锚杆支护设计,教材
锚杆支护设计（5篇）
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PPT课件
②采用Ф18㎜×1800mm全螺纹玻璃锚杆(开口30米 后运输顺槽与回风顺槽靠工作面侧帮部支护)
规格：直径Ф18㎜，锚杆长度为1800㎜
19
采用塑钢网编制的方格网，规格为宽1200×长 10000mm,网目30mm×30mm。
20
⑵锚固剂
➢ 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。
施工单位：
检测单位：
序号
部位
设计扭矩力：
检测结果（ N·M）
是否合格
顶：120（N·M）
帮：100（N·M） 检测日期
顶
1
m左
右
顶
2
m左
右
顶
3
m左
右
36
37
安装顶板锚索
1、顶板良好时，迎头锚索及时跟紧。 2、安装顶板锚索 打设顶板眼：采用Ф28 ㎜合金钢钻头，施工锚索眼深 度为6750㎜-6850mm。锚索直径为15.24㎜，打眼后先 用锚索插入孔内试探孔深是否符合要求，孔深不够时，须 加深至设计要求为止。 送树脂药卷：向孔内先后装入2支CK2360和2支Z2340 树脂药卷，用钢绞线慢慢将树脂药卷推入孔底。 搅拌树脂：用搅拌接头将锚杆钻机与锚索连接起来，然 后升起钻机推进钢绞线，边搅拌边推进。 直至将锚索推入孔底，停止升钻机，搅拌20〜30s后停 机，并等待2min回落钻机，卸下搅拌连接器，完成锚索 的内锚固。安装完毕，进入下一个循环。
38
五 其它
端头锚固：锚固的长度是锚杆全长的1/3。 全长锚固：锚固的长度超过锚杆全长的90%。 加长锚固：锚固的长度鉴于锚杆全长的1/390%之间。
39
端头锚固和加长锚固区别： ⑴加长锚固锚杆能提供更高的锚固力：锚固长 度越大，锚固力越高。 ⑵加长锚固时锚杆的受力状态更好：端头锚固 锚固力集中，全长锚固作用相对分散。 ⑶加长锚固时锚杆使岩石的受力更合理：端头 锚固应力集中，岩石受力集中，极易失效。 ⑷加长锚固锚杆能提供更高的抗剪能力和抗剪 刚度。 ⑸加长锚固有较高的可靠性。 ⑹加长锚固能起到“防微杜渐”的作用。
锚杆支护原理及类型
（六）最大水平主应力理论
（六）最大水平主应力理论
• 最大水平应力理论论述了巷道围岩水平应力对巷 道稳定性的影响以及锚杆支护起到的作用，
• 它是以实测地应力及岩心实验室力学试验参数为 基础形成的一套锚杆支护设计方法，
• 运用有限差分法(采用莫尔一库仑强度淮则)对试 验巷道锚杆支护参数进行设计，
• 大松动圈（>150cm）
• 围岩表现出软岩的工程特征，围岩松动圈碎胀变形量大， 初期围岩收敛变形速度快，变形持续时间长，矿压显现大， 支护难度大。支护不成功时，巷道底板出现底鼓。在这种 条件下，如果用悬吊理论设计锚杆支护参数，常因设计锚 杆过长、过粗而失去其普遍应用的价值。
• 在单根锚杆作用下每根锚杆因受拉应力而对围岩产生挤压， 在锚杆两端周围形成一个两端圆锥形的受压区，合理的锚 杆群可使单根锚杆形成的压缩区彼此联系起来，形成一个 厚度为b的均匀压缩带。对于拱形巷道，压缩带将在围岩 破裂处形成拱形；对于矩形巷道，压缩带将在围岩破裂处 形成矩形结构，统称之为组合拱作用机理。
1. 围岩松动圈巷道支护理论
• 围岩松动圈巷道支护理论是在对围岩状态进行深 入研究后提出的，
• 通过研究，发现松动圈的存在是巷道围岩的固有 特性，它的范围大小(厚度值)目前可以用声波仪 或者多点位移计等手段进行测定。
• 松动圈理论认为：巷道支护的主要对象是围岩松 动圈产生、发展过程中产生的碎胀变形力，锚杆 受拉力的来源在于松动圈的发生、发展，并根据 围岩松动圈厚度值大小的不同将其分为小、中、 大三类，松动圈的类别不同，则锚杆支护机理也 就不同。
（2）巷道锚杆支护可以提高锚固体的力学参数，包括锚固 体破坏前和破坏后的力学参数（E、C、φ），改善锚固体 的力学性能。
锚杆支护方案
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。
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。
《锚杆支护技术》课件
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
第二讲 煤矿巷道锚索支护的设计及示例精品PPT课件
22.10.2020
1
第一节 锚索支护设计
•
一、支护设计
•
为扩大锚杆支护的使用范围，充
分发挥锚杆支护的经济、快速、安全
可靠的优点，在大断面、地质构造破
坏地段、顶板软弱且较厚、高地应力、
综放巷道等困难、复杂的巷道中，为
增加锚杆支护的可靠性，可使用小孔 径预应力锚索进行加强支护。
22.10.2020
16
• 采用联合全长锚固方式。采用端锚时 优先选用树脂锚固剂；全长锚固时选 用水泥(砂)浆。
• ④托盘：托盘强度与锚索强度相 匹配。锚索托板最常用的是平托板， 由一定厚度和面积(如300 mm×300 mn×l6 mm)的普通钢板制成。另一 种是采用一段槽钢制成，应选用16号 以上槽钢，材料极限强度不低于350
22.10.2020
12
• ②锁具:锁具是为保持预应力钢绞 线的拉力并将其传递到被锚围岩上所 用的永久性锚固装置。锁具应具有可 靠的锚固性能和足够的承载能力，以 保证充分发挥预应力钢绞线的强度。 目前，小孔径预应力锚索的锁具以瓦 片式为主，可承受动、静荷载。锁具 由锚环和锚塞组成，其结构见图1—4。 这种锁具有多种规格，应按钢绞
• (1)地面准备
• 首先检查钢绞线，截去松丝、严 重锈蚀和死弯部分，按设计长度截断
钢绞线，除去铁锈和污泥，在锚固头 安装毛刺(齿)和挡圈，最后盘成圈。
22.10.2020
18
• 护，再进行锚索加强支护。对于拱型 锚喷巷道，大断面硐室及交岔点加固， 应采用点式锚索支护；当巷道围岩裂 隙比较发育或上部为复合顶时，宜采 用“锚索+钢带支护”。
• (3)锚索支护参数的确定原则
锚杆支护理论和工程实践培训课件
2）全属倒楔式锚杆
由杆体、固定楔、活动倒楔、垫板和螺帽组成， 属端头锚固型，安装后可立即承载，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。
3） 楔缝式锚杆
楔缝式锚杆结构
1-杆体 2-楔缝 3-丝扣 4-楔子 5-垫板 6-螺母
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
沿空掘巷维护状况
锚杆支护巷道维护状况
2 锚杆支护理论
（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。
有比较可靠的配套机具，采用掘锚一体化联合掘 进机或性能良好的单体锚杆钻机，满足施工要求， 并能实现快速掘进。
国内支护发展
2个阶段：以1995年引进澳大利亚锚杆支护技术为 分界点。（之前机械锚固、钢丝绳砂浆锚杆以及开发 研制的快硬水泥锚杆；之后高强度树脂锚固锚杆）
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。
（4）最大水平应力理论
（5）锚杆支护围岩强度强化理论
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。
（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。
《锚杆锚索工程》课件
日常维护与保养
定期清洁
定期清除锚杆锚索表面的灰尘和污垢，保持 其外观整洁。
涂装保护
对锚杆锚索表面进行涂装保护，防止腐蚀和 磨损。
检查紧固件
定期检查锚杆锚索的紧固件，如螺栓、螺母 等，确保其紧固完好。
定期检测
定期对锚杆锚索进行质量检测，及时发现并 处理潜在问题。
常见问题的处理方法
锈蚀问题
对锈蚀部位进行除锈处理，并进行涂装保护 。
感谢您的观看
THANKS
锚索
一种用于深部岩土加固的高强度 钢索，通过一端固定在岩土中， 另一端与结构物连接，起到传递 大拉力的作用。
锚杆锚索工程的应用领域
01
02
03
岩土工程
锚杆锚索广泛应用于岩土 工程领域，如边坡加固、 隧道支护、地下工程等。
桥梁工程
在桥梁建设中，锚杆锚索 常用于桥梁墩台基础的加 固和桥墩之间的连接。
隧道工程
智能化设计
利用计算机模拟技术，实现锚杆锚索工程的智能化设计，提 高设计效率和准确性。
智能化施工
通过引入机器人和自动化设备，实现锚杆锚索工程的智能化 施工，提高施工质量和安全性。
绿色施工在锚杆锚索工程中的发展
环保材料
优先选择环保、可再生的材料，减少 对环境的破坏和污染。
节能减排
通过优化施工工艺和设备，降低能耗 和减少排放，实现绿色施工。
《锚杆锚索工程》PPT 课件
目录 CONTENT
• 锚杆锚索工程概述 • 锚杆锚索的种类与选择 • 锚杆锚索工程的施工工艺 • 锚杆锚索工程的质量检测与维护 • 工程案例分析 • 未来发展趋势与展望
01
锚杆锚索工程概述
锚杆锚索定义
锚杆
一种用于加固岩土工程的杆件， 通过一端固定在岩土中，另一端 与结构物连接，起到传递拉力的 作用。
综采工作面回采巷道锚杆支护设计
摘 要
在 综采 工作 面 回采巷道 中 ， 道 受采动 影响较 大， 决 定 了其巷 道 支护 方法与 其他巷 道 巷 这
有 所不 同。锚杆 支护 技 术是 目前在 综采 工作 面回采巷 道使 用 的主要 支护技 术之 一。本研 究以 西曲矿 ２４ ６综 采工作 面为工程 背景 ， 用工程类 比法对该 工作 面回采 巷道 进 行初 步设 计 ； 用 悬 吊理 论 对 ８０ 运 采
收 稿 日期 ：０ １一ｌ ２ ２１ １— ９
压强 度 １２ Ｍ ａ 煤 层 （ 巷 道 切 割 ） 压 强 度 ｌ ０ Ｐ ， 被 抗 ８ ＭＰ ， 板岩层 抗压 强度 １２ＭＰ ， ａ顶 ０ ａ全煤 巷道 上方 覆盖
岩层平 均容 重 ２ Ｎ ｍ ， 道 切 割煤 层 的最 大 宽 度 ５ｋ ／ 巷
作 面上覆 ２ 及 ４ 煤 ， ３煤 因风 化 现 象严 重 而 未 开 采 。 ２４ ５综采 工作 面 、 ２４ ６综 采 工作 面 同采 ８煤 层 ， ８０ ８０ 工程 条 件 基本 相 似 。８煤 层 厚 度 稳 定 ， 厚 ３ ７ 煤 ．０～ ４ ２ 平均 ３９ 煤 层 结构 ２４ （ ．０ １３ ， ．５ｍ， ．０ｍ， ．２ ０ １ ） ．８ 煤
巷道进行锚杆支护设计 ， 首先要评估全煤巷道所受的
采 动影 响过 程和破 坏程 度 ， 准确定 位设计 目标 和巷 道 使 用要 求 。在设计 之前 ， 要深 入 的调查 分析 围岩 的采
动影 响程度 、 松动 圈 、 压 显 现规 律 、 质 条 件 、 学 矿 地 力
性 质等 因素 ， 必要 时 测试 原 岩 应 力 的方 向及 大小 ， 得 到可靠 的巷道 支 护设计 基础数 据 资料 ， 以取得 良好 的
《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。
锚杆支护设计与施工方案
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。
煤矿锚杆锚索支护参数设计
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 。
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。
锚杆支护设计
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。
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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
、基本情况22111回风顺槽巷道原设计1110m,施工沿2#煤层底板布置掘进，S100A 型综掘机落煤、装煤。
采用矿用耐压坑木，梯形断面平棚、亲口结合支护。
临时支护采用4.0m 长的10#槽钢，配合40T 型圆环大链，用连接环加螺丝锚固，截割后及时窜入迎头空顶地段。
棚梁、腿均为2.7m,巷道上净宽2.4m,下净宽3.4m, 净高2.5m，掘进毛断面8.64m2，棚距0.7m，断面顶部铺设10#铁丝金属菱形网，长边搭接100mm，每300mm联一道，每一道为三扭一扣压辩式，勾盘“六、六、六”，严密牢固，严禁空帮空顶。
地质条件为：2#煤平均煤厚6.8m,煤层结构简单，夹矸层数1—3层，稳定可采，夹石多为灰黑色页岩及泥岩，位于中上部，下部煤质好于中部。
顶板为砂岩，底板为砂岩及砂质页岩；据邻近巷道观测，瓦斯绝对涌出量为0.51m3/min;据煤尘爆炸性试验，2#煤火焰长度为50—400mm, 煤的自燃倾向性等级为易自燃—自燃，自然发火期3—6个月；煤层倾角最大为11 度，最小为9 度，平均10 度，走向近似东西向，据掘进2217工作面回风巷时有一条落差大于3m 的断层存在，在进风巷掘进时，这条断层已不存在，没有延伸到22111 工作面内。
根据现有的技术资料，考虑2#煤较硬，为推广锚杆支护，也为提高我矿掘巷的机械化程度，借鉴焦家寨矿锚杆、锚索支护经验，对22111 回风顺槽木支150m 后进行锚杆支护。
二、支护设计方法结合通风要求、综采设备安装要求和巷道围岩变形情况等，根据附近钻孔的柱状资料分析，2#煤顶煤直接顶为砂岩，厚度为5.0〜7.0m,属较稳定岩层，适合锚网支护。
为了将锚杆加固的“组合梁”悬吊于基本顶坚硬岩层中，需用高强锚索做辅助支护。
根据公司焦家寨矿2#煤层回采巷道支护经验，初步确定22111回风顺槽采用矩形断面，掘进宽度3.4m,掘进高度2.6m，掘进毛断面积8.84m2,锚杆+网+锚索联合支护。
顶部锚杆采用左旋无纵筋螺纹钢，直径20mm, 长度2.0m,排距0.8m,间距0.9m，四根锚杆均匀分布，两侧各留350mm间隙；巷道靠上帮一侧采用左旋无纵筋螺纹钢，直径18mm,长度1.7m,靠下帮一侧采用玻璃钢锚杆，直径18mm,长度1.7m，间距1.0m,排距0.8m，三根锚杆均匀分布，上下侧各留300mm 间隙；巷道顶帮均采用钢筋托梁并铺设金属网；巷道顶板补打锚索© 15.24-6000,用3003 3003 12mm钢托盘，间距1.5m,排距3.2m。
巷顶锚杆锚固力不小于70KN预紧力矩不小于1002 m帮锚杆锚固力不小于30KN预紧力矩不小于602 m锚索预紧力不小于120KN锚索锚固力不小于221KN。
一、采用计算法校核支护参数。
1、顶锚杆通过悬吊作用，帮锚杆通过加固帮体作用，达到支护效果条件，应满足：L》L1+L2+L3式中：L——锚杆总长，mL i――锚杆外露长(钢带厚度+托板厚度+螺母厚度+0.02〜0.05m,顶锚杆取0.17m,帮锚杆取0.15m) mL2――有效长度(顶锚杆取免压拱高b,帮锚杆取煤帮破碎深度c),mL3――锚入岩层内深度，即锚固长度(顶锚杆取0.8m，帮锚杆取0.6m)，m普氏免压拱高：b=[B/2+Htan (45°—3 帮/2 ) ]/f 顶式中：B、H――巷道掘进跨度和高度，B=3.4m, H=2.6mf 顶――顶板煤岩普氏系数, f 取3――两帮围岩的内摩擦角，3帮取71.5° (查表得)3 帮b=[3400/2+26003 tan(45°－71.5° /2) ]/3=708mmc=26003 tan(45°－71.5° /2) =423mm依据上述公式计算得出：顶锚杆长L顶》1678mm帮锚杆长L帮》1173mm 所选锚杆长度均能满足计算要求。
2、按锚杆所能悬吊的重量校核锚杆的排距2每根锚杆悬吊岩体重量G=Y L2a，锚杆锚固力应能承担G的重量。
为安全起见，再考虑安全系数K,取K=2KG< Q式中：丫——岩体容重，KN/rr3, 丫=26.7 KN/m31/2Q/K Y L2) 所选顶锚杆的锚固力Q> 70KN计算得 a V 1.2m,因而a <(间排距参数能满足计算结果。
3、悬吊理论校核锚索间距为防止巷道顶部大面积整体垮落，用© 15.24mm L=6000mr的钢绞线，将锚杆加固的“组合梁”整体悬吊于煤岩层中，校核锚索间距，冒落方式按最严重的冒落高度大于锚杆长度的整体冒落考虑。
此时靠巷道两帮的角锚杆和锚索一起发挥悬吊作用，取垂直方向力的平衡可用下式计算锚索间距。
L=nFF/[BH 丫一( 2Rsin 9 ) /L1]式中：L——锚索排距，mB ――巷道最大冒落宽度，3.4mH ――巷道冒落高度，按严重冒落取2.0m丫——煤岩体容重，26.7 KN/m 3L i ------- 锚杆排距，0.9mF 1――锚杆锚固力，70KNF 2――锚索极限承载力，取221KN80 °9——角锚杆与巷道顶板的夹角，n ――锚索牌数，取1通过以上计算，回风顺槽锚索排距L小于7.8m，所选锚索参数符合设计要求。
(1)顶板支护锚杆形式和规格：杆体为左旋无纵筋高强螺纹钢筋，长度2.0m，杆尾螺纹为M24。
锚固方式：树脂加长锚固，采用一支规格为Z2360和一支K2335树脂锚固剂。
钻孔直径为28mm，锚固长度为1300mm。
钢筋托梁规格：采用14mm的钢筋焊接而成，宽度80mm，长度3.2m。
加工尺寸如图1-1所示。
托板：采用拱型高强度A3钢托盘。
锚杆角度：顶板两端第一根锚杆安设角度为与垂线成10度，其它顶板锚杆与岩体垂直。
网片规格：采用菱形金属网护顶。
锚杆布置：锚杆排距0.8m，每排4根锚杆，间距0.9m。
锚索：直径为15.24mm，长度为6.0m,加长锚固，采用一支规格K2335和两支规格Z2360树脂药卷。
锚索每排2根，排距为3.2m，锚索头部设有树脂药卷搅拌头，尾部配有高强度锚具，配套金属托板规格为300X300X12mm。
(2)巷帮支护锚杆形式和规格：(巷道上帮)杆体为左旋无纵筋高强螺纹钢筋，长度1.7m，杆尾螺纹为M20。
(巷道下帮)杆体为18玻璃钢锚杆，长度1.7m，杆尾螺纹为M20。
锚固方式：树脂加长锚固，采用一支规格为Z2360锚固剂和一支K2335锚固剂。
钢筋托梁规格：采用14mm的钢筋焊接而成，宽度80mm，长度2.4m。
加工尺寸如图1-2所示。
托板：采用拱型高强度A3钢托盘锚杆角度：巷道两帮上下锚杆安设角度为与水平线成10度，其它帮锚杆与岩体垂直。
网片规格：采用菱形金属网护帮。
锚杆布置：锚杆排距0.8m,每排每帮3根锚杆，间距1.0m 。
梨园河煤矿22111回风顺槽锚杆支护如图1-1所示。
0 0Y 亠—60I I 60亠L 〜顶板钢筋托梁( © 14-3200-4-900 )60ihil帮部钢筋托梁( © 14-2400-3-1000)图1-1、1-2 托梁加工示意图6020010001000-200250 — 士 _________ 900______1 序_____ 900 _____ KT - 900E =H A—4 250图1-1梨园河煤矿22111回风顺槽锚杆支护网属金形菱-T--\CO-I3-C0—4、003梁托筋钢索锚213833 匚-二------ J . 盘托索锚4^Mh u u u 2-o 2.-: I杆锚钢纹螺筋纵无旋左网属金形菱000 4-—c o -—?- I V梁托筋钢上(_800 . 5°0“ £004 (0 0 3200索3Cc0--3cor2-?- 4梁托筋钢三、锚杆支护材料及施工工具（一）锚杆支护材料22111回风顺槽锚杆支护材料如表注：1.数量按每米计算，实际用量按顺槽的实际剩尺计算并考虑一些富余量。
2.锚杆托板及配套构件等与锚杆一起配套购买或制作。
（1）顶板锚杆杆体锚杆杆体为左旋无纵筋高强螺纹钢筋，专用锚杆钢材。
杆体公称直径20mm, 长度2.0m，延伸率17%。
杆尾螺纹规格M24，采用滚压加工工艺成型。
（2）树脂药卷树脂锚固剂型号分别为：Z2360,即直径23mm，长度600mm，固化时间为中速；K2335，即直径23mm,长度350mm,固化时间为快速。
（3）托板拱型高强度托盘，锚杆托板尺寸为1203 1203 8mm，锚索托板尺寸为3003 3003 12mm力学性能与锚杆杆体配套。
（4）钢筋托梁钢筋托梁规格：采用14mm的钢筋焊接而成，宽度80mm，顶板托梁长度3.2m，帮部托梁长度为2.4m。
在安装锚杆的位置处焊上两段纵筋，以便安装和固定锚杆位置。
（5）金属网巷道顶板铺设菱形金属网，材料为12*铁丝，网孔503 50mm。
顶板钢筋网规格为3.6m3 0.9m，帮部规格为2.83 0.9m。
（6）帮锚杆巷道上帮侧锚杆杆体为左旋无纵筋高强螺纹钢筋，专用锚杆钢材。
杆体公称直径18mm，长度1.7m，延伸率17%。
杆尾螺纹规格M20，采用滚压加工工艺成型。
巷道下帮侧为不影响割煤，采用可切割的玻璃钢锚杆进行支护，其杆体公称直径18m m，长度1.7m。
（7）锚索采用型号规格为；:」15.24-6000的矿用预应力锚索。
（二）施工机具所需施工机具，如表所列。
采用单体风动锚杆钻机钻装顶板锚杆，配套钻杆为B19型中空钻杆，钻头为27mm双翼岩石钻头。
采用煤电钻（或风动帮锚杆机）钻装两帮锚杆，配套钻杆为26mm麻花钻杆，钻头为27mm双翼煤电钻钻头。
表施具四、矿压监测内容和方法矿压监测是动态信息设计方法的核心内容之一。
通过测试锚杆受力和巷道围岩位移分布，就可比较全面地了解锚杆支护的工作状态，进而验证或修改锚杆支护初始设计，并保证巷道的安全状态。
1、矿压监测的准备工作井下实施矿压监测之前，需做好以下工作：(1)组建矿压监测队伍队伍成员由矿方安排，要求对监测工作认真负责，并具有一定锚杆支护经验(2)准备监测仪器和测点安设物品按照设计要求的规格和数量购置所需监测仪器，准备测点安设所需物品。
(3)准备监测记录表格矿压监测所需记录表格应提前准备好，以供井下测试时使用。
⑷技术培训在井下测试之前，由试验小组对测工进行技术培训。
2、矿压监测内容和方法矿压监测分为综合监测和日常监测。
前者的主要作用是验证或修改初始设计，后者主要是为了保证巷道安全。
1)综合监测巷道综合监测内容如表。
测站布置如图。
巷道中共设2个测站。
巷道掘进20m后设置第一个测站，包括两个巷道表面位移监测断面，一个顶板离层监测断面，一个锚杆受力监测断面。
巷道掘进50m 后设置第二测站。