锚杆支护培训教材.ppt

寺河矿生产技术室
2009年5月29日
煤巷锚杆支护成套技术培训教材
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锚杆支护效果
锚杆支护与架棚支护相比，其优越性表现在：
属于主动支护
将巷道围岩变成承载体
对巷道不规则断面适应性强
巷道围岩变形量显著减小，安全生产得到保证，大幅度减少 了冒顶、***、火灾事故
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
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锚杆支护使用范围
Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类全面推广（地质条件比较简单煤层），Ⅳ、Ⅴ类得到推广应用（地质条件复杂煤层）
主 要 内 容
1 锚杆支护理论
2 巷道围岩地质力学测试
3 锚杆支护设计
4 支护材料
5 施工机具与工艺
6 支护工程质量检测
7 特殊地质条件支护技术
8 锚杆支护技术规范
煤巷锚杆支护成套技术是一个庞大的系统，包括锚杆支护理论、巷道
围岩地质力学测试、锚杆支护设计、支护材料、施工机具与工艺、支护工
程质量检测、矿压监测、特殊地质条件支护技术、锚杆支护技术规范等诸
多方面。此次培训教材就是对上述内容进行分述。
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1 锚杆支护理论
研究锚杆支护机理的目的是了解巷道变形和破坏的特征和规律，锚杆支护构件的作用，锚杆支护与围岩的相互作用关系及其影响因素，为锚杆支护设计提供理论依据
第一小节 锚杆支护构件的作用
锚杆支护由锚杆杆体、托板和螺母、锚固剂、钢带及金属网等构件组成，锚杆支护的作用是由这些构件共同完成的
一、锚杆杆体的作用
1、抗拉作用
锚杆杆体受拉断载荷用下式计算：P=(πd2/4)σb
式中：P—锚杆拉断载荷，N；d－锚杆直径，mm
σb —锚杆钢材抗拉强度，MPa.
我矿目前使用的顶、帮锚杆抗拉强度400 MPa，计算成拉断载荷分别为179KN和145KN。
第一小节 锚杆支护构件的作用
2、抗剪作用
锚杆杆体受拉断载荷用下式计算：Q=(πd2/4)τb
式中：Q—锚杆剪断载荷，N；d－锚杆直径，mm
τb —锚杆钢材剪切强度，MPa.
根据材料力学，对于塑性材料剪切强度一般为拉伸强度的倍,因此我矿使用的顶/帮锚杆的剪断载荷分别为:125KN和100KN左右。
从上述计算可知，锚杆的抗拉载荷远大于抗剪载荷，因此要充分发挥锚杆的抗拉优势。
第一小节 锚杆支护构件的作用
二、锚杆托板（托盘）的作用
1、通过给螺母施加一定的扭矩使托板压紧巷道表面，给锚杆提供预紧力，并使预紧力作用到锚杆周围的煤岩体中，从而改善围岩应力状态，抑制围岩离层、结构面滑动和节理裂隙张开，实现锚杆的主动、及时支护作用。
2、围岩变形使载荷作用于托板上，通过托板将载荷传递到锚杆杆体，增大锚杆的工作阻力，充分发挥锚杆控制围岩变形的作用。
托板抗变形强度应与锚杆杆体性能相匹配，才能充分发挥锚杆支护作用
第一小节 锚杆支护构件的作用
三、锚固剂的作用
锚固剂的主要作用是将钻孔孔壁岩石与杆体粘结在一起，使锚杆发挥支护支护。同时锚固剂也具有一定的抗剪和抗拉能力，与锚杆共同加固围岩。
锚固剂的抗拉强度一般可取。钻孔内不安装锚杆时可提供抗拉力，施工锚杆可抗拉力;抗剪强度一般可取35MPa 。钻孔内不安装锚杆时可提供剪切力，施工锚杆可剪切力;
根据锚杆锚固长度分：端锚、加长锚、全长锚
端锚：锚杆杆体受力均匀，对围岩变形和离层不敏感；全长锚：杆体受力不均匀，对围岩变形和离层敏感，支护的刚度提高。
第一小节 锚杆支护构件的作用