锚杆支护课件

锚杆支护

（包括：锚喷、锚网、锚索等支护方式）主讲人：

张学舟主要内容一、锚杆支护的原理二、锚杆支护设计依据、要点三、锚索支护设计依据、要点四、锚喷、锚网和锚索支护概述五、《煤矿安全规程》关于锚杆支护的有关规定一、锚杆支护的原理

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、组插合梁蚂理论机理：将锚征固范倍围内钻的岩魄层挤涌紧，爬增加眯各岩牛层间居的摩袋擦力由，防议止岩铲石沿观层面燃滑动杀，避井免各楼岩层应出现扛离层东现象从，提糖高其榨自撑作能力福；将恐巷道拘顶板确锚固浪范围趋内的寄几个岁薄岩趟层锁用紧成庆一个调较厚宽的岩碗层（遗组合闹梁）剂；在所上覆避岩层电载荷售的作颜用下莲，这篮种组筒合厚喘岩层院内的事最大靠弯曲聪应变茎和应唐力都著将大谈大减惊小，喝组合乳梁的吵挠度款亦减鞋小。缺点：将锚耳杆作粱用与喇围岩布的自能稳作爸用分宣开；兽随着笋围岩继条件堪的变畅化，卡在顶库板较槐破碎笋、连侵续性卡受到败破坏舒时，爪组合告梁也依就不饱存在贸了。适用市条件：层状血地层他；顶迅板在宜相当允距离期内不华存在切稳定久岩层转，悬和吊作峰用处变于次肉要地挺位。3、组脚合拱贡（压梳缩拱对）理捏论机理：在破珍裂区依中安田装预芬应力西锚杆转时，侄在杆阴体两犯端将胳形成汁圆锥薪形分钻布的梦压应展力，级如果递沿巷蝇道周任边布锹置锚伪杆群洁，只泊要锚汗杆间眨距足碍够小刻，各存个锚锅杆形露成的位压应园力圆包锥体彻将相碧互交胃错，抗就能件在岩旦体中煮形成栋一个潮均匀点的压苹缩带四，即讯承压这拱，饿这个波承压掏拱可牵以承肢受其枕上部遮破碎降岩石塞施加遵的径粮向荷谋载。皂在承撞压拱旱内的鱼岩石外径向乖及切鹊向均睛受压厕，处棵于三阵向应戴力状选态，屡其围股岩强省度得那到提刊高，帅支撑包能力贩也相哥应加斑大。缺点：一般裳不能架作为张准确错的定部量设虑计。适用凭条件：顶板透无稳残定岩流层。1．圆者钢锚葛杆（二墓）、折锚汁杆的湿结构屑类型2．螺厨纹钢哪锚杆右旋堆全螺豆纹等碎强锚迷杆3.玻璃安钢锚宪杆（1）一眨次支收护原零则。闪锚杆领支护早应尽座量一凶次支坡护就胸能有小效控第制围怀岩变容形，文避免锈二次捆支护持，以影及维随护巷悔道。逝一方氧面，女这是主矿井弓实现蒸高效战、安染全生裹产的宜要求象，就勺回采奶巷道树而言靠，要网实现慕采煤血工作货面的掉快速非推进涛，服功务于斥回采垦的巷旧道应宵在使逆用期属限内午保持爪稳定恐，基渠本不性需要煎维修哥；对摄于大士巷和圈硐室忘等永伞久工狡程，京更需抄要保况持长跃期稳刘定，纤不能他经常烫维修烫。另饮一方恶面，卡这是纷锚杆蝇支护客本身赚的作除用原熔理决戏定的演。巷基道围粮岩一侄旦揭年露立彻即进票行锚绝杆支侦护效层果最聚佳，荒而在用已发饺生离愤层、估破坏肆的围筛岩中慨安装满锚杆柱，支毒护效字果会径受到超显著瓣影响谅。（三涝）、锚杆性支护帮形式既与参驰数选跑择原笼则（2）高江预紧倡力和耀预紧模力扩泊散原鹅则。较预紧求力是纠锚杆定支护条中的搭关键副因素流，是见区别吼锚杆哈支护禽是被耻动支停护还眯是主距动支过护的矮参数司，只这有高旷预紧舍力的浑锚杆印支护笼才是挣真正铲的主尾动支框护，砖才能后充分觉发挥肃锚杆患支护佛的作采用。恢通过凭托板秤、钢浓带等柏构件递实现硬锚杆门预紧至力的坊扩散宁，扩哄大预梢紧力虾的作选用范召围，锄提高机锚固顽体的贡整体桶刚度无，保聋持其装完整为性。（3）“削三高灵一低恳”原彻则。缺即高牺强度触、高穗可靠野性与怨低支贼护密痒度原海则。浪在提贤高锚吃杆强宪度（影如加邮大锚恐杆直纲径或叛高杆爸体材核料的绝强度危）、委刚度御（提圈高锚扬杆预娃紧力壁、加朽长或纪全长特锚固军），话保证俗支护泊系统塔可靠匙性的堤条件颠下，逐降低倍支护促密度吐，减耻少单幕位面些积上挤锚杆坝数量决，提腐高掘师进速骡度。（4）临伙界支乒护强熟度与名刚度枝原则伯。锚皂杆支着护系冻统存陶在临半界支厌护强砌度与角刚度吃，如扯果支延护强骄度与归刚度闻低于荷临界钟值，亡巷道衣将长趴期处纲于不肉稳定智状态花，围伏岩变叹形与渗破坏奥得不贺到有杜效控薪制。竹因此牵，设业计锚安杆支粥护系争统的颂强度趣与刚敏度应弟大于裳临界司值。（5）相甘互匹肢配原哄则。勿锚杆施各构骂件，技包括筋托板钞、螺转母、菊钢带稳等的驻参数锄与力弃学性淘能应叔相互啦匹配外，锚孝杆与供锚索醒的参皇数与模力学预性能洪应相筹互匹尺配，瓦以最族大限惭度地片发挥伶锚杆怜支护门的整亿体支宇护作歪用。（6）可牺操作定性原湖则。徐提供敬的锚遗杆支另护设肺计应选具有窑可操恭作性追，有卫利于渴井下句施工堂管理圆和掘左进速华度的耗提高鼠。（7）在扯保证脉巷道码支护蛮效果葱和安蚂全程乎度，鞭技术或上可团行、聪施工垂上可惧操作护的条顽件下队，做饥到经棚济合雨理，氏有利络于降街低巷家道支胶护综图合成雹本。二、盐锚杆塑支护敲设计翠依据袭和要眠点按悬接吊理炊论确乔定支胶护参州数1）锚梯杆长圾度锚杆武长度奖的计假算公堵式为果：L=林L1疼+L故2+啄L31、锚醋杆支踢护参敞数确柏定式中障：L1为锚宵杆外炮露长利度，一址般L1=利0.糊1～0.籍15塌m。对真于端插头锚佳固型劝锚杆唐，L1=垫板钓厚度+螺母危厚度+（0.方03～0.地05）m；对愚于全泊长锚据固锚抚杆，锋还要傲加上择穹形贤球体圈的厚强度。L2为锚现杆有栗效长性度。L3为锚短杆锚称固段厌长度，一般与端锚L3=护0.筝3～0.胜4m，由讨拉拔童实验伍确定召；当诉围岩梯松软叙时还狗要加车大。对于喇全长会锚固逮锚杆像，锚雅杆的血有效冻长度矛则为L2+L3。有效冤长度L2，有鲜以下跪几种压确定谅方法有：①当寄直接编顶需勒要悬问吊而境它们局的范不围易毯于划蔑定时倘，L2应大徒于或时等于检它们抢的厚和度。②一返般还简可按L2=KH进行汽计算，H为软盟弱岩春层厚逃度（虚或冒哈落拱降厚度米），m；K为考勇虑软屿弱岩垄层变既化的幅安全塞系数腥，一般评取1.挽5～2。软弱室岩层H的确远定是知根据狂地质丑资料占，实损测或针经验量估计可，冒艺落拱住高度友是按扣下式悔估算，即当f≥3时，--某--倦--杠--妨--罢--户--氧-②-1当f≤2时，--晶--亩--粱--酿--牵-②-2式中旧：K幼--啊-安全刻系数慰，一级般取1.煎5～2；b或b1--闸-渗(普氏家免压懂拱高)围岩居松动哄圈冒战落高聋度，m；B曲--积-巷道南开掘射宽度篮，m；f谷--烤-巷道驾顶板罢的岩辨石普缴氏坚垫固性删系数做，；H疾--水-巷道烦掘进丙高度火，；ω--详-两帮设围岩亲的似多内摩颗擦角乎，取f反算抓；ω=蛛ar飘ct胡an纲(曾f灰)2）锚常杆杆锄体直袄径锚杆盈杆体日直径天根据箭杆体斤承载践力与影锚固缩慧力等哲强度昨原则庸确定醒，即式中博，d为锚靠杆杆忍体直竟径，疏㎜；Q为锚兼固力制，由德拉拔拒实验顶确定教，KN；σt为杆承体材毕料抗严拉强项度，MP充a。从表2—钻1中看够出，充对于誉常用述直径20皱mm的锚巴杆杆到体，蛛圆钢转（Q2摇35）、次高强贺度螺偏纹钢业（BH胃RB状40命0）、采超高匹强度阶螺纹挠钢（BH盒RB宅60肤0）的获拉断血载荷屋约为11协9.合4k肝N、17魄9.汤1k坝N、25古1.比3k办N，后即两者链分别泳是前廉者的1.胀5和2.纵1倍。3）锚宫杆间粪、排咱距锚杆哨的间料距，土排距粱计算易，通杠常间朽、排范距相抱等，恼取为a，并仪根据奏锚杆沿的锚霸固力考应等扶于或举大于箩被悬耳吊岩概石的交重量抹的原混则确忍定，览即：式中权，γ为岩雪石体扣容重买，KN裹/m骂3。K为安深全系傻数，盖一般孝取1.音5～1.阵84）锚生杆的牲锚固骨力有肠以下马几种垦确定末方法①锚杆挪的锚引固力过不应兼当小晓于被启悬吊宇不稳邻定岩脸层的所重量。②实际境锚固惜力按璃药卷橡的粘雁结强睡度计夹算。式中闸：γ为岩券石容悬重，KN凯/m3；R为锚伟杆眼摩半径呆，m；τ为树宏脂药链卷与棕钻孔蚕壁的纠粘结辅强度灰，KN异/m2；L锚为锚朴固长烛度，m。2、锚崖杆的什预紧省力锚杆步预紧腊力设将计的概原则艘是控耍制围屿岩不欣出现丝式明显逼的离步层、千滑动残与拉珠应力去区。贫实践铲证明就，如捉果选交择合排理的叙预紧净力值卵，能兼够实坑现对文离层剧与滑葛动的孕有效掩控制安。根章据国服外的挂经验法以及阳国内色部分须矿区译的试姿验数槽据，耳结合举我国查煤矿努巷道鉴条件胳与施贫工机接具，并一般肾可选竖择锚狸杆预废紧力痕为杆姐体屈助服载均荷的30陕%—掀50更%。2、锚帜杆的触预紧携力3、锚盐杆的裕布置根据洒围岩扶的性琴质，茎锚杆帮可排强列成遍方形炸、五其花形芹等。惰方形得适用煮于稳内定的钉岩层佛，梅贸花形狮适用疫于稳艇定性求较差敲的岩余层，池其布条置图滋所示嫩。锚亏杆的绳锚入结方向骄，应住与岩妨层面晕或主弹要裂简隙面命成较推大的达角度躁相交劳，尽用可能校与其垒正交饿；层由面与低裂隙象面不释明显么时，迅锚杆覆应垂排直于通巷道叛周边党锚入谱。三、动锚索屈支护号设计纪依据游和要艰点1、锚河索支偏护参玩数确性定1）加熊强锚京索长浅度校吗核，莫应满坚足式中L——酷锚索亿总长拳度，m；La——滤锚索鸡深入牧到较尊稳定朽岩层唯的锚磨固长汽度，m；其中K——殿安全抱系数闹；d1——陵锚索紫直径巧；fa——屠锚索给抗拉牧强度袍，N/㎜2；fc——它锚索舱与锚蠢固剂虏的粘滴合强齿度，N/㎜2；Lb——除需要届悬吊劲的不刑稳定绝岩层挡厚度闷，m；Lc——响托板礼及锚赚具的呈厚度火，m；Ld——正外露面张拉掌长度不，m；2）悬哪吊理括论校兔核锚粒索排寸距：式中L-券--锚索睡排距赢，m；B-赏--巷道点最大傍冒落提宽度贯，m；H-收--巷道且最大遗冒落舟高度苏，m；（嫂最大勺取锚责杆长酿度）γ--决-岩体栗容重温，kN罪/m躺3（包饶括顶势煤+直接野顶）L1--封-锚杆载排距,逃m；F1--恳-锚杆疮锚固躁力,驼kN且;F2--蛾-锚索晋极限撇承载糕力,利kN；θ--被-角锚臭杆与童巷道池顶板铃的夹蚂角,°；n-罩--锚索攀排数,取。3）锚耕索的痛锚固搁力：式中P-颂--锚索迅锚固膀力，m；R-粱--锚索砖孔半疏径，m；τ--傻-为树抢脂药撤卷与篇钻孔主壁的挖粘结著强度援，KN址/m射2；L锚--纹-锚索旦为锚洪固长嚼度，m。其中R-私--锚索贴孔半搞径，m；R1--烫-锚索棵半径嗓，m；R2--少-树脂消锚固墓剂半谅径，m；L2--翻-树脂堤锚固周剂长罚度，m。四、摄锚喷泪、锚淋网和刊锚索敬支护着概述1、锚瓶喷支捆护锚杆圣和喷顿射混绳凝土周虽各男自有挽优点赞，但滤也有为不足鬼之处爬。锚探喷联离合支河护，脏恰能但使两杠者取鸣长补影短，造互为潮补充印，是梨一种矛性能妖更好汤的支括护形叔式。锚喷铺支护培图示霉例2、锚激网支萌护锚网导支护摘是将血金属械网用虑托板页固定释或绑哪扎在只锚杆成上所掘组成巡寿的支迹护形连式。金属苍网用甚来维咬护锚穷杆间遍的围调岩，毕防止骄小块握松散满岩石姨掉落缸，也折可作怀为喷顽射混责凝土阀的配孝筋。坛被拉种紧的霸金属均网还尾能起景到联浴系各份锚杆禽组成蹲支护卖整体疼的作佛用。常见池的金恒属网及有金况属菱诊形网辣、经附纬网还，一恋般采窗用直画径3～4㎜的铁下丝编慨制而逃成，假一般从采用傍镀锌餐铁丝东，由炭于金收属网笨消耗匠钢材砖较大钞，目宣前正润在使弄用具剩有一厦定抗翠拉强绪度和辆延伸直率的肆玻璃途钢纤险维或妄塑料紧网代绞替。锚网番支护殖梯形乳巷道锚网东支护揭拱形援巷道3、锚幕喷网尘联合霜支护喷射断混凝般土能谁有效株的控城制锚雾杆间庙的石麻块掉造落，恩但其承本身揪是脆祝弱的尝，当红岩石裂变形傅大时病，容计易开剥裂剥豪落。椒解决抹办法市之一饥就是姥喷射颂混凝顷土之伐前敷息设金老属网疏，喷恶后成唱钢筋吸混凝降土层绒，提堵高了签混凝皆土的牵整体泊性，货改善搏了喷新层的方抗拉喇性能鼓，这谦就形盛成了谋锚喷复网联今合支挂护，乖能有踩效的纵支护捞松散峡破碎签的软县弱岩欠层。换金属蹈网用响钢筋热直径许一般渡为6～12梨㎜，钢河筋间劳距一桑般为20柜0～40闯0㎜。4、锚食网带济支护锚网合带支搅护由守锚杆夸、钢矮带及口金属肤网组付成。刮钢带社是用占扁钢齐或薄宵钢板离制成征，为筹了便柿于锚能杆安顷装，申在钢伞带上夜预先肾钻好专孔，芹钻孔掏形状摆为椭精圆形子，钻吐孔直且径应棍由相替应锚飘杆直池径确刺定。者也可马采用臭钢筋炮梯代早替钢读筋带均。5、锚类索支现护锚索闯支护坚是根嘱据矿含山压为力中它煤层仇顶板扣是板波块原取理的胶假说,让锚吩索直浸接打波在不窑冒落貌的老摘顶上,然后扩利用缘瑞锚索30雹t的预始应力标提前宋把直划接顶妙吊住,来维落护巷面道,减少备顶板雅下沉匪量和风破坏羊程度耽。锚索僻是锚猪杆的燃发展言和延讲伸，孩其材溪料一拥般采摩用既但有一也定刚忽度又居有一剃定柔追性的扒钢铰涛线制荷作，题长度鼠可达10页m甚至20冰m以上例，抗刷拔力漠可达禾几百kN，是爱地下