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锚杆支护三大理论及质量要求

发布时间:2013/8/7 浏览次数:

悬吊理论:认为锚杆支护的作用是将巷道顶板较软弱岩层悬吊在上部坚硬稳定岩层上。 

  如何按照悬吊理论设计锚杆支护参数?
 锚杆长度计算
  L≥KH+L1+L2
 式中: L—锚杆长度,m;
  H—冒落拱高度,m;
  K—安**系数,一般K=2;
  L1—锚杆锚入稳定岩的深度,一般按经验取0.4m;
  L2—锚杆在巷道中的外露长度,公司规定不超过0.05m。
 其中:H=B/2f
 B—巷道开掘宽度;
  f—岩石坚固性系数
 (2)、锚杆间、排距计算:
 则: A=Q/KHr
 式中:A —悬吊面积;
  Q—锚杆设计锚固力,49KN/根;
  H—冒落拱高度,取0.6m;
  R—被悬吊砂岩的重力密度,取23KN/m3;
  K—安**系数,一般K=2。

组合梁理论:认为当顶板岩层中存在没有稳固岩层的若干薄层状岩层时,通过锚杆的支护作用将这些岩层锁紧成一个较厚的岩层,由叠合梁变成组合梁,显著提高了岩梁抗弯曲能力并减少挠

度。 

组合梁作用原理--这种原理是把薄层状岩体看成一种梁(简支梁),在没有锚固前,它们只是简单地叠合在一起。由于层间抗剪力不足,在荷载作用下,单个梁均产生各自的弯曲变形,上下缘分别处于受压合受拉状态。锚杆支护后,相当于用螺栓将它们紧固成组合梁,各层板便相互挤压层间摩擦阻力大为增加,内应力和绕度大为减少,于是增加了组合梁的抗弯强度。

当把锚杆打入岩体体一定深度,相当于将简单叠合数层梁变成组合梁,从而提高了岩土体的承载能力。锚杆提供的锚固力越大,各岩土层的摩擦阻力越大,组合梁整体化程度越高,其强度也越大。打一根锚杆,相当于增加一个支座,跨度减少一半,如按简支梁考虑,弯曲应力只相当于**跨度梁的1/4,挠度只相当于原来的1/16。此种组合梁作用较适用于薄层状岩土体中。


紧固理论:认为在块状围岩中,锚杆可将巷道周围危岩彼此挤紧,从而加固成能承受载荷的整体结构。 

压缩(组合)拱理论:认为在松软围岩中,各个锚杆形成的压应力圆维体交错重叠,形成一个连续的均匀压缩(组合)拱。 

锚杆组合拱原理,在供形巷道围岩的破裂区中安装预应力锚杆时,在杆体两端将形成圆椎体形式分布的压应力。若沿顶板布置锚杆群,各个锚杆形成的压应力圆椎体将交错重叠,形成一个防止破裂区扩散的承压拱,这个供可以承受其上部破碎岩石施加的径向载荷。沿锚杆轴向的预紧力在组合拱中产生环向应力,从而明显地改善了承压拱应力状态,使围岩状态由单轴、双轴变为三轴受压。这样在围岩中形成一个均匀压缩的连续承区,从而大大提高组合拱的承载能力。

锚杆支护类型  按材料分类:木锚杆、竹锚杆、金属锚杆、树脂锚杆、快硬水泥锚杆。 

按作用分类:端部锚固型锚杆、**长胶结型锚杆、摩擦型锚杆、长锚索等。  锚杆布置主要技术参数  “三径”合理匹配:锚杆、钻孔、药卷直径要合理匹配。煤巷钻孔宜采用ф28mm,不宜大于ф33mm;钻孔直径与锚杆直径之差应为4~10mm,**佳为5~6mm;当使用ф28mm钻孔直径和ф16~22mm螺纹钢锚杆时,药卷直径为ф23~25mm,当使用ф26mm和ф43mm钻孔时,应分别使用ф23mm和ф28mm树脂药卷。 

锚杆长度:当顶板有坚硬岩层或塑性区,杆端应插入坚硬岩层 中或超出塑性区。如没有,宜使用**长锚固锚杆。 

锚杆强度:按屈服强度(бs)分为三类:普通锚杆,бs<340MPa(ф18mm钢材约8.6吨);高强锚杆,бs=340~600MPa(ф18mm钢材8.6~15吨);超高强锚杆,бs>600MPa。  锚杆间排距:一般应小于所选锚杆长度之半。  锚杆插入方向:与岩层面正交,**小角不小于75 度,层面不清与轮廓线垂直。  锚杆排列方式:方形、矩形和五花形。 锚固形式:端固和**锚。  

锚杆支护质量的一般要求

锚杆的长度、间距、排距、插入方向及排列方式等必须符合作业规程施工要求。 

首先点好钻孔孔位,找好孔中开钻后调正方向。

锚孔钻完后,要按锚杆设计和安装说明要求,及时进行锚杆安装工作。 

安装锚杆前,必须检查锚孔的孔位、孔深、孔径及锚杆部件等,这些都必须符合规定。

锚杆的外露长度应符合设计要求。

安装方向要与托板顺纹垂直。托板要与巷道围岩表面接触严实,不准在托板上垫木料、石块或多加托板。

使用的树脂药卷必须符合锚杆支护设计要求。钻孔中装入双 速树脂锚固剂时,必须注意孔底为快速,其余为慢速。

安装中严禁撬弯锚杆杆体。

要做好锚杆 支护施工质量的检查和监测工作。 树脂锚杆安装要求  树脂锚杆安装时,若用电钻安装要准备好接头。用锚杆杆体将药包送至孔底开钻破药包。搅拌时间根护锚固剂型号而定。一般金属锚杆为30s。用木楔挤住杆体,待树脂固化后取下连接头。

安装时要一锚到底,不能中断,然后才能取下电钻。树脂固化所需要等待的时间也因锚固剂型号不同而有差别,一般情况下树脂固化时间大约为15min,**后安装托板,并用扳手拧紧螺母固定。注意过期的药包不能使用,同时树脂药包固化剂为有毒药物,要避免和皮肤接触,损坏的药包要及时处理,禁止接触火源。

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