。在提高锚杆强度的条件下，降低支 护密度，有利于快速掘进。
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（2）1960年~1970年，树脂锚杆研制成功，并得到推广应用。 1958年德国开始研制树脂锚杆，于1959年在煤矿井下进行试 验，1961年取得成功。之后树脂锚杆在世界主要采煤国家逐 步得到应用和发展。初期树脂锚杆为端部树脂锚固，锚杆孔 径较大（38~45mm），以后发展到小孔径（ 22~30mm）全 长锚固树脂锚杆。这种锚杆锚固力大、可靠性高、适应性强， 极大地促进了锚杆支护技术的发展与广泛应用。
时，易发生大面积冒落或伤亡事故。
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6
（7）降低支护成本
采用锚杆支护，可以大量地节约钢材、木材等材料，降低支 护成本。
（8）减少工人的劳动强度
（9）减少辅助运输量
1.2 我国煤矿巷道布置及围岩条件的变化趋势— —迫切要求发展锚杆支护
随着开采深度、强度与范围的增加，巷道布置及围岩出现了 以下变化趋势：
ppt课件
14
（3）根据本国巷道地质与生产条件，采用适宜的锚杆形式。如 澳大利亚、英国主要采用树脂全长锚固螺纹钢锚杆。美国使 用的锚杆种类比较多，包括树脂锚固锚杆、涨壳式锚杆及混 合锚固锚杆。德国除使用树脂锚固锚杆外，还研制了可拉伸 锚杆，使锚杆既具有足够的支护阻力，又有一定的延伸性， 适应围岩变形强烈的条件。

《锚杆支护技术》课件

《锚杆支护技术》课件
安全性。
输标02入题
加强锚杆支护技术的实验研究，通过模拟实际工程条 件下的锚杆受力状态和岩土变形情况，揭示锚杆与岩 土体之间的相互作用机制。
01
03
结合现代信息技术和数值计算方法，开发智能化的监 测系统和数值模拟软件，实现锚杆支护技术的信息化
和智能化。
04
探索新型的锚杆材料和加工工艺，提高锚杆的承载能 力和耐久性，以满足更高要求的岩土加固工程需求。
施工简便
锚杆支护施工工艺相对简单， 不需要大型机械设备，可以大
幅缩短工期。
锚杆支护技术的局限性
地质条件限制
锚杆支护的效果受地质条件影响较大 ，对于复杂的地质结构，可能需要更 精确的设计和施工方法。
材料要求高
锚杆支护对材料的要求较高，需要高 质量的钢材和特殊的锚固剂，增加了 材料成本。
施工质量影响大
锚杆的工作原理主要基于摩擦力和粘结力。通过锚杆与岩土体之间的摩擦力和粘 结力，将岩土体紧密地连接在一起，形成一个整体，提高岩土体的承载能力和稳 定性。
锚杆的受力分析
锚杆的受力分析主要包括拉拔力和剪切力两个方面。拉拔力 是指锚杆受到的垂直于杆轴向的力，剪切力是指锚杆受到的 沿着杆轴向的力。
在锚杆支护技术中，需要根据岩土体的性质和工程要求，对 锚杆的受力进行详细的分析和计算，以确保锚杆能够满足工 程需求，并保证工程的安全性和稳定性。
锚杆支护技术具有施工简便、快速、安全可靠 等优点，适用于各种复杂地形和地质条件的岩 土加固工程。
锚杆支护技术在实际应用中需根据工程地质条 件、环境因素和工程要求进行合理的设计和施 工，以达到最佳的加固效果。
对未来研究的建议与展望
进一步研究锚杆支护技术的理论体系，完善锚杆设计 计算方法和施工工艺，提高锚杆支护技术的可靠性和

锚杆ppt课件

锚杆ppt课件

锚杆的应用场景
岩土工程
建筑结构
在岩土工程中，锚杆被广泛应用于隧 道、地下洞室、边坡等工程中，用于 加固和稳定岩土结构。
在高层建筑、大跨度结构等建筑结构 中，锚杆被用于固定和支撑建筑结构 ，提高结构的抗震性能和稳定性。
桥梁工程
在桥梁工程中，锚杆常被用于固定桥 梁支座、桥墩等部位，提高桥梁的整 体稳定性和安全性。
采用绿色环保技术，如环保材料、节能技术等，降低锚杆施工对环 境的影响。
锚杆在未来工程中的应用前景
高层建筑
01
随着高层建筑的发展，对锚杆的需求将不断增加，用于高层建
筑的桩基、基坑支护等。
地下工程
02
在地铁、隧道、地下商场等地下工程中，锚杆将发挥重要作用
，用于支护、加固等。
边坡工程
03
在边坡工程中，锚杆可用于边坡加固、滑坡治理等，提高边坡
的稳定性和安全性。
THANK YOU
。
材料准备
采购符合要求的锚杆、 水泥、砂石等材料，确
保质量合格。
场地准备
清理施工现场，确保作 业面平整、无障碍物。
锚杆的施工流程
清孔
用高压空气清除孔内残渣，确 保孔内干净。
注浆
用注浆机将配置好的水泥砂浆 注入锚杆孔中，使锚杆与岩土 体紧密结合。
成孔
根据设计要求，使用钻机在岩 土中钻出锚杆孔。
置入锚杆
。
验收标准
锚杆施工质量需符合国家相关 规范和设计要求，确保工程安
全。
05
锚杆的维护与保养

锚杆的日常检查与维护
01
02
03
锚杆的外观检查
每日对锚杆进行外观检查 ，查看锚杆是否有裂纹、 变形或腐蚀现象。

锚杆支护理论与工程实践PPT培训课件

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➢美国、澳大利亚接近100%，英国80%，美国锚杆 支护为巷道顶板的唯一支护方式。 ➢我国1995年时约15.15%，目前约70%。
3
锚杆支护使用范围
Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类全面推广，Ⅳ、Ⅴ类得到推广应用 ➢综放沿空掘巷锚杆支护 ➢软弱、破碎煤巷锚杆支护 ➢三软煤巷锚杆支护 ➢深井煤巷锚杆支护
锚杆支护效果
锚杆支护与架棚支护相比，其优越性表现在： ➢ 属于主动支护 ➢ 将巷道围岩变成承载体 ➢ 对巷道不规则断面适应性强 ➢巷道围岩变形量显著减小，安全生产得到保证，大幅 度减少 了冒顶、瓦斯、火灾事故 ➢简化巷道布置，减少岩石工程 ➢实现沿空掘巷，提高煤炭资源采出率，延长矿井寿命
70
60
锚固力 /kN
50
40
30
锚固力与钻孔直径、
20
10
锚杆直径的关系
0
25
18mm无纵筋 20mm无纵筋 22mm无纵筋
30
35
钻孔直径 /mm
27
（4）网及钢带 ➢ 网：采用金属网、塑料网。严禁将最前排锚杆
螺帽松开或等待后压网。 ➢ 钢带：钢筋梯子梁、M型钢带、W型钢带等。
要求钢筋梯子梁采用高强度焊条焊接，防止开 焊。钢带的厚度或钢筋直径根据矿压确定。
建议不采用粗螺纹的等强锚杆，顶板不得采用粗螺纹 的等强锚杆。
41
❖ 预紧力的检查 ✓ 采用扭力扳手 ✓ 固定专人负责上紧螺母 ✓ 当班验收员检查 ✓ 有关职能部门抽查，并及时上紧。 ✓ 抽查迎头1~4排锚杆
42
（2）锚杆外露长度 锚杆外露不超长，小于70mm，最好控制在 50mm内。 外露超长：锚固长度、锚杆有效长度减小 （3）使用快速安装器 ❖ 提高巷道掘进速度 ❖ 保证锚杆支护质量

《锚杆支护技术》课件

《锚杆支护技术》课件

总结
锚杆支护技术在工程中扮演着重要的角色，能够提高结构的稳定性和安全性。 未来，锚杆支护技术将继续发展，并在更多领域得到应用。
《锚杆支护技术》PPT课 件
# 锚杆支护技术
什么是锚杆支护技术？
锚杆支护技术是一种用于加固和支持结构的工程技术，通过将锚杆固定在岩体或土体中来增强结构的稳定性和 承载能力。 锚杆支护技术具有灵活性和可调性，适用于各种地质条件和工程需求。
锚杆支护的分类
按杆型分类： 1. 爆破锚杆：通过爆破方法将锚杆安装在岩体中。 2. 视轨锚杆：利用视轨和滑块将锚杆与岩体或土体连接。 3. 螺杆锚杆：通过旋转螺杆将锚杆与岩体紧密结合。
按锚杆材料分类： 1. 钢筋锚杆：由高强度的钢筋组成。 2. 计划锚杆：由预应力钢绞线组成。 3. 组合锚杆：由不同材料组合而成。
按锚杆作用方式分类： 1. 弯曲锚杆：用于抵抗岩体的弯曲破坏。 2. 拉伸锚杆：用于抵抗岩体的拉伸破坏。 3. 剪切锚杆：用于抵抗岩体的剪切破坏。
锚杆支护的施工步骤
施工步骤： 1. 锚杆前处理：清理锚杆安装区域并检查地质条件。 2. 锚杆钻孔：使用钻机在岩体或土体中钻孔以安装锚杆。 3. 锚杆注浆：通过注浆作用将锚杆与岩体或土体结合。 4. 锚杆加勾：根据设计要求将锚杆进行加勾，增加连接性和支撑能力。
锚杆支护的质量控制
锚杆的质量标准需满足相应规范和设计要求，并通过质量检测机构进行评估。 质量控制方法包括：杆身质量检测、注浆质量检测、加勾质量检测等。
锚杆支护技术在工程中的应用
锚杆支护技术在各种工程中广泛应用： 1. 地下洞室工程：用于加固洞室的岩体，增强结构的稳定性和安全性。 2. 公路隧道工程：用于增加隧道的支撑能力，防止岩体垮塌和滑坡。 3. 水电工程：用于加固水电站的堤坝和开挖面，提高结构的： 1. 提高结构的稳定性和承载能力。 2. 适用于各种不同地质条件和工程需求。 3. 施工速度快，成本相对较低。

锚杆支护工艺培训幻灯

锚杆支护工艺培训幻灯

4.1 砂浆锚杆注装
3、采用“先插杆后注浆”时，应对孔口进行严密封堵， 孔口注浆管伸入仰孔锚杆孔内长度不小于20cm，俯孔或水平孔 锚杆的注浆管应距离孔底至少5cm，注浆至回浆管出浓浆即可
停止。
4、注浆结束后，应先折回浆管，后折进浆管，在折进浆 管过程中要防止孔中浆液倒流。在将回浆管折回绑扎好后最好 再注浆1～2秒钟。 5、注装过程中技术员现场旁站指导，注浆饱满度达不到
要求锚杆应及时处理，并且对注浆过程进行记录。
先插杆后注浆法 锚杆安装
进 浆 管 安 装 ， 锚 杆 孔 口 封 闭 。
安 装 好 的 边 墙 砂 浆 锚 杆
4.2 张拉锚杆注装
1、锚固剂拌制时水灰比必须严格进行称量控制，水
灰比的大小要由生产性试验确定，主要考虑的因素有凝
结时间和浆液的稠度满足注浆要求，浆液拌和应均匀、 无结块。 2、张拉锚杆采用“先注浆后插杆”法施工，注浆材 料一次性完成。 3、注浆前先应检查孔深，根据锚固段长度、杆体直 径、孔径和管路损耗计算出锚固剂用量，注浆管插入孔 底后先注速凝后注缓凝，并且必须借助浆压缓缓退出，
青云公司地下电站项目部
锚 杆 施 工 工 艺 培 训
主讲人：毛雪岩
二
○ ○
五 年 十 月
锚杆施工艺流程
孔位放样
钻
孔
杆体制作
注 保
装 护
试验、检测
主厂房系统锚杆支护效果
1、孔位放样
1、锚杆孔位采取测量放样，孔位偏差≤10cm。 2、不同规格的锚杆孔位必须相互区别标记。

孔 位 区 别 标 记 放
质量等级为合格。 C级：密实度＜80%，质量等级为不合格。 密实度检测不合格率大于90%时，则应加倍检测。

锚杆支护工培训PPT课件

锚杆支护工培训PPT课件
.
S
T
W
O检测工具，锚杆安装后，不合格 的锚杆要立即上紧；对锚杆锚固 力进行抽查，不合格的锚杆必须 重新补打。 8、当工作面遇断层、构造时， 必须补充专门措施，加强支护。 9、 要随打眼随安装锚杆。 10、 锚杆的安装顺序：应从顶 部向两侧进行，两帮锚杆先安装 上部、后安装下部。铺设金属网 时，铺设顺序、搭接及联接长度 要符合作业规程的规定。铺设网 时要把网张紧。 11、 锚杆必须按规定作拉力试 验。煤巷必须进行顶板离层监测， 并用记录牌板显示。
.
4
支护作用机理
悬吊理论
将巷道顶板较软弱岩层悬吊在 上部稳定岩层上，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。
组合拱理论
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，即承压拱。
.
机理
.
组合梁理论
严格遵守本岗位职业 卫生操作要求，按要 求佩戴个体防护用品。 班中做好联保互保安 全提醒，自保互保到 位。
.
.
12
钻机操作
开眼定位时，钻杆转 速不可过快，气腿推 力要调小一些。当钻 进孔眼30mm左右时， 方可逐步加快转速， 加大推力，进入正常 钻孔作业
.
钻孔到位后，关闭气 腿进气，调小出水量， 减慢钻杆转速，使钻 机靠自重平稳地带出 钻杆回落
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。
最大水平应力理论
矿井岩层的水平盈利通常大于 垂直应力，水平应力具有明显 的方向性，锚杆的作用即是约 束其沿轴向膨胀和垂直于轴向 的岩层剪切错力。

锚杆支护ppt课件

锚杆支护ppt课件

❖
L=L1+L2+L3
17
❖ 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。
33
锚喷支护图示例
34
❖ 2、锚网支护
❖ 锚网支护是将金属网用托板固定或绑扎在锚杆上所组成 的支护形式。金属网用来维护锚杆间的围岩，防止小块松散 岩石掉落，也可作为喷射混凝土的配筋。被拉紧的金属网还 能起到联系各锚杆组成支护整体的作用。
❖ 常见的金属网有金属菱形网、经纬网，一般采用直径 3～4㎜的铁丝编制而成，一般采用镀锌铁丝，由于金属网消 耗钢材较大，目前正在使用具有一定抗拉强度和延伸率的玻 璃钢纤维或塑料网代替。
❖ 软弱岩层H的确定是根据地质资料，实测或经验估计，冒落 拱高度是按下式估算，即
19
❖ 当f≥3时， ❖ 当f ≤ 2时，
---------------②-1 ----------- ②-2
❖ 式中：K --- 安全系数，一般取1.5～2；
❖
b或b1 --- (普氏免压拱高)围岩松动圈冒落高度，m；
（4）临界支护强度与刚度原则。锚杆支护系统存在临界 支护强度与刚度，如果支护强度与刚度低于临界值，巷道将 长期处于不稳定状态，围岩变形与破坏得不到有效控制。因 此，设计锚杆支护系统的强度与刚度应大于临界值。
15
（5）相互匹配原则。锚杆各构件，包括托板、螺母、钢 带等的参数与力学性能应相互匹配，锚杆与锚索的参数与力 学性能应相互匹配，以最大限度地发挥锚杆支护的整体支护 作用。

锚杆支护课件

锚杆支护课件
锚杆支护
包括：锚喷、锚网、锚索等支护方式） （包括：锚喷、锚网、锚索等支护方式）
主讲人： 主讲人：
王 奎
主要内容
一、锚杆支护的原理、分类 锚杆支护的原理、 锚杆支护设计依据、 二、锚杆支护设计依据、要点 锚喷、 三、锚喷、锚网和锚索支护概述 锚杆支护施工要求、 四、锚杆支护施工要求、施工质量检测 煤矿安全规程》 五．《煤矿安全规程》关于锚杆支护的有关 规定
9.其它锚杆
胀裂式速效预应力锚杆（不常用） （不常用） 玻璃钢锚杆 中空自钻式锚杆 （不常用） 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 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 为锚杆外露长度，一般 为锚杆外露长度 ～ 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。 为锚杆有效长度。 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， 为锚杆锚固段长度， 为锚杆锚固段长度 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+ L3。
（一）、锚杆支护作用机理 ）、锚杆支护作用机理
1、悬吊理论 、 机理：将巷道顶板较软弱岩 机理 层悬吊在上部稳定岩层上， 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 缺点 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 适用条件 固到顶板坚硬稳定岩层。
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锚杆支护具有巨大的技术经济效益和社会效益，是 我国煤炭行业继综合机械化之后的第二次支护技术革命
木支架严重损坏
支架破坏实况
拱型可缩性支架破坏
架棚巷道变形和支架损坏情况
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沿空掘巷维护状况 煤柱宽度5m
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锚杆支护巷道维护状况 8
2 锚杆支护理论
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（1）悬吊理论
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。 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。
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（2）锚固剂及锚固方式 ➢ 锚固剂：树脂药卷，一般采用凝结速度为超快与中速
的树脂药卷配合。
螺母
煤体
锚杆 中速树脂药卷 快速树脂药卷
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锚固方式 ➢全长锚固：锚杆中部受力最大；增阻速度快。具有较 大的抗剪切能力。增加岩层间的法向力，阻止层间错 动，防止离层。在锚固范围内锚杆伸长1mm，可产生 10～20kN的锚固力，支护刚度大。 ➢端头锚固：Ⅰ～Ⅱ类。全长或加长锚固：Ⅲ～Ⅴ类
图 锚固体应力应变曲线图
注：曲线上数字为锚杆支护强度σt（MPa）
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3 锚杆支护体系
（1）锚杆
➢ 高强度、大直径。破断载荷一般在200~ 300kN以上， 近年应用破断载荷400kN以上的锚杆。
➢ 延伸率均大于15% ➢ 锚杆直径20~22mm ➢ 稳定性较高、维护要求低、服务时间短的巷道两帮
可以采用Q235圆钢锚杆和玻璃钢锚杆。
玻璃钢锚杆
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➢ 采用左旋、无纵筋高强度螺纹钢锚杆，等强（锚
杆尾部螺纹部分采用墩粗或热处理、滚丝）
➢ 锚杆成套：杆体、托盘（钢板轧制，厚度根据矿
压确定）、球形垫圈（铸钢）、减摩垫圈（1个聚
氨酯、1个铝合金）、螺母（高强度、快速安装螺
帽）
煤体
螺母
锚杆
中速树脂药卷 快速树脂药卷
围岩与支护强度的关系 随支护强度增加，围岩的极限强度和残余强度提高， 围岩残余强度提高到一定程度就能保持巷道稳定。
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（5）锚杆支护强度强化理论 锚杆与围岩相互作用，形成锚杆—围岩的共同承载
结构，改善锚固体力学性能，提高锚固体峰值强度和残 余强度，特别是残余强度的提高，有效提高围岩的自承 能力，控制围岩塑性区、破碎区发展，促使巷道围岩由 不稳定状态向稳定状态转变。
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锚固体C、、C*、* 随锚杆支护强度t的增加而提高。
不同锚杆支护强度下锚固体破坏前的C、 值
锚杆支护强度 t / MPa
等效内聚力
C / MPa
0 0.3466
0.06 0.3568
0.08 0.3626
0.11 0.3677
0.14 0.3828
0.17 0.3773
等效内摩擦角 31.51 31.53 33.51 35.57 37.14 38.8 /°
0.22 0.3869 40.4
不同锚杆支护强度下锚固体破坏后的C*、* 值
锚杆支护强度σt / MPa
等效内聚力
C* / MPa
0 0.0168
0.06 0.0182
0.08 0.0183
0.11 0.0184
0.14 0.0186
0.17 0.0194
0.22 0.021
等效内摩擦角 31.51 */ °
拱形巷道
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（4）最大水平应力理论
机理：水平应力大于垂直应力，水平应力具有明显的 方向性。在最大水平应力作用下，顶底板岩层易于发 生剪切破坏，出现错动与松动而膨胀造成围岩变形， 锚杆的作用即是约束其沿轴向岩层膨胀和垂直于轴向 的岩层剪切错动。
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（4）最大水平应力理论
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（5）锚杆支护围岩强度强化理论
主要内容
1 锚杆支护发展 2 锚杆支护理论 3 锚杆支护体系 4 设计方法 5 施工 6 监测 7 锚杆支护巷道冒顶调查分析
1 锚杆支护发展
2个阶段：以1995年引进澳大利亚锚杆支护技术为 分界点。
锚杆支护理论、锚杆支护设计方法、施工机具、小 孔径预应力锚索加强支护、锚杆孔径、锚固剂及锚固 方式、监测技术等均发生了变化。
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➢使用药卷长度一般CK2335、Z2360mm，复合顶板一 般采用双速2360和Z2360。
螺母
煤体
锚杆 中速树脂药卷 快速树脂药卷
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（3）三径匹配ຫໍສະໝຸດ ✓ 钻孔直径比锚杆直径大6～10mm
✓ 钻孔直径比树脂药卷大6mm左右 ✓一般钻孔直径29mm，锚杆直径20、22mm，树脂 药卷直径23mm。
➢美国、澳大利亚接近100%，英国80%，美国锚杆 支护为巷道顶板的唯一支护方式。 ➢我国1995年时约15.15%，目前约70%。
3
锚杆支护使用范围
Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类全面推广，Ⅳ、Ⅴ类得到推广应用 ➢综放沿空掘巷锚杆支护 ➢软弱、破碎煤巷锚杆支护 ➢三软煤巷锚杆支护 ➢深井煤巷锚杆支护
锚杆支护效果
锚杆支护与架棚支护相比，其优越性表现在： ➢ 属于主动支护 ➢ 将巷道围岩变成承载体 ➢ 对巷道不规则断面适应性强 ➢巷道围岩变形量显著减小，安全生产得到保证，大幅 度减少 了冒顶、瓦斯、火灾事故 ➢简化巷道布置，减少岩石工程 ➢实现沿空掘巷，提高煤炭资源采出率，延长矿井寿命
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（1）悬吊理论
适用条件：锚杆可以锚固到顶板坚硬稳定岩层
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（2）组合梁理论
机理：通过锚杆将几层薄岩层锁紧成一个较厚的岩层（组 合梁）。增加岩层间的摩擦力，防止岩石沿层面滑动，提 高自撑能力。 缺点：将锚杆作用与围岩的自稳作用分开；在顶板较破碎、 连续性受到破坏时，难以形成组合梁。
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。
31.53
33.51
35.57
37.14
38.8
40.4
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锚固体强度随锚杆支护强度σt 的提高而得到强化，达到一定 程度就可保持围岩稳定。
锚固体 1、1*的表达式：
式中： 1 —— 锚固体极限强度，MPa， 1*——锚固体残余强度，MPa。 t —— 锚杆支护强度，MPa
提高支护强度t ，可使C、、C*、* 提 高；它们的提高，使1、1*显著增强。
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（3）组合拱理论
机理：在锚杆两端形成圆锥形分布的压应力，锚杆间距 合理时，形成的压应力圆锥体相互交错，在岩体中形成 均匀的压缩带，即承压拱，这个承压拱可以承受外部荷 载。承压拱内的岩石处于三向应力状态，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