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锚杆锚索支护培训教材
二〇一八年十一月
第一章 锚杆、锚索支护基础知识
锚杆支护基础知识
1、锚杆支护理论
锚杆就是加固围岩、锚固煤岩体的一种杆体。
锚杆支护是以维护和利用围岩的自承能力为基点，及时地进行支护，控制围岩的变形和松驰，使围岩成为支护体系的组成部分。通过锚入围岩部的杆体，改变巷道围岩本身的力学状态，在巷道围形成一个整体而又稳定的承载环（带），和围岩共同作用，达到维护巷道的目的。属于积极主动加固巷道围岩的支护形式。
1）、锚杆支护作用机理
锚杆支护的作用机理有加固拱作用，悬吊作用、组合梁作用、围岩补强、减小巷道跨度作用等。
（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，及时用锚杆加固，就能提高岩体结构弱面的抗剪强度，在围岩边一定厚度的围形成一个不仅能维持自身稳定，而且能防止其上部围岩松动和变形的加固拱，从而保持巷道围岩的稳定。如图 所示。
加固拱 锚杆悬吊作用
（2）悬吊作用
悬吊作用是锚杆把将要冒落的软弱岩层或危岩悬吊在上部坚固稳定的岩体上，由锚杆来承担危岩或软弱岩层的重量，如图 所示。
（3）组合梁作用
在层状岩层的巷道顶板中，通过锚入一系列的锚杆，将锚杆锚固长度以的薄层岩组成岩纵横梁，从而提高其承载能力。可以把平顶巷道的层状岩顶板看作是以巷道两帮为支点的叠合梁。在载荷作用下，各层岩（板）都有各自的单独弯矩，每层岩（板）的上下缘分别处于受压和受拉状态。用锚杆将各层岩锚固在一起之后，在载荷作用下，各层岩之间基本不会发生离层、错动，就如同一块板的弯曲一样，大大提高了组合梁的抗弯强度和承载能力。如图 所示
组合梁作用
锚杆预拉力（或称初撑力）的大小对巷道顶板稳定性具有决定性的作用。当预拉力大到一定程度时，锚杆长度围和锚杆长度以上的顶板离层得以消除，使巷道顶板形成“刚性”顶板，“刚性”顶板本身提供了一个压力自撑结构。
2、锚杆种类
用作支护的锚杆，可根据其锚固的长度划分为集中锚固类锚杆和全长锚固类锚杆。集中锚固类锚杆指的是锚杆装置和杆体只有一部分和锚杆壁接触的锚杆，包括端头锚固、点锚固、局部药卷锚固的锚杆。全长锚固类锚杆指的是锚固装置或锚杆杆体在全长围全部和锚杆壁接触的锚杆，包括各种摩擦式锚杆、全长砂浆、树脂、水泥锚杆等。
锚杆锚固式可分为机械锚固型和粘结锚固型。锚固装置或锚杆杆体和锚杆壁接触，靠摩擦阻力起锚固作用的锚杆，属于机械锚固型锚杆。锚杆杆体部分或锚杆杆体全长利用树脂、砂浆、水泥等胶结材料，将锚杆杆体和锚杆壁粘结、紧贴在一起，靠粘结力起锚固作用的锚杆，属于粘结锚固型锚杆。
锚杆的材质不同，又可分为钢丝绳、钢筋、螺纹钢、玻璃钢、木、竹锚杆等。
锚杆分类可归纳如下：
常用锚杆种类：
（1）树脂锚杆
树脂锚杆由树脂药包和锚杆杆体两部分组成。树脂锚杆杆体一般制作为麻花形状或螺纹状，以增加粘结力。其锚固力在60kN以上。
树脂药包有塑料袋包装和球璃管包装两种产品。树脂锚固剂根据其凝固固化时间，有超快的cK型．有快速的K型．有中速的z型和慢速的M型，其技术参数见表，对于不同金属杆体与基材的锚固力见表。
树脂锚杆的锚固力总是大于杆体强度极限度．设计不同的锚固长度均能达到可靠的锚固效果，大量锚固力实则结果，都是杆体延伸或螺纹拉断，锚头不动或有很少位移．实践证明锚固可靠性百分之百。
树脂锚杆适用围比较广泛，既适应于硬岩、中硬岩，也适用于软岩、煤层巷道；既适用于木锚杆，也适用于金属锚杆；既适用于集中锚固类锚杆，也适用于全长锚固类锚杆，而且使用安全可靠，操作简便快速，质量有保证。
树脂锚固剂
（a）、（c）用塑料袋包装 （b）用玻璃管包装
1-固化剂；2-玻璃管； 3-树脂； 4-堵头；5-聚乙烯外袋； 7-硬塑料盖
树脂锚固剂产品型号和技术参数
型号
特性
凝胶时间（min）
固化时间（min）
备注
CK
超快
~1
≤5
在20±5度环境测定
K
快速
~2
≤7
Z
中速
3~4
≤12
M
慢速
15~20
≤40
树脂锚固剂系列
径级mm
长度mm
Φ23
300
400
500
600
800
900
1000
1200
Φ28
350
450
500
600
800
900
1000
1200
Φ35
350
400
450