锚杆支护及其分类

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锚杆支护及其分类

锚杆支护实质上是把锚杆安装在巷道的围岩中，使层状的、软质的岩体以不同的形态得到加固，形成完整的支护结构，提供一定的支护抗力，共同阻抗其外部围岩的位移和变形。

(1)木锚杆。我国使用的木锚杆有两种，即普通木锚杆和压缩木锚杆。

(2)钢筋或钢丝绳砂浆锚杆。以水泥砂桨作为锚杆与围岩的粘结剂。

(3)倒楔式金属锚杆。这种锚杆曾经是使用最为广泛的锚杆形式之一。由于它加工简单，安装方便，具有一定的锚固力，因此这种锚杆在一定范围内至今还在使用。

(4)管缝式锚杆。是一种全长摩擦锚固式锚杆。这种锚杆具有安装简单、锚固可靠、初锚力大、长时锚固力随围岩移动而增长等特点。

(5)树脂锚杆。用树脂作为锚杆的粘结剂，成本较高。

(6)快硬膨胀水泥锚杆。采用普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥加入外加剂而成，具有速凝、早强、减水、膨胀等特点。

(7)双快水泥锚杆。是由成品早强水泥和双快水泥按一定比例混合而成的。具有快硬快凝、早强的特点。

锚杆支护安全技术操作规程

第1条本规程适用于各类煤矿在掘进工作面从事锚杆支护作业的

人员。

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第2条锚杆支护基本支护形式是指巷道单体锚杆支护、锚网支护、锚网带（梁）支护。其他支护形式参照基本支护形式执行。

上岗条件

第3条锚杆支护工必须经过专门培训、考试合格后，方可上岗。

第4条锚杆支护工必须掌握作业规程中规定的巷道断面、支护形式和支护技术参数和质量标准等；熟练使用作业工具，并能进行检查和保养。

安全规定

第5条在支护前和支护过程中要敲帮问顶，及时摘除危岩悬矸。

1.应由两名有经验的人员担任这项工作，一人敲帮问顶，一人观察顶板和退路。敲帮问顶人员应站在安全地点，观察人应站在找顶人的侧后面，并保证退路畅通。

2.敲帮问顶应从有完好支护的地点开始，由外向里，先顶部后两帮依次进行，敲帮问顶范围内严禁其他人员进入。

3.用长把工具敲帮问顶时，应防止煤矸顺杆而下伤人。

4.顶帮遇到大块断裂煤矸或煤矸离层时。应首先设置临时支护，保证安全后，再顺着裂隙、层理敲帮问顶，不得强挖硬刨。

第6条严禁空顶作业，临时支护要紧跟工作面，其支护形式、规格、数量、使用方法必需在作业规程中规定。放炮前最大空顶距不大于锚杆排距，放炮后最大空顶距不大于锚杆排距+循环进度。

第7条煤巷两帮打锚杆前用手镐刷至硬煤，并保持煤帮平整。

第8条严禁使用不符合规定的支护材料：

1.不符合作业规程规定的锚杆和配套材料及严重锈蚀、变形、弯曲、径缩的锚杆杆体。

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2.过期失效、凝结的锚固剂。

3.网格偏大、强度偏低、变形严重的金属网。

第9条锚杆眼的直径、间距、排距、深度、方向（与岩面的夹角）等，必须符合作业规程规定。

1.使用全螺纹钢等强锚杆，锚孔深度应保证锚杆外露长度30---50毫米。

2.巷帮使用管缝式锚杆时，锚杆眼深度与锚杆长度相同。

3.对角度不符合要求的锚杆眼，严禁安装锚杆。

第10条安装锚杆时，必须使托盘（或托梁、钢带）紧贴岩面，未接触部分必须楔紧垫实，不得松动。

第11条锚杆支护巷道必须配备锚杆检测工具，锚杆安装后，对每根锚杆进行预紧力检测，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。

第12条当工作面遇断层、构造时，必须补充专门措施，加强支护。

第13条要随打眼随安装锚杆。

第14条锚杆的安装顺序：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、联接金属网时，铺设顺序、搭接及联接长度要符合作业规程的规定。铺网时要把网张紧。

第15条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。

第16条巷道支护高度超过2.5米，或在倾角较大的上下山进行支护施工，应有工作台。

操作准备

第17条操作前须做好以下准备工作：

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1.备齐锚杆、网、钢带等支护材料和施工机具。

2.检查施工所需风、水、电。

3.执行掘进钻眼工第22.23.2

4.2

5.2

6.27条的规定。

4.检查锚杆、锚固剂等支护材料是否合格。

5.按中腰线检查巷道荒断面的规格、质量，处理好不合格的部位。

4.用煤电钻、风钻或锚杆钻机打眼。

（1）使用风钻打眼时，按掘进钻眼工第29---34条执行。

（2）使用煤电钻、风煤钻打眼时，按掘进钻眼工第35---39条执行。

（3）使用锚杆机打眼时，按锚索支护工第19条执行。

5.打锚杆眼时，应从外向里进行；同排锚杆先打顶眼，后打帮眼。断面小的巷道打锚杆眼时要使用长短套钎。

第22条锚杆（网、钢带等）安装。

1.清理锚杆眼。

2.检查钻孔质量，不合格的必须处理或补打。

3.按所使用锚杆的正规操作程序及时打锚杆，压好锚盘、托板并用专用工具上紧，预紧力符合要求。

第23条树脂锚杆安装。

1.清锚杆眼。

2.检查锚杆眼深度，其深度应保证锚杆外露丝长度为30---50毫米。锚杆眼的超深部分应填入炮泥或锚固剂；未达到规定深度的锚杆眼，应补钻至规定深度。

3.检查树脂药卷，破裂、失效的药卷不准使用。

4.将树脂药卷按照安装顺序轻轻送入眼底，用锚杆顶住药卷，利用

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快速搅拌器开始搅拌，直到感觉有负载时，停止锚杆旋转。树脂完全凝固后，开动快速搅拌器，带动螺母拧断剪力销，上紧螺母。在树脂药卷没有固化前，严禁移动或晃动锚杆体。

5.全螺纹钢等强锚杆要采用左旋搅拌方式。

6.套上托盘，上紧螺母。

第24条水泥锚杆安装。

1.清锚杆眼。

2.检查锚杆眼深度、锚杆杆体及附件、锚固剂是否符合要求。

3.将螺母及托盘安装在锚杆上，组装好备用。

4.将水泥锚固剂浸入清洁的水中，时间符合产品说明书要求。

5.把浸泡好的锚固剂，从水中拿出，用木杆逐块轻轻推送到锚杆眼中（顶部孔每送一块轻轻捣一下）。

6.用风钻、连接套将锚杆推入锚杆孔内。直至托盘紧贴煤岩面。

7.安装后紧固螺母，扭矩达到设计要求。

第25条管缝式锚杆安装。

1.清锚杆眼。

2.检查锚杆眼深度和直径是否合格。

3.安装锚杆前，先装上托盘。

4.使用风钻安装，将冲击锤一端装入锚杆尾部，另一端装入风钻钎尾套，开动风钻，开始推力要小，锚杆进入孔内500毫米后，再增加推力；在推进锚杆过程中，要始终保持锚孔和锚杆呈直线。直到托盘贴紧岩面为止。

5.打紧倒楔。

第26条水力膨胀锚杆的安装。

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1.检查注液器内密封圈是否良好，若有异常立即替换。

2.将钻孔周围围岩找平。

3.将锚杆插入注液器内后，转动一个角度使之机械闭锁。

4.用安装棒将锚杆送入钻孔中，使下端托盘紧贴岩面。

5.操纵水泵阀门，使锚杆充满膨胀，直至调压阀自动卸压。

6.锚杆锚固后，关闭操纵阀门，撤下安装棒。

收尾工作

第27条支护完毕后，检查所有锚杆的预紧力，不合格的及时上紧。

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浅论锚杆支护的作用机理和适用条件

浅论锚杆支护的作用机理和适用条件 【摘要】众所周知，由于锚杆支护方式具有其独特的优越性，矿井支护中经常用到锚杆支护方式。本文简要地介绍了锚杆支护的优越性、锚杆支护的作用机理，以及锚杆的类型、结构和适用条件。 【关键词】锚杆；支护 1 引言 锚喷支护跟棚子和石材支架支护等相比较，具有明显的优越性。棚子和石材支架是在巷道围岩的外部对岩石进行支撑，它只是被动地承受围岩产生的压力和防止破碎的岩石冒落。而锚杆支护则是通过锚入围岩内部的锚杆，改变围岩本身的力学状态，在巷道周围形成一个整体而又稳定的岩石带，利用锚杆与围岩共同作用，达到维护巷道稳定的目的。它是一种积极防御的支护方法，是矿山支护技术的重大变革。 实践证明，锚杆不但支护效果好，且用料省，其用钢量仅为U形钢支架的1/12～1/15。另外，施工简单，有利于机械化操作，施工速度快。但是锚杆不能封闭围岩，以防止围岩风化；不能防止各锚杆之间裂隙岩石的剥落，因此，在围岩不稳定情况下，往往需配合其他支护措施，如喷水泥砂浆、挂金属网、喷射混凝土等通常称为锚喷支护或锚喷网联合支护。随着高产高效矿井建设的加快、采准巷道大量应用锚杆支护技术、施工速度大大提高。 2 锚杆支护的作用原理 锚杆维护巷道的作用机理尚在探讨中，目前主要有以下几种理论。 1）加固拱作用 对于被纵横交错的弱面所切割的块状或破裂状围岩，如果及时用锚杆加固，就能提高岩体结构弱面的抗剪强度，在围岩周边一定厚度的范围内形成一个不仅能维持自身稳定、而且能阻止其上部围岩松动和变形的加固拱，从而保持巷道的稳定。 通过光弹性试验，证实了加固拱的形成。在弹性体上安装具有预张力的锚杆后，在弹性体内便形成以锚头和紧固端为顶点的锥形体压缩区。挤压加固拱的形成关键在于对锚杆施加预张应力。由于锚杆预应力的作用，一方面在锥体压缩区内产生压应力，从而增大了岩块之间的内聚力（粘结力），提高了岩体强度；另一方面使压缩带内的岩石处于三向受压状态，使岩体强度得到提高。 2）悬吊作用 悬吊作用是利用锚杆将软弱岩层或危岩吊挂于上部坚固稳定的岩层上，由锚杆来承担其重量。 3）组合梁作用 将平顶巷道的层状顶板看作是以巷道两帮为支点的叠合梁，在荷载作用下，每层板的上下缘分别处在受压、受拉状态。但用锚杆将各层板紧固后，在荷载作用下，各层之间基本上不发生离层、错动，就如同一块板的变曲，大大提高了板系的抗弯强度。在层状顶板中安设锚杆后，各岩层由迭合梁变为组合梁，从而提高了顶板岩层的承载能力；锚杆本身也起着抗剪销钉的作用，有效地阻止了岩层的层间错动。 4）围岩补强作用 巷道围岩深部的岩石处于三向受压状态。靠近巷道周边的岩石则处于二向受

锚杆分类及性能

锚杆分类 目前用作支护的锚杆种类很多，按其与被支护体的锚固长度划分，可分为集中锚固类锚杆和全长锚固类锚杆。集中锚固类锚杆是指锚杆装置和杆体只有一部分和锚杆孔壁相接触的锚杆。包括端头锚固、点锚固和局部锚固等；全长锚固类锚杆是指锚固装置或锚杆杆体在全长范围内全部和锚杆孔壁接触的锚杆，包括各种摩擦式锚杆、全长砂浆锚杆、树脂锚杆和水泥锚杆等。 根据锚杆的锚固方式可分为机械式锚固型和黏结锚固型两类。锚固装置或锚杆杆体和孔壁接触，靠摩擦力起锚固作用的锚杆，属于机械锚固型锚杆；锚杆杆体部分或全长利用树脂、砂浆、快硬水泥等胶结材料将锚杆杆体和锚杆孔壁黏结固定在一起，靠粘结力起锚固作用的锚杆属于黏结型锚杆。 用于制作锚杆的材料种类较多，根据锚杆的材质不同，又可将锚杆分为钢丝绳锚杆、普通钢筋锚杆、螺纹钢锚杆、玻璃钢锚杆、木锚杆和竹锚杆等类型。 第一节金属锚杆 金属锚杆根据其锚固形式可分为机械式、管缝式和黏结式三大类。 一、机械式锚杆 机械式锚杆使用最早、结构多样、数量较大的锚杆。机械式锚杆的锚固机构本身是一个统一体，在安装锚杆时，锚固机构主要通过一个楔子系统在钻孔中进行轴向或径向相互错动而紧张在钻孔壁上。锚固机构通过摩擦连接将锚固力多数传递给岩层。机械式锚杆在安装时，多数产生预紧力。有时，甚至锚固机构必须直接依靠预紧力来固定。 机械式锚杆的优点有：安装迅速，可即时达到承载力，可二次张紧，某些结构的锚杆还可以回收。其缺点是：钻孔中的锚固段较短，在高应力区容易导致岩层破坏和锚固剂松动，锚固力一般偏低，只能适用于中等稳定以上的岩层条件。机械式锚杆又可分为楔缝式锚杆、倒楔式锚杆和账壳式锚杆。 1.楔缝式锚杆

锚杆支护及其分类

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锚杆支护及其分类 锚杆支护实质上是把锚杆安装在巷道的围岩中，使层状的、软质的岩体以不同的形态得到加固，形成完整的支护结构，提供一定的支护抗力，共同阻抗其外部围岩的位移和变形。 (1)木锚杆。我国使用的木锚杆有两种，即普通木锚杆和压缩木锚杆。 (2)钢筋或钢丝绳砂浆锚杆。以水泥砂桨作为锚杆与围岩的粘结剂。 (3)倒楔式金属锚杆。这种锚杆曾经是使用最为广泛的锚杆形式之一。由于它加工简单，安装方便，具有一定的锚固力，因此这种锚杆在一定范围内至今还在使用。 (4)管缝式锚杆。是一种全长摩擦锚固式锚杆。这种锚杆具有安装简单、锚固可靠、初锚力大、长时锚固力随围岩移动而增长等特点。 (5)树脂锚杆。用树脂作为锚杆的粘结剂，成本较高。 (6)快硬膨胀水泥锚杆。采用普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥加入外加剂而成，具有速凝、早强、减水、膨胀等特点。 (7)双快水泥锚杆。是由成品早强水泥和双快水泥按一定比例混合而成的。具有快硬快凝、早强的特点。 锚杆支护安全技术操作规程 第1条本规程适用于各类煤矿在掘进工作面从事锚杆支护作业的 人员。 第 2 页共 8 页

第2条锚杆支护基本支护形式是指巷道单体锚杆支护、锚网支护、锚网带（梁）支护。其他支护形式参照基本支护形式执行。 上岗条件 第3条锚杆支护工必须经过专门培训、考试合格后，方可上岗。 第4条锚杆支护工必须掌握作业规程中规定的巷道断面、支护形式和支护技术参数和质量标准等；熟练使用作业工具，并能进行检查和保养。 安全规定 第5条在支护前和支护过程中要敲帮问顶，及时摘除危岩悬矸。 1.应由两名有经验的人员担任这项工作，一人敲帮问顶，一人观察顶板和退路。敲帮问顶人员应站在安全地点，观察人应站在找顶人的侧后面，并保证退路畅通。 2.敲帮问顶应从有完好支护的地点开始，由外向里，先顶部后两帮依次进行，敲帮问顶范围内严禁其他人员进入。 3.用长把工具敲帮问顶时，应防止煤矸顺杆而下伤人。 4.顶帮遇到大块断裂煤矸或煤矸离层时。应首先设置临时支护，保证安全后，再顺着裂隙、层理敲帮问顶，不得强挖硬刨。 第6条严禁空顶作业，临时支护要紧跟工作面，其支护形式、规格、数量、使用方法必需在作业规程中规定。放炮前最大空顶距不大于锚杆排距，放炮后最大空顶距不大于锚杆排距+循环进度。 第7条煤巷两帮打锚杆前用手镐刷至硬煤，并保持煤帮平整。 第8条严禁使用不符合规定的支护材料： 1.不符合作业规程规定的锚杆和配套材料及严重锈蚀、变形、弯曲、径缩的锚杆杆体。 第 3 页共 8 页

锚杆支护机理

锚杆支护技术在煤矿的广泛应用，推动了锚杆支护理论的研究工作，国内外在这方面做了大量的工作，取得了许多有价值的成果，形成了以下3大类较成熟的锚杆支护理论：一是基于锚杆的悬吊作用而提出的悬吊理论、减跨理论等；二是基于锚杆的挤压、加固作用提出的组合梁理论、组合拱理论以及楔固理论等；三是综合锚杆的各种作用而提出的松动圈支护理论、锚固体强度强化理论、锚注理论、最大水平应力理论以及锚杆桁架支护理论等。 悬吊理论认为，巷道开挖以后，由于应力状态的改变，围岩中一定区域内将可能发生岩石的松动和破裂现象、或由于被裂隙切割的岩块因失去足够约束而成为关键块体即出现危岩，此时锚杆的作用就是利用其抗拉能力将松软岩层或危岩悬吊于稳定岩层之上。该理论适用于锚杆长度范围内赋存有稳定岩层或稳定岩层结构的条件。 减跨理论包括两方面的内容：一是基于松散介质的自然冒落拱理论提出的锚杆作用原理，其依据是冒落拱高度与跨度成正比关系，认为利用锚杆的悬吊作用可增加顶板岩层的支点，从而减小支点间的跨距，进而达到降低冒落拱高度、减少所需支护强度的目的；二是基于梁或板的理论提出的锚杆作用原理，即当巷道顶板为层状岩层时，其变形特性近似于梁或板的性质，此时锚杆的作用是缩短梁或板的跨距，以减小其中因横力而产生的弯矩及因弯矩产生的弯曲应力，尤其是弯曲拉应力，从而提高顶板的稳定性。从以上两种情况可以看出，减跨理论中锚杆的作用机理以及适用条件等同于悬吊理论，即需要以稳定岩层或稳定岩层结构为依托。 组合梁理论适用于顶板由多层小厚度连续性岩层组成的巷道，其原理是通过锚杆的轴向作用力将顶板各分层夹紧，以增加各分层间的摩擦作用，并借助锚杆自身的横向承载能力提高顶板各分层间的抗剪切强度以及层间粘结程度，使各分层在弯矩作用下发生整体弯曲变形，呈现出组合梁的弯曲变形特征，从而提高顶板的抗弯刚度及强度。 挤压加固理论适用性较强（几乎适用于所有围岩条件）。对于拱形巷道，其原理是通过锚杆的轴向作用力在围岩中形成拱形压缩带，即通过锚杆的轴向作用力将围岩中一定范围岩体的应力状态由单项（或双向）受压转变为三向受压，从而提高其环向抗压强度指标，使该压缩带既可承受其自身重量，又可承受一定的

锚杆支护技术的应用现状与发展前景

锚杆支护技术的应用现状与发展前景 于富才1）杨宏2）冉启发3） 摘要：针对我国锚杆支护的现状做了初步分析。运用支护设计中常用理论及方法，（ 对其中的优缺点进行了分析和评价，同时对实际支护工程中的某些不足进行了具体讨论，并对未来的发展趋势进行了初步分析。 关键词锚杆支护；应用现状；发展趋势 锚杆支护作为岩土工程加固的一种重要形式，由于其具有安全、高效、低成本等优点，在国际岩土工程领域得到了越来越多的应用．1872年，英国北威尔士的煤矿加固工程中首次采用钢筋加固页岩之后，1905年美国矿山中也出现了类似的加固工程．到了20世纪40年代，锚杆支护在地下工程中的应用在国外得到了迅猛发展．目前，在澳大利亚和美国的地下工程支护中，锚杆支护已经占到了将近100％．我国的锚杆加固技术于20世纪50年代开始起步，在最近20年得到了快速发展，目前已经得到了广泛的应用．据估计，在1993年至1999年间，我国仅在边坡工程和深基坑工程中的锚杆年用量就达到了3000-3500KM．目前，我国正在进行大规模的基础设施与各类矿山及隧道工程建设，锚杆支护得到了普遍应用［１－１１］． 1.锚杆支护的现状 锚杆加固技术在工程中的应用十分广泛．目前，它已经在地下工程、边坡工程、结构抗浮工程、深基坑工程、重力坝加固工程、桥梁工程以及抗倾覆、抗震工程的地层锚固应用中得到了发展．近年，我国正在进行的高速铁路、跨海大桥、海底隧道、地铁等在内的大规模基础设施建设中所遇到地基处理、边坡加固、地下空间结构加固、水下空间结构坚固等各方面的问题中，将锚杆加固方式得到了很大的扩展． 1.1 锚杆支护理论 岩土体在工程开挖之后，其初始的应力平衡状态会遭到破坏，为了达到新的平衡状态，应力场将重新分布，从而导致岩土体在一定范围内出现弹塑性变形、地层膨胀变形，使岩土体出现碎裂带；若地层开始处于高应力状态，还可能发生岩爆，严重的影响工程质量，威胁施工人员的安全．锚杆加固技术是一种柔性加固技术，它能充分利用岩土体自身的承载力保持岩体的稳定，使加固体不被破坏．它本质就是通过锚固加强岩土体的整体性，控制开挖后岩土体的变形，避免应力的突然释放，从而保证工程顺利、安全地进行． 1）目前，已经广为接受的锚杆支护理论主要有悬吊理论、组合梁理论和组合拱（压缩拱）理论．①悬吊理论认为锚杆的作用是将松散、软弱的岩土体悬吊在坚硬、稳定的岩土体上，从而起到加固作用．②组合梁理论将锚杆看做螺栓，将各薄层岩土体看作是叠合在一起的梁结构，通过锚杆的锚固将其紧固成一个组合梁，且锚固力越大，梁之间的摩擦力越大，岩土体也就越稳定．③组合拱理论是在光弹试验的基础上提出的，试验证实了锚杆对地层的挤压加固作用．锚杆进入岩土体后，会使岩土体出现以锚杆两头为顶点的塑性压缩区，若有一排锚杆适当排列，则会形成一定厚度的连续压缩带，从而起到加固岩土体的作用． 1.2 锚杆类型、选择及作用机理 从锚杆的初次使用到现在，锚杆作为一种支护方式已经发展出了多种型．按

锚杆支护原理

锚杆支护 一、锚杆支护原理 1、锚杆的悬吊作用 悬吊作用是指用锚杆将软弱的直接顶板吊挂在其上的坚固老顶之上。如图1所示，或者是用锚杆将因巷道开挖而引起松动的岩块连接在松动区外的完整坚固岩石上，使松动岩块不至冒落。 锚杆的悬吊作用

2、锚杆的组合梁理论 利用锚杆的拉力将层状岩层组合起来形成组合梁结构进行支护，这就是锚杆组合梁作用。组合梁作用的本质在于通过锚杆的预拉应力将原视为叠合梁的岩层挤紧，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。 锚杆的组合作用

3、锚杆锲固作用 是指在围岩中存在一组或多组不同产状的不连续面的情况下，由于锚杆穿过这些不连续面，防止或减少了围岩沿不连续面的移动。如图3。 锚杆的楔固作用 p бb p 锚杆的楔固作用 -б p (бb p

4、挤压加固拱作用 形成以锚杆头和紧固端为顶点的锥形体压缩区。如将锚杆沿拱形巷道周边按一定间距径向排列，在预应力作用下，每根锚杆周围形成的锥形体压缩区彼此重叠联结，在围岩中形成一连续压缩带。它不仅能保持自身的稳定，而且能承受地压，组织上部围岩的松动和变形。 显然，对锚杆施加预紧力是形成加固拱的前提。

5、锚杆的减跨作用 如果把不稳定的顶板岩层看成是支撑在两帮的叠合梁，由于可视悬吊在老顶上的锚杆为支点，安设了锚杆就相当于在该处打了点柱增加了支点而减少了顶板的跨度，从而降低了顶板岩层的弯曲应力和挠度，维持了顶板与岩石的稳定性，使岩石不易变形和破坏。这就是锚杆的“减跨”作用，它实际上来源于锚杆的悬吊作用。 上述几种锚杆支护作用并非是孤立存在的，实际上是相互补充的综合作用，只不过在不同地质条件下，某种支护作用占的地位不同而已。

锚杆知识简介

锚杆及混凝土喷护知识简介 喷射混凝土支护 借助于喷射机械，利用压缩空气或其他动力，将按一定比例配制的拌合科，通过管道输送，并以高速喷射到受喷面（岩土表面、模板、旧建筑物）上凝结硬化而形成的一种混凝土支护。由其单独受力而成的称素喷混凝土支护。由其他材料或结构共同受力的支护称复合式喷射混凝土支护。 素喷混凝土支护 又称纯喷混凝土支护。将一定配合比的水泥、砂、石的拌合料，通过混凝土喷射机，用压缩空气作动力，将拌合料输送到喷枪出口处，以较高的速度分层喷射到岩土表面迅速凝结而成，起到加固、防渗漏、防掉块作用的支护结构。根据拌合料与水接触的时间和位置不同，可分为干式喷射混凝土和湿式喷射混凝土。 初次喷射混凝土 在分层喷射混凝土施工中，最先喷射的一层混凝土。初凝后才可施工复喷层。一般为４０－－１００毫米厚。喷射前应对岩石表面用高压风、水进行冲洗。 复喷混凝土 在分层喷射混凝土施工中，在初次喷射混凝土层上，再进行后续喷射的混凝土层。每层的厚度一般为４０－－１００毫米。后一层的喷射施工应在前一层混凝土终凝后进行。若终凝１小时后再进行喷射时，应先用风、水清洗喷层表面。 复合式喷射混凝土支护 在素喷混凝土中加入其他材料，或是喷射到受喷面的同时，裹住其他支撑结构而形成的复合支护。比素喷混凝土支护有更好的受力特性，更适用于围岩分类等级低、洞室跨度大的埸合。常见形式有钢纤维喷混凝土支护、钢架喷射混凝土支护、喷（网）混凝土支护、锚喷（网）联合支护等。 喷（网）混凝土支护 喷射混凝土之前或初次喷射混凝土后，在其表面布设钢筋网，使而后喷射到岩土表面的混凝土裹住钢筋网，形成的复合支护结构。钢筋网具有使混凝土应力分布均匀、加强整体工作性能的作用。钢筋网的网格尺寸和与壁面的间距要适当。采用双层钢筋网时，第二层钢筋网应在第一层被混凝土覆盖后再铺设。 钢纤维喷混凝土支护 将钢纤维加入普通喷射混凝土中，从而形成的强度高、韧性好的复合材料支护结构。喷射工艺参数与素喷混凝土相同，钢纤维的掺量按混凝土体积的百分率计算。其物理力学性能、抗震性、耐磨性都比素喷混凝土支护优越。由于成本较高、施工工艺复杂等原因，使用范围受到一定的限制。 钢架喷射混凝土支护 喷射混凝土与钢架形成一体的复合支护。钢架与壁面之间，必须用喷射混凝土充填密实；钢架除可缩部位外，被喷射混凝土覆盖；施工时先喷射钢架与壁面之间的混凝土，后喷射钢架之间的混凝土。适用于受到地质构造破坏、断裂严重的地区，或是岩性松软、有膨胀性岩层的地下工程中。 喷（网）混凝土支护 喷射混凝土之前或初次喷射混凝土后，在其表面布设钢筋网，使而后喷射到岩土表面的混凝土裹住钢筋网，形成的复合支护结构。钢筋网具有使混凝土应力分布均匀、加强整体工作性能的作用。钢筋网的网格尺寸和与壁面的间距要适当。采用双层钢筋网时，第二层钢筋网应在第一层被混凝土覆盖后再铺设。

锚杆支护技术讲解

锚杆支护参数的确定 一、锚杆长度 L≥L1+L2+L3------------------------- ① =0.1+1.5+0.3=1.9m 式中： L——锚杆总长度，m； L1 ——锚杆外露长度(包括钢带+托板+螺母厚度)，取0.1m； L2 ——锚杆有效长度或软弱岩层厚度，m； L3——锚入岩（煤）层内深度（锚固长度），按经验L3≥300mm。 (一)锚杆外露长度L1 L1=(0.1～0.15)m，[钢带+托板+螺母厚度+（0.02～0.03）] (二)锚入岩(煤)层内深度(锚固长度)L3 1.经验取值法 《在锚杆喷射混凝土支护技术规范》GBJ86－85“第三节锚杆支护设计”中、第3.3.3条第四款规定： 第3.3.3条端头锚固型锚杆的设计应遵守下列规定: 一、杆体材料宜用20锰硅钢筋或3号钢钢筋; 二、杆体直径按表3.3.3选用; 三、树脂锚固剂的固化时间不应大于10分钟,快硬水泥的终凝时间不应大于12分钟; 四、树脂锚杆锚头的锚固长度宜为200～250毫米,快硬水泥卷锚杆锚头的锚固长度

宜为300～400毫米; 五、托板可用3号钢,厚度不宜小于6毫米,尺寸不宜小于150×150毫米; 六、锚头的设计锚固力不应低于50千牛顿; 七、服务年限大于5年的工程,应在杆体与孔壁间注满水泥砂浆。 一般取300mm ～400mm 2. 理论估算法 《在锚杆喷射混凝土支护技术规范》GBJ86－85“第三节 锚杆支护设计”中规定： 第3.3.11条 局部锚杆或锚索应锚入稳定岩体。水泥砂浆锚杆或预应力锚索的水泥砂浆胶结式内锚头锚入稳定岩体的长度,应同时满足下列公式: 公式(3.3.11-1)、(3.3.11-2)见图形所示。 cs st f f d k l 412≥ (3.3.11-1) cr st a f d f d k l 2214≥ (3.3.11-2) 式中la ——锚杆杆体或锚索体锚入稳定岩体的长度（cm ）； d1——锚杆钢筋直径走丝或锚索体直径（cm ）； d2——锚杆孔直径（cm ）； f st ——锚杆钢筋或锚索体的设计抗拉强度（N/cm 2）； f cs ——水泥砂浆与钢筋或水泥砂浆与锚索的设计粘结强度 (N/cm 2)；圆钢为2.5MPa ，螺纹钢为5MPa 。

(完整版)第四讲锚杆支护理论

第四讲锚杆支护理论 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。 决定组合梁稳定性的主要因素是锚杆的预拉应力及杆体强度和岩层的性质。 2）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。这一观点有一定的影响，但是其工程实例比较少，也没有进一步的资料供锚杆支护设计应用，尤其是组合梁的承载能力难以计算，而且组合梁在形成和承载过程中，锚杆的作用难以确定。另外，岩层沿巷道纵向有裂缝时粱的连续性问题、梁的抗弯强度等问题也难以解决。 3）适用条件： 层状地层，如图4-3中2所示； 顶板在相当距离内（锚杆长度范围内）不存在稳定岩层，

浅议锚杆支护的作用

浅议锚杆支护的作用 摘要]近几年来，随着煤矿开采技术的不断发展，开采深度逐步增加。矿井和巷道支护是煤矿安全生产的重要保证，我国煤矿以矿井开采为主，需要在井下开掘大量巷道，而且80%以上是煤巷、半煤岩巷，或为松软破碎围岩巷，或为遇水软化膨胀围岩巷。确保巷道的安全、快速掘进，确保巷道使用期间的畅通、与围岩稳定，确保巷道的支护与维护成本较低等，是建设安全高效矿井的一项重要工作，具有重要意义。煤矿矿井、巷道支护经历一系列的技术发展历程。目前，锚杆支护应用较为广泛。本文讨论了锚杆支护的分类、支护形式、作用、注意事项等方面阐述个人观点。 [关键词]煤矿锚杆支护作用 1 锚杆的分类 （1）木锚杆分为普通木锚杆、压缩木锚杆；（2）倒楔式金属锚杆； （3）管缝式锚杆；（4）树脂锚杆 （5）快硬膨胀水泥锚杆；（6）锚索 2 锚杆支护的优越性 2.1 支护效果好锚杆支护在支护原理上符合现代岩石力学和围岩控制理论，属于主动支护，锚杆安装以后在围岩内部对围岩进行加固，迅速形成一个围岩――支护的整体承载结构，能够调动和利用围岩自身的稳定性，充分发挥围岩自身的承载能力，有利于保护巷道围岩的稳定，改善巷道维护状况。 2.2 劳动强度低、效率高与传统架棚式支护相比，由于锚杆支护所

采用的支护材料较少、重量较轻、巷道掘进时，极大地减少了支护材料的运输量，劳动强度也大为降低，有利于提高掘进工效。工作面回采时，也省去了支架的回撤工作，既降低了工人劳动强度，又提高了安全系数。锚杆施工操作简单，紧跟掘进面，有利于实现快速掘进工作。 2.3 经济效益明显采用锚杆支护可以减少支护材料投入，降低直接支护成本。由于锚杆支护不占用巷道工作断面，因此在支护设计上，可相应减少巷道断面，节省大量材料。还能减少巷道维修量，节约维护费用。 3 锚杆支护的结构形式 （1）单一锚杆+水泥托板； （2）锚杆+网+水泥托板； （3）锚杆+网+ w型钢板钢带 （4）锚杆+网+钢筋梁等形式。 形式的选择主要取决于巷道围岩的性质，在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类较好的围岩巷道中一般选择锚杆+网+水泥托板，随着围岩条件的变化程度及断面增大，Ⅳ、Ⅴ类围岩巷道采用锚杆+网+ w型钢板钢带、锚杆+网+钢筋梁的支护形式。 4 锚杆支护的作用 4.1 悬吊作用 锚杆支护的悬吊作用，突出的表现在直接顶较薄，老顶较坚固的情况下，锚杆将下部不稳定的岩层悬吊在上步稳固的岩层上，由锚杆承担软岩或危岩的重量，以达到井巷稳定的目的。实践证明，即使巷道上部

锚杆的基本理论计算

1、锚杆杆体所能承受的拉断载荷可用下式计算： 式中：P—锚杆拉断载荷，kN； d—锚杆直径，mm； b—锚杆钢材拉断强度，MPa。 2、锚杆杆体所能承受的剪切载荷可用下式计算： 式中：Q—锚杆剪断载荷，kN； b—锚杆钢材剪切极限强度，MPa。 从表2.1中看出，对于常用直径20mm的锚杆杆体，圆钢、高强度螺纹钢（BHRB400）、超高强度螺纹钢（BHRB600）的拉断载荷分别约为119.4kN、179.1kN、251.3kN。后两者分别是前者的1.5、2.1倍。 根据材料力学，对于塑性材料，剪切强度一般是拉伸强度的0.6-0.8倍，取平均值0.7倍。得各种锚杆钢筋的剪切极限强度如表2.2。 从表2.2中看出，对于常用直径20mm的锚杆杆体，圆钢、高强度螺纹钢（BHRB400）、超高强度螺纹钢（BHRB600）的剪断载荷分别约为83.6kN、125.3kN、175.9kN。 3、钢带的作用： 钢带的作用主要表现在以下三方面：(1) 锚杆预应力和工作阻力扩散作用：(2) 支护巷道表面和改善围岩应力状态作用：(3) 均衡锚杆受力和提高整体支护作用：

分析钢带受力的简化模型是将两根锚杆之间的钢带段作为一简支梁，采用材料力学的相关公式计算钢带受力与变形。假设钢带受到均布载荷q 的作用，则： 式中：M max-钢带中点处最大弯矩，kN2m；q-均布载荷，kN/m；a-锚杆间距，m； f-钢带挠度，m；E-钢带弹性模量，MPa；I-钢带惯性矩，m4。 由上式可知，q、a 越大，钢带所受的弯矩越大，挠度也越大。相反，钢带的抗弯刚度（EI）越大，则钢带挠度越小。巷道支护要求钢带能够提供足够的支护力，同时钢带的挠度越小越好。 综合分析得出钢带的三个关键参数：(1)护表面积；(2)抗拉强度；(3)抗弯刚度。 4、网的作用主要表现在以下三方面： (1) 维护锚杆之间的围岩，防止破碎岩块垮落； (2) 紧贴巷道表面，提供一定的支护力（已有的研究成果表明，我国现用菱形金属网，在保证施工质量的条件下，可提供0.01MPa的支护力），一定程度上改善巷道表面岩层受力状况。同时，将锚杆之间岩层的载荷传递给锚杆，形成整体支护系统； (3) 网不仅能有效控制巷道浅部围岩的变形与破坏，而且对深部围岩也有良好的支护作用。 5、锚固剂的粘结作用 锚杆拉拔时粘接应力分布的实际情况。至于锚杆在实际工作状态下粘接应力的分布与拉拔试验时还有很大区别，影响因素更多、更复杂。包括锚固剂性能、围岩性质、钻孔直径和粗糙度、锚杆直径与粗糙度、钻孔与锚杆直径差等。关于锚杆在拉拔状态下和实际工作状态下粘接应力的分布，国内外学者作了大量研究与试验，得出在拉拔状态下，杆体锚固段剪应力分布为负指数曲线。

锚杆支护技术存在的问题与发展策略探讨

锚杆支护技术存在的问题与发展策略探讨 贾焕福 （龙煤鹤岗分公司兴山煤矿，黑龙江鹤岗154100） 摘要该文论述了锚杆支护技术在地质、设计、围岩监测等方面存在着一些问题。加强锚杆支护理论的研究，完善描杆支护施工机具，缩小W型钢带与国际先进水平的差距，以及深化树脂锚固剂发展研究。 关键词锚杆支护设计发展策略围岩监测 中图分类号TD353+．6文献标识码A 1锚杆支护技术存在的问题 1．1地质方面的问题 锚杆支护质量与巷道地质工作密切相关，煤矿地质环境复杂、基础信息匾乏。我国煤矿有围岩稳定的l、2类巷道，也有围岩不稳定和极不稳定的4、5类巷道。特别是回采巷道，不仅围岩的强度条件较差，还受到采动的强烈影响。所以，锚固结构要具有相应的变形适应性并保持足够的承载能力及对围岩变形的约束力，使围岩重新形成平衡状态，这给锚杆支护技术的应用带来了较大的困难。地应力实测技术是煤巷锚杆支护技术体系的核心技术之一，实施地应力实测是煤巷锚杆支护设计的基础。我国在一些煤矿仅进行了局部地应力的实测和研究，因测量技术、测量仪器和相关配套设备的限制，地应力实测和研究进展缓慢，并未系统进行矿区地应力实测。 通过地质勘察设计，仅给出矿区地质格局，不能完全明确给出某条巷道的具体地质状况。没有从整个矿山系统分析地质状况，不能正确反映地压的来源。若从整体考虑巷道在矿山中所处的周围围岩状况及与周围巷道之间的相互关系，就能正确地判断来压方向，切断来压源，较大程度地缓解支护困难。 1．2设计方面的问题 1．2．1锚杆支护的机理 现有锚杆支护理论存在一定的局限性，还不能满足复杂条件下特别是全煤及软岩条件下巷道围岩支护设计的要求。传统的锚杆支护理论有：悬吊理论、组合梁理论、组合拱（压缩拱）理论。它们以一定的假说为基础的，从不同角度、条件阐述锚杆支护的作用机理，并且力学模型较为简单，计算方法简单。近年来，锚杆支护理论研究有了新的发展，提出了巷道锚杆支护围岩强度强化理论及最大水平应力理论，揭示了锚杆支护的实质，扩大了锚杆支护技术的应用范围，尤其是为煤巷和软岩巷道的锚杆支护提供了理论指导。然而， *收稿日期：2011－08－03 作者简介：贾焕福（1968－），男，汉族，河北唐山人，黑龙江科技大学采矿工程本科毕业，工程师，哈尔滨理工大学在读工程硕士研究生，现从事煤矿技术工作。现有较为成熟的锚杆支护理论也难以满足指导回采巷道特别是全煤巷道锚杆支护设计的要求，需要加强多方面的研究。 1．2．2锚杆支护参数选取 锚杆支护参数的选取主要是采用经验法、工程类比法和理论计算法，而这三种方法存在着弊端，不能完全确定锚杆支护参数。地下围岩的地质状况，非常复杂，在锚杆支护设计方面，需要针对实际情况，不断修改设计。随着计算机技术的发展，数值计算已经成为工程设计不可缺少的工具。正确进行锚杆支护参数的选取已成为关键问题。 1．2．3锚杆种类 随着新型材料的不断发展，各种新材料锚杆也不断涌现。而单独进行锚杆生产与研发的单位却较少，在材料、工艺上没有实现规范化，浪费材料，也影响了锚杆的支护效果。在锚杆安装上，机械化程度相当低，多数煤矿还是采用手持钻机安装锚杆或人工安装。 煤矿地质条件复杂，特别在软岩、厚层复合顶板、高应力地层区域中，煤巷锚杆支护经常出现断锚断索现象。顶板岩层的层间错动会使锚杆、锚索发生剪切破坏。金属锚杆结构不合理，在偏心载荷超过锚尾材料的强度极限时，锚尾发生破坏。地层和地下水中的侵蚀介质腐蚀锚杆杆体，在高拉应力作用下杆体可能发生脆性破坏，可能引起钢丝或钢绞线的断裂，造成锚杆支护系统失效 1．3围岩监测方面的问题 顶板离层指示仪测定锚杆锚固的离层状况，对顶板出现冒落危险进行报警，以杜绝顶板事故。对顶板离层监测普遍使用的是离层指示仪，这是一种机械式测量方法。此法尽管比较直观，但要经常到测点附近读取数据，测量数据的真实性受一定的人为因素影响。离层值是表征锚杆支护巷道顶板稳定性的重要指标。确定锚杆支护巷道顶板离层界限值，采用数值计算程序模拟及经验公式计算得出，但公式中的系数需在具体矿区环境下不断检验和修正。在实际运用中，还需要与锚杆受力大小、巷道表面位移、巷道外观形态变化等进行考虑。目前应用的是锚杆拉拔计、扭矩扳手等常规的侧定锚杆锚固力技术，对锚杆的工作状况存在负面作用。 44 12012年第2期

锚杆支护的发展现状

锚杆支护技术的应用现状及发展趋势 摘要 基于国内外大量而广泛的锚杆支护技术的应用与研究，锚杆支护的优越性越来越得到认可，本文阐述了锚杆支护技术及其分类，总结了锚杆支护技术的作用原理，并对国内外锚杆支护的现状做了初步分析。运用支护设计中常用理论及方法，对锚杆支护的优缺点进行了分析和评价，高效机械化掘进与支护技术是保证矿井实现高产高效的必要条件，也是巷道掘进技术的发展方向。同时对实际支护工程中的某些不足进行了具体讨论，并对未来的发展趋势进行了初步分析。 关键词：锚杆支护；支护原理；应用现状；发展趋势

摘要 ··································································································· I 一、概述 (1) 二、锚杆支护技术的概念及其分类 (1) （一）锚杆支护技术 (1) （二）锚杆的分类 (2) （三）锚杆支护适用条件及优缺点 (6) （四）锚杆支护的设计与施工 (6) 三、锚杆的支护原理 (7) （一）目前，已经被广为接受的锚杆支护理论主要有如下几种： (7) （二）近年来，又提出了新的支护理论，主要有以下几种: (9) 四、国内外锚杆支护技术的应用现状 (10) （一）国外锚杆支护技术的现状 (10) （二）国内锚杆支护的现状 (12) （三）国内外锚杆支护技术的对比 (12) 五、锚杆支护技术发展趋势 (13) （一）锚杆支护技术的改进 (13) （二）锚杆支护技术的发展趋势 (15) 参考文献 (16)

一、概述 锚杆支护作为岩土工程加固的一种重要形式，由于其具有安全、高效、低成本等优点，在国际岩土工程领域得到了越来越多的应用。1872年，英国北威尔士的煤矿加固工程中首次采用钢筋加固页岩之后，1905年美国矿山中也出现了类似的加固工程。到了20世纪40年代，锚杆支护在地下工程中的应用在国外得到了迅猛发展。 目前，在澳大利亚和美国等国的地下工程支护中，锚杆支护已经占到了接近100％。我国于20世纪50年代开始试用锚杆支护技术，至70年代前期还处于探索阶段，直到1978年才开始重点推广，80年代开始向英国学习锚杆支护技术后推广到煤巷支护，90年代又向澳大利亚学习引进成套先进的锚杆支护技术，目前已得到较广泛的推广和应用。在一些矿区的锚杆支护巷道比例达到90%以上，有些矿井甚至达到了100%，取得了较好的技术与经济效益。国内现有楔缝、涨壳、倒楔锚杆、钢丝绳或钢筋砂浆锚杆、木锚杆、竹锚杆、内涨锚杆、管缝锚杆、树脂锚杆、水泥锚杆、爆扩锚杆、预应力注浆大锚索等十几个系列。 由于各种锚杆的构造不同，锚杆作用机理差异甚大，国内外大量工程实践证明，各种不同种类锚杆，在不同的地质条件下，有不同的“支护”效果。国内外锚杆支护成功的经验表明，合理的锚杆支护设计及详细的监测分析，不仅可保证回采巷道的安全可靠，而且可取得显著的技术经济效益和社会效益。 二、锚杆支护技术的概念及其分类 （一）锚杆支护技术 锚杆支护技术就是在土层或岩层中钻孔，埋入锚杆后灌注水泥(或水泥砂浆、锚固剂)，依靠锚固体与岩层之间的摩擦力、拉杆与锚固体的握裹力以及拉杆强度共同作用，来承受作用于支护结构上的荷载。通过锚杆的轴向作用力，将杆体周围围岩中一定范围岩体的应力状态由单向(或双向)受压转变为三向受压，从而提高其环向抗压强度，使压缩带既可承受其自身重量，又可承受一定的外部载荷，使其有效地控制围岩变形。 锚杆支护是在边坡、岩土深基坑等地表工程及隧道、采场等地下施工中均广

锚杆支护技术存在的关键问题及解决方案

锚杆支护技术存在的关键问题及解决方案 锚固技术，国内习惯统称为锚杆支护技术，国外一般称锚固技术或锚杆加固技术。自187 2年英国北威尔士露天页岩矿首次应用锚杆加固边坡及1912年德国谢列兹矿最先在井下巷道采用锚固技术以来，锚固技术至今已有100多年的发展历史。锚固技术是一种技术经济优越的技术手段，目前不仅广泛应用于世界主要产煤国家，而且也推广应用于冶金、水利水电、铁路公路、军工及建筑等工程之中，伴随着“21世纪－地下工程的世纪”的来临，可以预见，该技术必将得到更广泛深入的研究和推广应用。 尽管国内锚固技术与理论研究在近10余年取得了丰硕的研究成果，但还远不适应我国锚固技术推广与发展的需要，因此有必要在全面总结国内外锚固技术与理论发展现状的基础上，提出新的研究思路去研究和解决锚固技术推广与发展中的问题。 1国外锚固技术与理论研究的发展现状 就目前而言，国外锚固技术以澳大利亚、美国发展最为迅速，两国锚杆支护比重已接近100 ％，其锚固技术水平居于世界前列。到20世纪80年代以后，一些曾以U型钢或工字钢支架为煤巷主要支护形式的国家（如英国、法国、德国、前苏联、波兰、日本等），也大力发展并应用了锚固技术。 1 1关于锚杆加固围岩的作用机理 美国因其巷道埋深较浅、岩层强度高且地应力比较低，因此倾向于悬吊理论和组合梁（加固岩梁）理论，而英国、澳大利亚巷道以受水平应力影响为主，尤其是澳大利亚相对英国其巷道围岩变形量及最大水平应力更剧烈，一般而言，英国、澳大利亚锚杆支护的设计理论倾向于加固拱（挤压支承拱）理论。 1 2关于锚杆加固设计方法 美国目前有两种基本设计方法：一为经验法，即是建立在以往解决岩层控制的经验基础上的设计方法。该方法的主要缺点是强调了顶板控制问题的本身，而缺乏对引起顶板不稳定的内在原因的注意，即由于顶板条件的不同，经验法并不全都有效。二为理论法，亦称客观法，即是建立在解决顶板支护问题的顶板和岩石力学理论基础上的设计方法。该方法一般是通过公式或者估算确定有关参数，有代表性的是兰和比肖夫RRU准则和帕内克设计诺模图。实践中常采用将上述两种方法相结合的设计方法。 澳、英两国在原采用理论法和经验性或试探法的基础上，认为锚杆加固设计必须保证巷道始终处于可靠的状态，而可靠的设计方法必须以对开挖引起的岩层变形、锚杆受力及加固效果的精确测量为基础。在此基础上认为应采用以下两种手段相结合的设计方法：一进行巷道监测，确定围岩矿压显现及掘进和回采期间锚杆加固特性；二利用计算机模拟技术，模拟可能遇到的应力场范围内岩层矿压显现与锚杆加固的特性，以及评价新选择的各种锚杆加固。澳大利亚把该设计方法的实施具体分为4个步骤：（1）地质力学评估，包括对巷道围岩（顶底板及煤层）力学性质测定、地应力（3个主应力的大小和方向）测试和现场调查；（2）初始设计（即利用计算机数值模拟方法在巷道开掘以前进行）；（3）现场监测（即利用测力锚杆及位移计等对锚杆受力及围岩位移进行适时观测）；（4）信息反馈和修改、完善设计（根据现场监测的数据与曲线与初始设计进行对比，若相同则证明初始设计正确，否则应修正初始设计，调整锚固结构和参数，完成最终设计）。这个设计方法已被证明是成功的。据报导，英国专门制定了技术规范明确要求必须通过实测进行锚固设计 ［2 ］ 。 1 3关于岩体锚固参数 岩体锚固参数一般包括锚固类型（全锚或端锚）、锚杆结构、材质选择及形式、锚杆长度、锚杆直径、锚杆间排距、粘结剂类型及相关参数、托盘与螺母等等。岩体锚固参数的选择与确定是岩体锚固成败的关键，国外对此十分重视。目前就锚杆材质而言，国外虽然

锚杆支护及其分类参考文本

锚杆支护及其分类参考文 本 In The Actual Work Production Management, In Order To Ensure The Smooth Progress Of The Process, And Consider The Relationship Between Each Link, The Specific Requirements Of Each Link To Achieve Risk Control And Planning 某某管理中心 XX年XX月

锚杆支护及其分类参考文本 使用指引：此安全管理资料应用在实际工作生产管理中为了保障过程顺利推进，同时考虑各个环节之间的关系，每个环节实现的具体要求而进行的风险控制与规划，并将危害降低到最小，文档经过下载可进行自定义修改，请根据实际需求进行调整与使用。 锚杆支护实质上是把锚杆安装在巷道的围岩中，使层 状的、软质的岩体以不同的形态得到加固，形成完整的支 护结构，提供一定的支护抗力，共同阻抗其外部围岩的位 移和变形。 (1)木锚杆。我国使用的木锚杆有两种，即普通木锚杆 和压缩木锚杆。 (2)钢筋或钢丝绳砂浆锚杆。以水泥砂桨作为锚杆与围 岩的粘结剂。 (3)倒楔式金属锚杆。这种锚杆曾经是使用最为广泛的 锚杆形式之一。由于它加工简单，安装方便，具有一定的 锚固力，因此这种锚杆在一定范围内至今还在使用。 (4)管缝式锚杆。是一种全长摩擦锚固式锚杆。这种锚

杆具有安装简单、锚固可靠、初锚力大、长时锚固力随围岩移动而增长等特点。 (5)树脂锚杆。用树脂作为锚杆的粘结剂，成本较高。 (6)快硬膨胀水泥锚杆。采用普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥加入外加剂而成，具有速凝、早强、减水、膨胀等特点。 (7)双快水泥锚杆。是由成品早强水泥和双快水泥按一定比例混合而成的。具有快硬快凝、早强的特点。 请在此位置输入品牌名/标语/slogan Please Enter The Brand Name / Slogan / Slogan In This Position, Such As Foonsion

锚杆支护理论

第四讲锚杆支护理论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4-2a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；

锚杆支护

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