浅论锚杆支护的作用机理和适用条件

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锚杆支护原理

锚杆支护原理

锚杆支护原理锚杆支护是一种常见的地下工程支护方法,主要用于土体或者岩体的加固和稳定。

它通过锚杆的预应力作用,将锚杆与岩土体密切连接,形成一个整体结构,从而增强了地下工程的稳定性和承载能力。

本文将详细介绍锚杆支护的原理及其应用。

一、锚杆支护的原理锚杆支护的原理基于以下几个方面:1. 磨擦力原理:锚杆通过预应力的作用,使其与岩土体之间产生磨擦力,从而阻挠岩土体的位移和变形。

磨擦力的大小取决于锚杆的预应力大小和锚杆与岩土体之间的磨擦系数。

2. 拉力分担原理:锚杆支护系统中的多个锚杆通过预应力的作用,共同分担地下工程的荷载,减小了单个锚杆的受力,提高了整体的承载能力。

这种拉力分担原理可以有效减小锚杆的应力集中,提高了锚杆的使用寿命。

3. 锚固效应原理:锚杆通过预应力的作用,使其与岩土体之间形成一个锚固体系,增加了地下工程的整体稳定性。

锚固体系可以有效地反抗岩土体的位移和变形,保证地下工程的安全运行。

二、锚杆支护的应用锚杆支护广泛应用于各类地下工程,如隧道、地下室、矿井、坑道等。

其主要应用领域包括:1. 隧道工程:锚杆支护在隧道工程中起到了重要的作用。

通过预应力锚杆的施工,可以有效地增加隧道围岩的稳定性,减小地表沉降和隧道变形的风险。

2. 地下室工程:在地下室的施工过程中,锚杆支护可以提供稳定的支撑力,防止地下室的坍塌和变形。

同时,锚杆支护还可以减小地下室施工对周围环境的影响。

3. 矿井工程:在矿井的开采过程中,锚杆支护可以有效地增加矿井的稳定性,保证矿井的安全运行。

锚杆支护还可以减小矿井的变形和沉降,提高矿井的采矿效率。

4. 坑道工程:锚杆支护在坑道工程中起到了重要的作用。

通过预应力锚杆的施工,可以有效地增加坑道的稳定性,减小地表沉降和坑道变形的风险。

三、锚杆支护的施工步骤锚杆支护的施工步骤普通包括以下几个环节:1. 预处理:在施工前,需要对地下工程的岩土体进行勘探和分析,确定锚杆的布置位置和长度。

同时,还需要对锚杆的材料和设备进行检查和准备。

锚杆支护原理(参考内容)

锚杆支护原理(参考内容)

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sin αcos αp бbpбpбαbб顶板线节理面锚杆的楔固作用bб-sin αcos α)б p (бbpбpбαα2sin b α+б2cos p б顶板线节理面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。

锚杆的挤压加固拱L4321a5、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。

煤矿锚杆支护的作用机理及关键技术浅探

煤矿锚杆支护的作用机理及关键技术浅探

247在煤矿生产活动之中,支护施工是一项非常关键的问题,其施工质量会直接影响到煤矿的生产安全以及生产效率,甚至会对煤矿企业的发展造成直接的影响,也正因如此,煤矿支护施工一直是社会各界较为关注的问题,但想要确保煤矿支护施工的质量,还需要相关工作人员对支护施工的作用机理以及关键技术进行全面的了解,并严格按照相关规范进行操作,如此才能将支护工程的作用充分的发挥出来。

所以,针对相关内容进行深入的研究具有非常重要的显示意义。

1 煤矿锚杆支护的作用机理(1)悬吊作用。

在煤矿锚杆支护工程中,锚杆支护悬吊作用的发挥对于煤矿安全生产具有非常重要的意义,通过锚杆支护不仅可以托住存在脱落风险的岩石,还能将其与结实的岩石固定在一起,并由结实的岩石承受其重力释放,使其重力负担得到消减,进而达到预防岩石脱落,提升煤矿生产安全的目的。

(2)组合梁作用。

锚杆支护还具有组合梁的作用,其可以为煤矿施工提供有效的固定与支撑,而组合梁主要是借助层次不同的梁,构建一种固定结构,可以对较大的压力进行承受,尤其是外部负荷力相对较大的情况下,各层梁板受到压力影响,会出现一定的弯曲,如果是单层梁,非常容易产生断裂问题,而借助锚杆对各层次的梁进行组合,则可以将其组成一个坚固的整体,提升其负荷能力,使压力能够被各层共同承担,确保了煤矿的承压能力。

(3)约束作用。

在煤矿井下,如果围岩存在软弱结构的情况,如弱面、裂隙等,会使围岩强度受到严重的影响,而利用锚杆的约束作用则可以避免围岩体随着弱面结构进行滑动,使围岩的整体性以及安全性得到了相应的保证。

特别是将锚杆和金属锚网以及钢制托盘共同使用时,对于松软破碎的围岩将会产生更强的约束作用。

除此之外,金属锚杆还具备吸能作用,可以将围岩当中储存的弹性应变能削弱,避免围岩出现冲击破坏的情况[1]。

(4)改善围岩应力状态。

在对煤矿进行井下施工时,其井下围岩原有的应力状态将会发生一定的改变,甚至会有剪应力以及拉应力交替出现的情况,这会对巷道围岩结构造成不同程度的破坏。

锚杆支护的作用机理和适用条件经验总结

锚杆支护的作用机理和适用条件经验总结

锚杆支护的作用机理和适用条件经验总结要】众所周知,由于杆支护方式具有其独特的优越性,矿井支护中经常用到杆支护方式。

本文简要地介绍了杆支护的优越性、杆支护的作用机理,以及杆的类型、结构和适用条件。

关键词】杆;支护1 引言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岩的外部对岩石进行支撑,它只是被动地承受岩产生的压力和防止破碎的岩石落。

而杆支护则是通过入岩内部的杆,改变岩本身的力学状态,在巷道周形成一个整体而又稳定的岩石带,利用杆与岩共同作用,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,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。

但是杆不能封闭岩,以防止岩风化;不能防止各杆之间裂隙岩石的剥落,因此,在岩不稳定情况下,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喷支护或喷网联合支护。

随着高产高效矿井建设的加快、采准巷道大量应用杆支护技术、施工速度大大提高。

2 杆支护的作用原理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岩,如果及时用杆加固,就能提高岩体结构弱面的抗剪强度,在岩周边一定厚度的范内形成一个不仅能维持自身稳定、而且能阻止其上部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杆后,在弹性体内便形成以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杆施加预张应力。

由于杆预应力的作用,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杆将软弱岩层或岩吊挂于上部坚固稳定的岩层上,由杆来承担其重量。

锚杆基坑支护作用原理、优缺点分析

锚杆基坑支护作用原理、优缺点分析

锚杆基坑支护作用原理、优缺点分析第三种锚杆支护作为第一种支护方式,与传统的支护方式有着根本的区别,传统的支护方式常常是被动荷载承受坍塌岩体土体产生的地,而锚杆跃移可以主动地加固岩土体,有效地控制其变形,防止坍塌的发生。

锚杆是将受拉杆件的一端(锚固段)固定在稳定地层中,另一端与工程构筑物相联结,主要用于承受由于土压力、水压力加诸等施加于构筑物的推力,从而利用地层的锚固更稳定力以维持房建或岩土体的稳定。

锚杆外露于地面的一端用锚头固定。

一种情况上以是锚头直接附着结构上并兼顾结构的稳定;另一种情况通过梁板、格构或其他部件施加锚头将的应力传递于更为宽广的岩土体表面。

对于锚固积极作用原理的认识,可归纳为两种不同的理论。

一种是建立在结构工程概念上,其基本特征是“荷载―结构”模式。

把岩土体中可能破坏坍塌部分的重量作为荷载由锚喷支护承担。

其中锚杆支护的悬吊理论最具有典型,该理论要求紧固长度套管穿越塌落高度,把坍塌的岩石悬吊起来。

这一类型理论是80年代以前转型形成的,是沿着结构中工程的概念,采用结构力学的方法来论述的。

土质锚杆结构设计设计主要还是应用这类理论。

对于岩层锚杆则是建立在基岩岩体工程概念之上,充分发挥围岩的自稳能力,防围岩破坏于未然。

支护与适时、合理的施工步骤相结合,主要作用岩体在于控制岩体变形和位移,改善火山岩应力状态,提高岩体强度,使岩体与支护通力合作达到新的平衡稳定。

这一类型的理论,按照岩体工程范式,采用岩体力学、岩体工程地质学的方法,对岩体进行稳定性分析及锚固支护加固效果分析。

该类型理论从90年代初逐步发展完善,更能发挥岩块自身强度高、自稳能力好的优点。

岩土锚固通过埋设在地层中的锚杆,将结构物与地层紧紧地联系在一起,依赖锚杆与周围地层的抗剪强度传递结构物的拉力或使地层自身得到加固,以保持结构物和岩土体稳定。

与其它支护形式较之,锚杆支护具有以下特点:1、提供开阔的施工空间,极大地方便土方开挖和主体结构施工。

浅析矿井巷道锚杆支护技术的运用

浅析矿井巷道锚杆支护技术的运用

浅析矿井巷道锚杆支护技术的运用矿井巷道锚杆支护技术是指利用锚杆、锚索等材料将巷道壁面与锚杆连接在一起,以增加巷道的稳定性和承载能力的一种支护措施。

随着矿井开采深度的增加,巷道岩体变形与破坏的风险也相应增加,因此锚杆支护技术的应用显得尤为重要。

下面就矿井巷道锚杆支护技术的运用进行浅析。

首先,矿井巷道锚杆支护技术能够有效地加强巷道的稳定性。

由于锚杆与巷道壁面的连接,形成了一个有机的整体结构。

锚杆的加入可以增加巷道壁面的抗拉强度,阻碍巷道岩体的变形和破坏。

此外,锚杆的设置还可以通过分散和传递巷道岩体的应力,进一步提高巷道的稳定性。

其次,矿井巷道锚杆支护技术可以提高巷道的承载能力。

巷道通常承受着来自上覆岩层的巨大压力,容易出现压力变形和破坏。

锚杆的加入可以增加巷道壁面的支撑强度,分散和传递巷道的荷载,从而提高巷道的承载能力。

同时,锚杆还可以充当一种悬挂索,将巷道壁面的压力分散到锚杆上,减小了巷道壁面的受力面积,从而减小了巷道壁面的压力。

再次,矿井巷道锚杆支护技术具有较好的适应性。

巷道的变形和破坏通常是由于不同程度的岩体变形引起的,而锚杆可以根据巷道岩体的变形状态进行相应调整和强化。

针对不同的巷道形状、巷道岩体的力学性质和运营条件等进行设计和选择,以获得最佳的支护效果。

同时,锚杆还可以与其他支护材料结合使用,如锚索、喷浆、钢丝网等,形成多层次、多种方式的支护体系。

最后,矿井巷道锚杆支护技术的运用也需要注意一些问题。

首先是锚杆的合理布置和间距选择,根据巷道的尺寸、地质条件和设计要求进行合理布置,避免锚杆集中在一些区域,导致不均匀的力学作用。

其次是锚杆的质量控制,包括材料的选择和性能测试、安装质量的监控等,要确保锚杆的质量符合要求。

最后是锚杆的检测和维护,定期对锚杆进行检测,及时发现和处理存在问题的锚杆,对锚杆进行维护和加固。

综上所述,矿井巷道锚杆支护技术的运用能够加强巷道的稳定性和承载能力。

然而,锚杆支护技术的应用还需要进一步的研究和改进,特别是在巷道变形和破坏的机理、锚杆参数的优化和巷道支护系统的完善等方面,以提高巷道的安全性和可靠性。

浅议锚杆支护的作用

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。

锚杆支护原理

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 (бbp4、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。

二、锚杆支护作用机理分析巷道开掘以后,由于受掘进工作面迎头及两帮的支撑,顶板下沉和变形很小。

此时安装锚杆,其主要作用是控制顶板浅部岩层的离层、滑动。

锚杆支护的作用原理

锚杆支护的作用原理

锚杆支护的作用原理
锚杆支护是一种常见的地下工程支护方式,其作用原理主要包括锚杆的锚固作
用和支护结构的整体稳定性。

锚杆支护通过在地下工程中设置锚杆,利用锚杆与岩体之间的相互作用,来提高地下工程的整体稳定性和承载能力。

首先,锚杆支护的作用原理之一是锚固作用。

锚杆通过在地下工程中设置,将
锚杆的一端固定在岩体内部,另一端连接到支护结构上。

当地下工程受到地下水、岩土压力等外部力的作用时,锚杆能够通过其固定端与岩体之间的摩擦力和抗拔力来抵抗外部力的作用,从而保证地下工程的整体稳定性。

其次,锚杆支护的作用原理还包括支护结构的整体稳定性。

锚杆与支护结构相
结合,能够形成一个整体稳定的支护系统。

在地下工程中,当地下岩土受到地下水、地震等外部力的作用时,锚杆支护系统能够通过锚杆与岩体的相互作用,将外部力传递到岩体深部,从而保证支护结构的整体稳定性,防止地下工程发生坍塌和变形。

除此之外,锚杆支护还具有灵活性和适应性强的特点。

锚杆可以根据地下岩土
的不同特性和地下工程的实际情况进行合理的设置和布置,能够适应不同的地下工程要求,保证地下工程的安全施工和运行。

总的来说,锚杆支护的作用原理主要包括锚固作用和支护结构的整体稳定性。

通过锚杆与岩体的相互作用,锚杆支护能够保证地下工程的整体稳定性和承载能力,具有灵活性和适应性强的特点,是一种常见且有效的地下工程支护方式。

锚杆支护的作用原理

锚杆支护的作用原理

锚杆支护的作用原理锚杆支护的好处在于它能够减少基坑的塌陷,防止堆积物受到挤压,从而保护地基地面不受破坏。

锚杆支护是一种技术,它将网状带状材料、钢筋预应力技术和其他相关技术结合在一起,可以有效地稳定和拉伸土层,阻止土层塌陷、剪切和滑动。

首先,锚杆支护是通过将钢丝绳、钢杆或其他纤维材料固定在地面上来产生稳定土层的作用原理,这就是所谓的“支护”。

在安装时,锚杆必须穿过土层,以便深入到地底厚度的一定深度,以确保它能够得到足够的支护力。

在安装之后,锚杆将被紧紧地固定在地面上,从而产生拉伸力,限制土层的塌陷、剪切和滑动。

其次,锚杆支护可以通过钢筋预应力技术来产生更大的支护力。

钢筋预应力技术首先通过锚杆支护技术将金属材料固定在地面上,然后将钢筋固定在锚杆上,并为其射击电,使其处于预设的压力状态,从而产生比锚杆支护技术更高的拉力。

经过这种预应力处理,锚杆除了可以稳定土层和拉伸土层外,还能够产生预应力,使土层得到更有效的稳定和拉伸。

最后,在安装锚杆支护之前,还需要进行岩土力学分析,确定有效锚杆深度和数量。

通常情况下,锚杆深度一般在2~4m,锚杆数量一般在10~20个左右。

岩土力学分析是根据地质条件和岩土特性,采用有限元和有限差分法,分析土体的抗滑力、抗剪力、抗压力和变形参数,并根据分析结果设计合理的墙、柱、桩等结构。

总之,锚杆支护主要是通过将网状带材料和钢筋预应力技术结合在一起,以稳定土层和拉伸土层,来保护基坑不受塌陷或受到其他形式的损害。

它可以有效地阻止土层内部的滑动、剪切和塌陷,从而保护建筑物和地面不受损害。

然而,在实际应用中,锚杆支护仍然不够可靠,需要在安装和使用上做出很多的努力,以确保其质量和安全性。

简述锚杆支护的作用原理

简述锚杆支护的作用原理

简述锚杆支护的作用原理
锚杆支护是一种地下工程中常用的支护形式,其作用原理是通过锚杆的预应力作用,将地下岩体与地下工程结构物(如隧道、坑道等)连接在一起,从而增强岩体的稳定性和承载能力。

锚杆支护的具体作用原理包括以下几个方面:
1. 预应力作用:锚杆通过预应力作用将地下岩体与工程结构物连接在一起,通过锚固作用牢固地锚住岩体,形成一个整体,从而增加岩体的稳定性。

2. 分散荷载:锚杆支护将地下工程结构物的荷载分散到周围的岩体中,减少了岩体的局部应力集中,从而降低了岩体的破坏风险。

3. 耐久性:锚杆支护采用耐久性良好的材料,如钢筋、钢绞线等,能够长期保持其预应力效果,从而保证了支护的稳定性和可靠性。

4. 消除位移:锚杆通过预应力作用可以抵消地下岩体的位移力,从而减少地下工程结构物的位移和变形,保证了工程的安全和稳定。

综上所述,锚杆支护的作用原理是通过预应力作用将地下岩体与工程结构物连接在一起,从而增加岩体的稳定性、分散荷载、提高耐久性和消除位移,保证了地下工程的安全和可靠性。

锚杆支护作用机理分析及其设计方法的适用性

锚杆支护作用机理分析及其设计方法的适用性
6 — 锚 固 层 厚 度 ,I;L —— 锚 杆 长 度 ,m;口 — n 锚 杆 的间 排 距 ,m; —— 锚 杆 对 破 裂 岩 体 的 控 制 角 , 一 般
取 4 。 6。
组合拱理论认为 ,在单 根锚杆 作用 下可形 成一 个锥 形 压密区 ,群体锚杆布置 间距适 当,锚 杆群 在 围岩 中形成 的 双锥 体压 缩区相互 交叠 ,则形成连 续 的相 互重 合 的层 状 锚
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矿 业 工 程
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第 4 卷
第 6 期
Mi n ni g Eng n e i g ie rn
20 年 1 06 2月
锚 杆 支 护 作 用 机 理 分析 及 其设 计 方 法 的适 用 性
卞跃 威 刘 全 林 ( 徽 理工 大学 ,安 徽 淮 南 2 2 0 ) 安 3 0 1
中 图 分 类 号 :T 5 . D 33 6 文 献 标 识 码 :A 文章 编 号 :1 7 — 8 5 (O 6 6 0 3 一o 1 5 0 2 O )0 0 4 3 6
0 引 言
巷 道 开挖 ,破 坏 了 原 岩 应 力 平 衡 状 态 ,随 着 时 间 和 空
间 变 化 ,应力 和应 变 处 于 不 断 调 整 状 态 。 在 围 岩 内部 会 形
固 体 ,当 巷 道 为 直 线 时 该 锚 固 体 为 墙 ;拱 形 断 面 则 称 为 “ 合拱” 组 ,如 图 1 示 。 所
成 压 密 区 、膨 胀 区 、 松 弛 区 等 l 。压 密 区 实 际 上 是 围 岩 在 受 力 状 态 变 化 过 程 中 形 成 的 承 载 圈 ,它 支 撑 着 绝 大 部 分 地 压 ,它 在 围 岩 稳定 过 程 中起 关 键 作 用 。所 以 提 高 围 岩 的 稳 定 性 ,应 通过 提 高 承 载 圈 的 承 载 能 力 来 体 现 , 即 提 高 围 岩 的 自承 载 能 力 的 支 护 方 法 。 锚 喷 网 支 护 的 作 用 机 理 可 从 这 个 目标 的 实 现 来 分 析 : 由于 锚 杆 的 插 入 提 高 了 围 岩 的 强 度 和整 体 性 , 增 强 了 围 岩 的 稳 定 性 ,锚 杆 预 应 力 的存 在 使 围 岩 在 未 发 生 大 变 形 的 情 况 下 就 受 到 反 向 压 力 的 作 用 ,有 利 于 围 岩 自身 强 度 的 提 高 【 ;喷 层 和 钢 筋 网 的 作 用 在 于 它 具 有 能 及 时 封 闭 围 岩 防 z _ 止 风 化 与 潮 解 、支 撑 和 填 平 补 强 围 岩 、分 配 外 力 等 作 用 。 喷层 中钢 筋 网 的 存 在 增 强 了 喷 层 的 柔 韧 性 ,提 高 了 喷 层 的 抗 弯 与 抗 变 形 能 力 ,使 喷 层 应 力 分 配 均 匀 ,整 体 性 能 得 到 改善 。

锚杆锚索的支护原理

锚杆锚索的支护原理

煤巷锚杆支护原理及工程应用锚杆支护作用原理是锚杆支护技术的基础。

自从锚杆支护技术问世以来,人们一直把锚杆支护作用机理作为一个重要问题,进行了广泛、深入的研究,已提出多达%! 几种锚杆支护理论。

这些支护理论在生产实践中起到了积极作用,但都不同程度地存在着局限性。

本文基于多年煤巷锚杆支护的应用实践,对锚杆支护作用原理进行了探讨,以期为锚杆支护的发展有所裨益。

一、锚杆支护作用机理关于锚杆的支护作用提法很多,普遍的共识是通过锚杆的加固作用提高锚固岩层的强度,从而提高岩层的自身承载能力,相当于锚杆起到了支护作用。

这种认识实际上表明了人们对单体锚杆在锚固岩层中所起作用的一种认识,也表明了单体锚杆的作用与锚固支护体支作用的一种关系,即锚杆的作用相当于提高支护体的强度。

提高支护体的强度是提高支护体承载能力的一种有效途径,但是,还有一种更为有效的途径是改变支护体结构。

比如,使用相同的金属材料,拱形支架比梯形支架的承载能力高很多;可缩性支架就比刚性支架适应更的围岩条件。

在对锚岩支护体特性和顶板岩层的锚固特性进行分析表明,锚杆的作用不仅是改变锚固岩体的力学性质,由于煤巷围岩条件与支护要求的特殊性,锚杆还有改变锚固岩体支护结构的作用。

在软弱顶板条件下,锚杆的这种作用就是成拱作用,而且比锚杆的增强作用对锚岩支护体承载能力的影响更大。

就锚杆的作用功能而言,由于锚杆具有将松动岩石约束在稳定岩层上的功能,所以它具有悬吊作用;锚杆还具有约束与抗剪作用,一方面可以控制岩层变形、离层的发展,另一方面可以使岩体处于三向应力状态,从而提高岩体的抗剪破坏强度和承载能力,因此,锚杆又具有加固作用和增强作用。

实际上,锚杆在围岩支护中的作用不是单一的而是组合作用。

由于锚杆的使用方法和使用条件不同,锚杆组合作用中的某一作用可能起到关键作用。

二、锚杆构件的作用分析锚杆杆体主要可以提供两方面的作用,第1是抗拉,其次是抗剪作用。

至于杆体的抗弯能力和抗压能力是非常小的,可以忽略不计。

锚杆支护作用机理及应用

锚杆支护作用机理及应用

目录目录 (2)1锚杆的支护作用机理 (3)1.1锚杆的悬吊作用 (3)1.2锚杆的组合梁作用 (4)1.3锚杆的减跨作用 (6)1.4弹塑性理论的锚杆支护作用机理 (7)1.5单体锚杆支护作用机理 (9)1.5.1端头锚固单体锚杆作用机理 (9)1.5.2全长锚固单体锚杆作用机理 (12)1.5.3单体锚杆作用机理小结 (14)2群体锚杆支护作用机理及支护参数的确定 (14)2.1小松动圈围岩状态 (14)2.2中松动圈围岩状态锚杆支护机理及支护参数确定 (16)2.3大松动圈围岩状态锚秆支护作用机理及支护参数确定 (21)2.4锚杆支护机理的几个理论问题 (24)3锚杆在地下工程中的使用 (27)3.1钢带 (27)3.1.1钢板梁 (27)3.1.2W型钢带 (28)3.1.3钢筋梁 (29)3.1.4托板 (30)3.2顶板桁架 (31)3.3点状锚固锚杆 (33)3.4沿全长锚固的锚杆 (33)3.5灌浆锚杆的长度确定 (36)1锚杆的支护作用机理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、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。

1.1锚杆的悬吊作用1952~1962年,Louis A、Pane K经过理论分析及实验室和现场测试,提出锚杆作用机理是将直接顶板悬吊到坚硬岩层上(如图1-1)。

例如,在缓倾斜岩层中锚杆的悬吊作用就是锚杆将下部不稳定的岩层(直接顶或块状结构中不稳固的岩块)悬吊在上部稳固的岩层上、阻止岩块或岩层的垮落。

锚杆所受的拉力来自被悬吊的岩层重量,并据此设计锚杆支护参数。

图1-1 锚杆的悬吊作用(a)悬吊软弱层状顶板;(b)悬吊危岩1-锚杆;2-不稳定岩层;3-危岩;4-稳定围岩这个理论有局限性,大量的工程实践证明,即使巷道上部没有稳固的岩层,锚杆也能发挥其作用。

锚杆支护的作用原理

锚杆支护的作用原理

锚杆支护的作用原理
锚杆支护是一种在地下工程中常用的支护方法,其作用原理可以概括为以下几点:
1. 载荷传递:锚杆通过与地层接触,将地层的荷载传递到锚杆身上,从而减轻了地层对工程结构的荷载作用。

2. 刚性支撑:锚杆本身具有一定的刚性,能够提供稳定的、持久的支撑力,有效地减轻地层的变形和位移。

3. 阻止破坏扩展:在地层中存在一些裂隙或弱层,锚杆的作用可以阻止这些破坏的进一步扩展。

4. 加固地层:通过适当的锚杆布置和固结材料的注入,可以增强地层的强度和稳定性,提高工程结构的安全性。

总的来说,锚杆支护通过牢固地固定在地层中,将地层的荷载传递到锚杆上,并提供刚性支撑,以减轻地层的变形和位移,阻止破坏扩展,加固地层,从而保证地下工程的稳定和安全。

注意:以上的解释已经避免了重复使用标题相同的文字。

隧道锚杆支护机理及关键问题浅析

隧道锚杆支护机理及关键问题浅析

隧道锚杆支护机理及关键问题浅析锚杆作为新奥法隧道建设中主要的支护构件,已在隧道工程中广泛应用。

工程试验远远超过其理论研究,有许多工程实绩,但其支护效果和支护机理至今仍然还不能进行定量的解释和正确评价。

1锚杆荷载传递机理1.1理论方面谷拴成、崔希鹏研究锚杆在混凝土中荷载传递规律,得出增大锚杆的直径比锚固长度来提高锚杆荷载有更好的效果;许锡宾、刘涛、褚广辉研究锚固段前端应力集中现象,锚杆弹模与岩体剪切模量比值越小,越有利于锚固段应力均匀分布;张振宇比较了双曲函数模型、基于Mindlin解、基于抗拔作用的三种力学模型各自适应性,并给出设计要点;1.2试验方面吴曙光、张永兴、康明通过压力型和拉力型锚杆,分析其受力机制,认为压力型锚杆承载能力和变形性能均优于拉力型锚杆;张选利、王威强、王永岩研究了新型柔性注压锚杆强度条件及拉拔荷载;曾华明、李祺、岳向红研究了砂浆锚固岩石锚杆在张拉荷载下的轴向应力和剪应力分布规律;刘曙光、贾金青、郑卫锋进行了拉力型锚杆现场抗拔力试验,分析影响拉力型锚杆极限承载力主要因素:李义、高国付、赵阳升通过隧道无损监测技术,研究了围岩变形和锚杆工作荷载二者的对应关系。

2不同地质模型锚固效果分析2.1硬岩围岩强度比大、隧道周边围岩没有塑性化的情况,不需要内压效果。

同时,硬岩的岩石本身的强度是充分的,隧道的稳定通常是由裂隙等力学上不连续面所控制,因此,锚杆以保持岩块和控制岩块移动,使围岩成为一体,主要是抑制与裂隙面平行或者直角方向的相对位移,促进平衡拱的形成。

2.2软岩在围岩强度比小的软岩中,隧道周边围岩发生塑性化,需以内压效果和形成平衡拱效果为主,主要是控制隧道壁面径向位移和围岩内部相对位移。

围岩采用完全弹塑性体假定进行解析时,因内压的存在而使塑性区域和壁面位移减少。

但如要使塑性区不发生,则在开挖初期需要很大的支护能力。

因此必须与其他支护手段,如喷混凝土等配合使用。

2.3土砂围岩在埋深小的土砂围岩中,喷混凝土是有效果的,根据过去的量测结果,拱顶附近的锚杆几乎不受拉力而只发生压力的情况时有发生。

煤矿快速掘进技术中锚杆支护分析

煤矿快速掘进技术中锚杆支护分析

煤矿快速掘进技术中锚杆支护分析
随着煤矿生产技术的不断发展,煤矿快速掘进技术成为提高矿井生产效率的重要手段
之一。

在煤矿快速掘进过程中,需要对掘进工作面进行支护,以确保工作面的安全和稳定。

而锚杆支护作为常用的煤矿掘进支护方式之一,在煤矿快速掘进技术中起着至关重要的作用。

一、锚杆支护的基本概念
锚杆支护是指在矿井掘进过程中,利用一定长度的钢筋(即锚杆)将矿顶或矿壁固定
在岩体内,以增强岩体的稳定性,防止因顶板或围岩松动而引发事故。

锚杆支护是一种具
有较好的适应性和可操作性的矿井支护方式,被广泛应用于煤矿掘进工作面的支护工作
中。

二、锚杆支护的作用和优点
1.增强岩体稳定性。

锚杆支护可以有效地加固矿顶和矿壁,增强岩体的稳定性,减少
矿井事故的发生几率。

2.提高支护效果。

锚杆支护具有较强的抗拉性能和较好的适应性,可以有效地防止矿
顶或矿壁松动、垮塌,提高支护效果。

3.适应性强。

锚杆支护适用于多种岩性和地质条件下的支护工作,具有较广泛的适应性。

4.施工简便。

锚杆支护施工简单方便,操作灵活,可以适应快速掘进的要求。

5.经济实惠。

锚杆支护成本低廉,是一种经济实惠的支护方式。

在煤矿快速掘进技术中,锚杆支护是一种常用的煤矿掘进支护方式,具有较为广泛的
应用。

在煤矿快速掘进过程中,锚杆支护主要具有以下几个特点:
3.提高工作面稳定性。

在煤矿快速掘进过程中,工作面稳定性是一个关键问题,而锚
杆支护可以有效地增强工作面的稳定性,确保掘进作业的顺利进行。

锚杆支护机理及其工程应用

锚杆支护机理及其工程应用

锚杆支护机理及其工程应用锚杆支护是岩土工程领域中常用的一种地质灾害治理和工程稳定措施,它在矿山、隧道、地铁、水利等领域得到广泛应用。

锚杆支护的成功与否主要取决于其机理和设计的合理性,因此,深入了解锚杆支护机理及其工程应用,对于高质量、高效率的岩土工程建设至关重要。

锚杆支护的机理锚杆支护是一种结构加固措施,其主要包括锚具和锚杆两部分。

锚具是用于固定锚杆和被加固的结构体之间的连接部件。

锚杆本身则是由钢筋和轴套构成,钢筋的长度可根据实际需要而定。

锚杆支护降低了被加固结构物的变形,从而起到增强其稳定性的作用。

锚杆支护的关键在于锚杆的受力。

锚杆连接了结构体和岩体,在发生下沉、滑动或变形等情况时,锚杆起到了固定作用。

锚杆支护的原理是利用它所受到的张力,将岩体的承载能力转移到稳定的深处,从而提高结构体的稳定性。

此时,岩体的承载能力就由锚杆来承担。

锚杆支护的工程应用锚杆支护在岩土工程中有着广泛的应用,主要应用于以下几个领域:1. 矿山工程:在矿山建设中,为了确保安全和稳定性,常常需要采用锚杆支护技术,例如在采矿时,对岩体进行强制加固,以保证安全稳定;2. 隧道工程:在隧道开挖过程中,常常遇到地质灾害,比如岩石塌方、岩爆等,需要采取锚杆支护措施,增加岩体的承载能力和稳定性;3. 基础工程:在建筑基础工程中,锚杆支护可以用于加固基础土层,增强其承载能力,以及防止基础沉降和变形;4. 地铁工程:在地铁建设中,锚杆支护可以用于加固地铁隧道壁面,以及加强地铁车站和通道等建筑物的稳定性。

总之,锚杆支护技术在岩土工程中是十分重要的。

对于不同领域的岩土工程而言,锚杆支护的机理和应用也存在一定的差异,需要根据具体情况进行合理设计,并在工程实施过程中加强监测和维护,以保证工程的高质量和高效率。

锚杆支护的作用原理

锚杆支护的作用原理

锚杆支护的作用原理锚杆支护是一种常见的地下工程支护方式,它通过在地下岩体中设置锚杆,利用锚杆与岩体之间的摩擦力和锚杆的拉力来增强岩体的稳定性,从而达到支护的目的。

锚杆支护的作用原理主要包括以下几个方面:一、增强岩体的受力性能。

锚杆支护可以通过在岩体中设置锚杆,将锚杆与岩体牢固地连接在一起,从而增加了岩体的受力面积,提高了岩体的受力性能。

在岩体受到外部荷载作用时,锚杆可以通过受力传递作用,将荷载均匀地分布到岩体内部,减小了岩体的受力集中现象,提高了岩体的整体稳定性。

二、改善岩体的变形特性。

锚杆支护还可以通过锚杆的拉力作用,改善岩体的变形特性。

当岩体受到外部荷载作用时,锚杆可以通过拉力作用,抵抗岩体的变形和破坏,减小了岩体的变形量,提高了岩体的变形能力,从而增强了岩体的稳定性。

三、提高岩体的整体稳定性。

锚杆支护还可以通过增强岩体的整体稳定性,减小岩体的变形和破坏,提高了岩体的承载能力和抗震抗冲击能力。

在地下工程中,锚杆支护可以有效地提高岩体的整体稳定性,保障地下工程的安全施工和运营。

四、延长地下工程的使用寿命。

锚杆支护可以有效地延长地下工程的使用寿命。

通过增强岩体的稳定性和整体性能,减小了岩体的变形和破坏,提高了地下工程的承载能力和抗震抗冲击能力,从而延长了地下工程的使用寿命,降低了地下工程的运营成本,保障了地下工程的安全运营。

综上所述,锚杆支护的作用原理是多方面的,它通过增强岩体的受力性能、改善岩体的变形特性、提高岩体的整体稳定性和延长地下工程的使用寿命等方式,达到了地下工程支护的目的。

在实际工程中,我们需要根据具体的工程条件和要求,合理设计和选择锚杆支护方案,保障地下工程的安全施工和运营。

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

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。

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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
力状态,故易于破坏而丧失稳定性。

巷道周围安设锚杆后,相当于岩石又恢复了三向受力状态,从而增大了它的强度;另外,锚杆还可以增加岩层弱面的剪断阻力,使围岩不易破坏和失稳,这就是锚杆对围岩的补强作用。

5)减小跨度的作用
巷道顶板打了锚杆,相当于在该处打了点柱,减小了顶板跨度,从而增强了顶板岩石的稳定性,使岩石不易变形和破坏。

锚杆支护的上述作用,并非各自孤立存在,往往是同时并存、互为补充,只不过在不同条件下,某种支护作用占主导地位罢了。

例如在拱形巷道中用锚杆加固围岩,加固拱的作用是主要的;而在支护平层状的巷道中,组合梁作用就是为主了。

3 锚杆的类型、结构和适用条件
我国自1956年开始使用锚杆支护,有木制的、金属的、水泥的、树脂的,其类型结构繁多,本文主要介绍几种常用的锚杆类型。

1)金属倒楔式锚杆
此种锚杆由杆体、固定楔、活动倒楔、垫板和螺帽组成,杆体用Φ14~22mm 的圆钢制作,一端车有螺纹;另一端与固顶楔浇注在一起。

固定楔、倒楔、垫板用铸铁制作。

安装时,将活动倒楔的小头朝向孔底并与固定楔绑在一起,一齐送入锚杆孔的底部,然后用一专门锤击杆插入孔内,打击倒楔尾部,最后套上垫板,拧紧螺帽。

这种锚杆属端头锚固型,安装后可立即承载,结构简单,易于加工,并可回收。

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,八十年代我国矿山使用广泛。

2)钢筋或钢丝绳砂浆锚杆
(1)钢筋砂浆锚杆
施工时,先向锚杆孔内注满标号为25号以上的水泥砂浆(砂浆用325号或425号普通硅酸盐水泥和粒径小于3mm的中细石英砂,按水泥:砂=1:2~3,水灰比为0.38~0.42制成),然后插入Φ16~20mm螺纹钢筋,利用砂浆与钢筋、孔壁间的粘结力锚固岩层。

(2)钢筋或砂浆锚杆
它是利用直径10~19mm的废旧钢丝绳代替钢筋插入锚杆孔内,然后注入砂浆固结而成,为保证锚固效果,设计锚杆固力30~50KN,结构简单,加工方便,成本低,广泛用于有一定自稳时间的岩石巷道。

由于不能立即承载,在围岩破碎处不宜使用。

3)树脂锚杆
它是由树脂药包和杆体组成。

安装时,药包用锚杆体送入孔后,转动杆体将药包捣破,随之上垫板拧紧螺帽,使化学药剂混合进行化学反应,将锚头与孔壁岩石粘结在一起,使用115型树脂锚固剂,可在3~5min内凝胶,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。

树脂锚杆多为端头锚固型,不宜用于软岩,由于成本高,80年代后,有被快硬水泥锚杆、快硬膨胀水泥锚杆取代的趋势。

4)快硬水泥锚杆
快硬水泥锚杆的杆体结构与树脂锚杆相同,它是用快硬水泥卷代替了树脂药卷西安科技大学研制。

水泥卷直径37mm,长度为270mm、205mm时水泥装量
分别为421g、320g,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,1h后锚固力高达60KN左右。

由于成本低(约为树脂锚杆的1/4),材料来源广,很有前途。

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。

5)快硬膨胀水泥锚杆
它是用快硬膨胀水泥卷取代快硬水泥卷。

锚杆前端焊有Φ14或Φ6mm钢筋,杆前端焊有Φ38~40mm的阻挡垫圈,另一端车有螺纹。

安装时,把水泥卷的塑料袋、纱网内的圆纸筒去掉,把水泥卷串入杆体放在阻挡垫圈上,并在水泥卷上套加一垫圈,将水泥卷插入水中浸泡3~5s后送入锚孔中用冲压管轻轻压实后,用力冲几下,而后套上垫板,紧固螺母。

用一个水泥卷,2~5min后,锚固力可达20~40KN;用两个水泥卷,锚固力可达60~90KN。

快硬膨胀水泥锚杆系中国矿业大学研制,实验室及井下工业试验效果良好。

由于锚固剂来源丰富、锚速快、锚固力大、成本低,可大量推广应用。

6)管缝式锚杆
管缝式锚杆又称开缝式或摩擦式锚杆,由美国詹姆斯?斯特科于1972年发明。

它是采用高强度钢板卷压成带纵缝的管状杆体,外径38.1mm,用凿岩机强行压入比杆径小1.5~2.5mm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。

由于锚固力大(60kN以上),结构简单,制作容易,安装方便,质量可靠,锚固力大而迅速在全国推广。

4 结束语
正是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,以及金属倒楔式锚杆、钢筋或钢丝绳砂浆锚杆、树脂锚杆、快硬水泥锚杆、快硬膨胀水泥锚杆、管缝式锚杆等锚杆类型、结构和适用条件,只要我们掌握不同锚杆支护的机理,正确的选用锚杆的类型,加上合理的设计和正确的工艺,必定能够得到理想的支护效果。

作者简介:
刘坤标,男,1985年11月出生,毕业于淮南职业技术学院,现于淮北矿业股份公司芦岭煤矿工作,助理工程师。

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