第二部分 錨噴工初級技能

第三章錨桿施工

第一節(jié)打錨桿眼

一、掘進(jìn)工作面作業(yè)規(guī)程的基本內(nèi)容包括：概況（概述、編寫依據(jù)）；地質(zhì)

水文情況（煤巖層賦存特征、水文地質(zhì)）；巷道布置及支護(hù)說明（巷道布置、支

護(hù)設(shè)計(jì)、支護(hù)工藝）；施工工藝（施工方法、鑿巖方式、爆破作業(yè)、裝運(yùn)巖煤方

式、管線及軌道敷設(shè)、設(shè)備及工具配備）；勞動組織及主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)（勞動

組織、循環(huán)作業(yè)、主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)）；生產(chǎn)系統(tǒng)（通風(fēng)系統(tǒng)、壓風(fēng)系統(tǒng)、防塵系統(tǒng)、

防火火、安全監(jiān)測系統(tǒng)、供電系統(tǒng)、排水系統(tǒng)、運(yùn)輸系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)）：災(zāi)害預(yù)

防及避災(zāi)路線；安全技術(shù)措施（施工準(zhǔn)備、“一通三防”管理、頂板管理、防治

水管理、機(jī)電管理、運(yùn)輸管理、其它）：特殊安全注意事項(xiàng)（起吊重物安全注意

事項(xiàng)、信號把鉤工操作注意事項(xiàng)、耙砰鉆機(jī)的操作與安全注意事項(xiàng)、風(fēng)水管路

按裝安全措施、瓦斯自動斷電儀安全注意事項(xiàng)、復(fù)道安全注意事項(xiàng)、耙裝機(jī)挪

移安全事項(xiàng)、斜巷下放金屬棚安全措施、斜巷下放金屬棚安全注意事項(xiàng)、運(yùn)輸

大件、長料安全注意事項(xiàng)、軌道暗斜井多水平、雙鉤提升注意事項(xiàng)、錨索施工

注意事項(xiàng)）。

二、打眼前的準(zhǔn)備工作

㈠安全操作規(guī)程

1、操作前所有操作開關(guān)均處于“關(guān)閉”位置。

2、所有水、氣管路確保清潔。

3、按標(biāo)志所示連接氣、水管路。

4、嚴(yán)禁在鉆機(jī)下襯墊木料。

5、嚴(yán)禁用手觸摸旋轉(zhuǎn)的鉆桿。

6、推進(jìn)速度和推進(jìn)力要適度，防止卡鉆、損壞鉆桿、鉆頭。

7、當(dāng)鉆機(jī)突然卡鉆時(shí)，將產(chǎn)生較大的反扭矩，操作者應(yīng)小心操

作，以防扭傷。

8、當(dāng)支腿收縮時(shí)，手不要按在氣缸上，以防擠手。

9、油杯中要加足夠的潤滑油，無油霧噴出時(shí)，不準(zhǔn)開鉆。

10、鉆進(jìn)過程中，鉆桿與鉆機(jī)不得相對傾斜。

11＞減速箱內(nèi)每月加注適量的黃油或20#、30#的機(jī)油，減速箱

體溫度不超過50度。

12、用操作臂操縱錨桿鉆機(jī)可以擰緊錨桿螺母，使鉆孔、攪拌安

裝螺母一體化，但要注意力度適宜，否則會損壞主軸和鉆套。

13、鉆進(jìn)過程中，水流不得中斷。

14、操作者應(yīng)遠(yuǎn)離鉆孔中心線，以防釬桿折斷而發(fā)生意外。

15、鉆孔結(jié)束后，用水洗干凈鉆機(jī)并遠(yuǎn)離工作面放置，放置位置

要正確，嚴(yán)禁亂摔、亂砸。

㈡、打眼前的準(zhǔn)備

1、打眼前有關(guān)人員要掌握錨桿鉆機(jī)的性能、結(jié)構(gòu)及操作方法。

2、打眼前進(jìn)行試運(yùn)轉(zhuǎn)，程序如下：

接裝進(jìn)氣、進(jìn)水接頭前.，鉆機(jī)水閥旋鈕必須處于關(guān)閉位置。

每次接裝進(jìn)氣、進(jìn)水接頭時(shí)，都應(yīng)先沖洗出管內(nèi)砂石異物，包括

壓縮空氣管路內(nèi)的冷凝水。

操作者站位，應(yīng)在鉆機(jī)搖臂端的外側(cè)。

按頂板高度，選用合適的初始鉆桿。鉆桿過長，會使頂板孔鉆不

垂直。過短，會增加套釬作業(yè)次數(shù)，降低作業(yè)效率。

鉆孔前，先空運(yùn)轉(zhuǎn)，檢查馬達(dá)旋轉(zhuǎn)、氣腿升降、水路啟閉，全部

正常，才能正式投入作業(yè)。

三、釬桿、釬頭的選擇

㈠、鉆頭的選擇

要取得最佳鉆眼效果，為錨桿鉆機(jī)選擇鉆頭是至關(guān)重要的。選擇

鉆頭時(shí)要考慮以下參數(shù)：

1、總體質(zhì)量和可用性

2、鉆進(jìn)速度

3、使用壽命

4、單價(jià)費(fèi)用

5、在某一尺寸的孔眼中鉆進(jìn)的能力，這種尺寸要能最大限度地

通過樹脂將負(fù)荷傳遞到錨桿。

以MQT-90A錨桿鉆機(jī)為例，與錨桿鉆機(jī)配套使用的三種最常用的

鉆頭如卜：

1、直徑27mm3度負(fù)角三沖水孔離心雙翼鉆頭

這種鉆頭對中軟硬度的巖層(頁巖、煤、軟砂巖和片狀巖層，達(dá)80MPa

UCS)效果最好，三個(gè)沖水孔使得碎屑快速沖離鉆頭。

2、直徑27mm3度負(fù)角合金鉆頭

因?yàn)楹辖痤^是反角，這種鉆頭適用于中硬度巖層(達(dá)120MPaUCS),

鉆進(jìn)速度快，壽命長。

3、直徑27mm中性角，中央沖水孔，改進(jìn)型一字型鉆頭

這種鉆頭適用于硬巖層(達(dá)140MPaUCS),具有很好的耐磨性，其構(gòu)

造耐沖擊，中心部位的沖刷水孔上方有一變形的合金片，這樣沖刷水

孔不會堵塞。

這種鉆頭的端頭螺紋為標(biāo)準(zhǔn)1/2惠氏螺紋(也有16mm的)，合金

頭具有耐磨和耐沖擊兩種類型。

㈡、選擇鉆桿

MQT-90A錨桿鉆機(jī)一般使用正六方對角尺寸為19mm的鉆桿。

四、鉆錨桿孔作業(yè)

開眼位時(shí).，轉(zhuǎn)速不可過快，氣腿推力要調(diào)小一些。當(dāng)鉆進(jìn)孔眼

30毫米左右時(shí)，方可逐步加快轉(zhuǎn)速，加大推力，進(jìn)入正常鉆孔作業(yè)。

鉆孔到位后，關(guān)閉氣腿進(jìn)氣，調(diào)小出水量，減慢轉(zhuǎn)速，使鉆機(jī)靠自重

平穩(wěn)地帶著鉆桿回落。套釬鉆孔時(shí)，長鉆桿的鉆頭直徑宜稍小于短鉆

桿所用的鉆頭直徑。以MQT-90A錨桿鉆機(jī)為例進(jìn)行鉆錨桿孔作業(yè)時(shí)應(yīng)

按照以下順序進(jìn)行：

1、沖洗氣、水管路。

2、開機(jī)前檢查霧化油杯中的油量?？蛇x用的潤滑油品種為：輕

巖20#—30#不要使用液壓油或重巖石鉆油。

3、聯(lián)接鉆機(jī)的氣、水管路。在進(jìn)氣端和進(jìn)水端有過濾網(wǎng)，用于

過濾高壓空氣和水，過濾網(wǎng)應(yīng)定期檢查和清洗，并更換其中的損壞件。

過濾網(wǎng)應(yīng)每8小時(shí)檢查、清洗一次。在無過濾網(wǎng)的情況下不要使用機(jī)

器。聯(lián)接鉆機(jī)的管接頭的耐壓能力必須達(dá)到和管道的抗壓能力差不

多。

4、檢查供氣、水系統(tǒng)。給錨桿鉆機(jī)提供清潔干燥的高壓空氣至

關(guān)重要，同時(shí)壓力要控制在0-4?0-63MPa,因此輸入管路要加限壓

閥及氣、水過濾裝置；外接水源送入錨桿機(jī)前要安裝專用閥門，控制

水壓在0-6?l-2MPa之間。

5、確定水、氣控制開關(guān)處于“關(guān)閉”位置。

6、確認(rèn)鉆桿已取下，慢慢接通水、氣。

7、檢查支腿控制，升降支腿三次；檢查水控制，打開旋鈕，有

水從鉆套中噴出；檢查鉆頭是否鋒利、鉆桿是否平直及內(nèi)孔是否暢通。

8、檢查正常后將六方鉆桿插入鉆套中。

通常情況下使用19mm鉆桿、27mm鉆頭，19mm的鉆桿最大限度地將鉆

下的碎屑沖刷下來，27mm的鉆頭鉆的孔能最大限度地發(fā)揮安裝錨桿

的效率。大直徑的孔會：

⑴、減少錨桿傳遞載荷的能力

⑵、孔徑每增大1mm,樹脂錨桿的長度就減少20%

⑶、降低了錨桿的攪拌能力

⑷、延長了凝固的時(shí)間

9、將馬達(dá)控制扳手壓下一個(gè)小角度，讓鉆桿緩慢旋轉(zhuǎn)，同時(shí)將

支腿控制旋鈕旋開一個(gè)小角度，慢慢升起鉆機(jī)，直至即將接近頂板。

支腿供氣不可太猛，否則若控制不好，將可能頂彎鉆桿，甚至造成事

故。

10、鉆桿抵達(dá)頂板后，將馬達(dá)扳手壓一下同時(shí)打開水控制旋鈕，

開始進(jìn)行鉆孔作業(yè)，調(diào)節(jié)馬達(dá)和水的控制，使旋轉(zhuǎn)和推進(jìn)速度逐漸增

至最大。

11、鉆孔完畢后，先關(guān)閉支腿氣源然后關(guān)閉水源，同時(shí)在支腿回I

落過程中，馬達(dá)慢轉(zhuǎn)，這樣有利于鉆桿隨鉆機(jī)下降。

12、在鉆桿脫離鉆孔之前，往前跨一步，用于抓住扶圈，這樣可

以保持鉆機(jī)的平衡。

鉆孔時(shí)注意以下情況：

⑴在軟巖條件下，錨桿鉆機(jī)需要較大的轉(zhuǎn)速、較小的推進(jìn)力。

⑵在硬巖條件下錨桿鉆機(jī)需要較小的轉(zhuǎn)速，緩慢增加支腿推力以

獲得最佳鉆進(jìn)速度。

⑶在泥質(zhì)巖中鉆孔時(shí)，尤其要注意水壓，若出水量小，則應(yīng)停轉(zhuǎn)

馬達(dá)，沖洗--會兒再鉆。

⑷若鉆孔阻力較大，將要卡鉆時(shí)，可左右晃動操縱臂，避免卡鉆

的發(fā)生。

五、鉆孔完后的收尾工作

先關(guān)水，并用水沖洗鉆機(jī)外表，然后空運(yùn)轉(zhuǎn)一會，達(dá)到去水防銹的目

的。

檢查鉆機(jī)有否損傷，螺栓有否松動，并及時(shí)處理好。

將鉆機(jī)豎直方式置于安全場所，免受炮崩、機(jī)軋、車輾等意外損傷。

第二節(jié)安裝錨桿

一、概述

錨桿不同于一般的支架，它不只是消極地承受巷道圍巖所產(chǎn)生的

地壓和阻止破碎巖石的冒落，而是通過錨入圍巖內(nèi)的錨桿，改變圍巖

本身的力學(xué)狀態(tài)，在巷道周圍形成個(gè)整體而穩(wěn)定的巖石帶，支架與

圍巖共同工作而達(dá)到支護(hù)巷道的目的。所以，錨桿是一種積極防御的

支護(hù)方法，是礦山支護(hù)技術(shù)的一次重大的變革。

使用錨桿的實(shí)踐表明，錨桿具有以下優(yōu)點(diǎn)：

㈠、節(jié)約坑木和鋼材。?般木支架巷道每米需要坑木0T93?

0-375米\而使用木錨桿只需要0-027?0-018米\同樣，金屬錨

桿比普通金屬支架所用鋼材也要少很多。

㈡、降低支架成本。使用錨桿支護(hù)的每米巷道的直接費(fèi)用，相當(dāng)

于料石發(fā)磴的1/5,相當(dāng)于金屬支架的1/7—1/8,相當(dāng)于木棚支架的

1/2左右。

㈢、掘進(jìn)斷面小。用錨桿支護(hù)的巷道，掘進(jìn)工程量比棚式支護(hù)約

少20%,比砌他巷道約少30%；其斷面利用率可達(dá)95%,而一般支

護(hù)的巷道斷面利用一些率僅為85—90%,砌能巷道則只有70—80%。

㈣、巷道的變形小、失修小，維修費(fèi)用低。某礦曾作過一次普查,

砌詭木棚巷道失修率達(dá)19%,而錨桿支護(hù)巷道失修率只有6-3%。

（五）、工作安全。使用錨桿可以改善圍巖的力學(xué)性質(zhì)，冒頂、片幫

及失火的可能性都減少了。

伏）、錨桿輕便，施工工藝簡單，有利于機(jī)械化施工，可以減輕架

棚、砌旋的笨重的體力勞動。

（七）、和棚式支架比較，可以減小通風(fēng)阻力。

（八）、有利于一次成巷施工和加快掘進(jìn)速度。

（加、使用范圍廣，適應(yīng)性強(qiáng)。無論是一般巖層內(nèi)施工的井巷或具

有底鼓或動壓的巷道以及機(jī)械化采煤工作面等都可廣泛使用。

（十）、減少運(yùn)輸量，有利于礦井的運(yùn)輸和提升。

所以.廣泛使用錨桿是大力節(jié)約坑木的有效措施。

但是，錨桿不能預(yù)防圍巖風(fēng)化，不能完全防止錨桿與錨桿之間裂

隙巖石的剝落，因之，錨桿應(yīng)配合其它支護(hù)措施，如與金屬網(wǎng)、噴漿

或噴射混凝土等聯(lián)合使用，其適用范圍則更為擴(kuò)大。

二、錨桿的作用原理

錨桿維護(hù)巷道就是在巷道掘進(jìn)后，先向圍巖鉆鑿一系列的錨桿

孔，在孔內(nèi)錨入錨桿，將巷道圍巖進(jìn)行人工加固，充分利用圍巖本身

的自支撐能力，從而達(dá)到維護(hù)巷道的目的。

在煤系地層中掘進(jìn)巷道后，免壓圈內(nèi)的頂板巖石由于重力的作

用，開始彎曲下沉，巖層與巖層之間的粘結(jié)力會削弱而產(chǎn)生脫開或離

層的現(xiàn)象（圖3-2-1）,隨著頂板彎曲下沉的發(fā)展，頂板內(nèi)的各種應(yīng)力

也逐漸加大，當(dāng)應(yīng)力達(dá)到和超過巖石自身的強(qiáng)度極限時(shí)，頂板開始破

裂，直至冒落。

圖3-2-1巷道頂板的彎

由此可一知，巷道頂板巖石的冒落是從頂板的彎曲下沉開始的。在

此期間，使用普通木支架，或是金屬支架、石材支架，都不能消除巷

道直接頂板巖石的變形，因?yàn)橹Ъ懿牧系膹澢冃文芰Γ话愣即笥?/p>

巖石的彎曲變形。

錨桿能把頂板巖石聯(lián)在一起，防止各層巖石粘結(jié)力的削弱和巖層

的分離，使頂板的彎曲下沉緩慢發(fā)展。

關(guān)于錨桿支護(hù)的作用原理，主要有以下兒種觀點(diǎn)：

㈠懸吊作用——錨桿將軟弱巖層吊掛在上面堅(jiān)固穩(wěn)定的巖層上。

圖3-2-2表明煤層巷道的直接頂板一般比較軟弱，且不很厚，很容易

離層冒落，它上面的老頂則比較堅(jiān)固。這時(shí)，錨桿可以通過直接頂板

達(dá)到老頂，把直接頂錨固在老頂上；錨桿的這種作用就象是“釘釘子”,

把容易冒落的直接頂板“釘牢”在老頂上。

（二）組合梁作用——在層狀巖層的巷道頂板中，通過錨入一系列

的錨桿，將錨桿長度以內(nèi)的薄層巖石錨成巖石組合梁，從而提高其承

載能力。圖3-2-3為板梁和組合梁剛度和強(qiáng)度的對比示意圖。在相同

的荷載作用下，組合后的組合梁比未組合的板梁的撓度和內(nèi)應(yīng)力都大

為減小。

圖3—2—2錨桿的懸吊作

（三）圍巖補(bǔ)強(qiáng)作用

一巷道深部圍巖中的巖石是處于三軸受壓狀態(tài)，而靠近巷道周邊

的巖石則處于二軸受力狀態(tài)，后者的強(qiáng)度大大小于三軸的強(qiáng)度，故易

于破壞而喪失穩(wěn)定性（圖3-2-4左邊底巷道周圍打錨桿后，有些巖石

乂部分地恢復(fù)了三軸受力狀態(tài)（圖3-2-4右邊），增大了它本身的強(qiáng)

度，另外，錨桿還可以增加巖層弱面的剪斷阻力，使巷道周邊圍巖不

易破壞和失穩(wěn)，這就叫作圍巖補(bǔ)強(qiáng)作用。從巖石剪切強(qiáng)度理論的莫爾

應(yīng)力圓來看，巷道周邊二軸應(yīng)力狀態(tài)的應(yīng)力圓是很容易瀕于破壞（和

強(qiáng)度曲線相切）或超越強(qiáng)度曲線而破壞（圖3-2-5a）,當(dāng)錨桿加固圍巖

以后，不僅圍巖的強(qiáng)度曲線上移了，同時(shí)，由于巷道周邊巖石處于三

軸受壓狀態(tài)，其應(yīng)力圓向右移而距強(qiáng)度曲線更遠(yuǎn)了（圖3-2-5b）,故

圍巖能夠保持穩(wěn)定。

p

圖3—2—3板梁組合前后的撓度及內(nèi)應(yīng)力的對比

P—荷載；+一拉應(yīng)力；-----壓應(yīng)力

圖3-2-4錨桿對圍巖的補(bǔ)強(qiáng)

（四）擠壓連結(jié)作用——錨桿將巷道圍巖錨栓擠緊，對巖石施加預(yù)

應(yīng)力，以平衡巖石內(nèi)所產(chǎn)生的張拉應(yīng)力，阻止裂隙的繼續(xù)擴(kuò)大，而且,

對于松散巖石也能起到擠壓連結(jié)和加固作用。例如，國外某工程曾做

過一個(gè)簡單而有趣的試驗(yàn)；用一個(gè)長方形木箱，里面填緊小碎石，并

用模擬的錨桿將它們錨固起來，錨桿上緊以后，將木箱翻轉(zhuǎn)，其中充

填的小碎石竟倒不出來，如圖3-2-6所示。由此可知，通過錨桿的預(yù)

應(yīng)力作用，可以在彼此間毫無粘結(jié)力的碎石之間產(chǎn)生一種側(cè)向擠壓磨

阻力，足以支持碎石自身的重量而不會掉下來，好象碎石間互相連結(jié)

起來一樣。

ab

圖3—2—5圍巖補(bǔ)強(qiáng)作用的莫爾應(yīng)力圓

1一圍巖強(qiáng)度曲線；2一巷道周邊最危險(xiǎn)應(yīng)力圖

圖3-2-6錨桿錨固碎石的

（五）擠壓加固拱作用——將上述試驗(yàn)繼續(xù)做下去：用錨桿錨栓起

來的小碎石，不僅它們擠壓連結(jié)在一起足以支持自身的重量，而且，

它還可以作為一種承載結(jié)構(gòu)，支持額外的荷重。通過加載試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)

加載的錨固碎石構(gòu)件在錨桿墊板之間將會出現(xiàn)一個(gè)拉應(yīng)力區(qū)，致使該

區(qū)內(nèi)的小碎石松散而脫落下來，并形成了穹窿。當(dāng)荷載增大時(shí)，這穹

窿將擴(kuò)大而導(dǎo)致崩坍體解。為防止這一情況，并顯示在錨桿之間所需

要的最小支護(hù)量，乃在錨桿墊板下張掛細(xì)鐵絲網(wǎng)（鐵絲網(wǎng)并不和木箱

側(cè)面接觸），這樣一來，便大大提高了錨桿的支護(hù)能力，當(dāng)荷載加到

相當(dāng)大時(shí)（反復(fù)加載），破壞是以細(xì)鐵絲網(wǎng)被剪斷面開始的。以上試驗(yàn)

說明，松散巖石在預(yù)應(yīng)力作用下圍繞每根錨桿的周圍會形成?個(gè)兩頭

帶圓錐形的筒形擠壓區(qū)或壓縮應(yīng)力區(qū)，在系統(tǒng)排列的錨桿群中，這些

擠壓區(qū)便組成了一個(gè)具有相當(dāng)寬厚的均勻壓縮加固帶，它相當(dāng)于一種

承載結(jié)構(gòu)而支承相當(dāng)大的荷載。

巷道周圍打了成組排列和徑向布置的錨桿后，便在圍巖的一定厚度范

圍內(nèi)形成了個(gè)拱形壓縮帶或擠壓加固拱，它使巷道圍巖由原來是支架

上的“荷載”變成了“承載結(jié)構(gòu)”。如圖3-2-7所示，拱形壓縮帶的

厚度和錨桿的長度和間距有關(guān)；某工程根據(jù)光彈試驗(yàn)和理論計(jì)算的結(jié)

果，求得均勻壓縮帶的最小值，列于表3-2-1中。

均勻壓縮帶厚度表表3-2-1

錨桿長度/錨桿間距321.33

均勻壓縮帶厚度/錨桿長211

度33無

i!t7j1

圖3—2—730英尺寬巷道錨桿長與間距比形

成的拱形壓縮帶錨桿錨固碎石的試驗(yàn)

以上列舉了錨桿的五種作用，實(shí)際上各種作用不是單獨(dú)存在，而是綜

合在一起，互相聯(lián)系，互相補(bǔ)充，共同作用的。

三、幾種常用錨桿

錨桿的類型多種多樣：按錨固原理來分，有端頭錨固（點(diǎn)負(fù)荷式）、

全長錨固（全面膠結(jié)型）和兩者并用型之分；按錨桿組成材料來分，有

金屬錨桿、木錨桿、鋼筋或鋼絲繩砂漿錨桿和樹脂錨桿等?，F(xiàn)按后一

種分類法介紹幾種常用錨桿如下：

（一）金屬錨桿

1.金屬楔縫式錨桿這種錨桿結(jié)構(gòu)簡單，國內(nèi)外使用都較廣泛。

它由桿體、楔子、墊板和螺帽所組成（圖3-2-8a）o桿體通常用3號

鋼制作，直徑為20?25毫米，長度取決于頂板的巖層情況，常用長

度為1-4?1-8米。其上端加工有寬2?5毫米、長150?200毫米的

縱向楔縫。桿體下端100?150毫米長加工成標(biāo)準(zhǔn)三角螺紋。

圖3-2-8金屬楔縫式錨桿的組成及安設(shè)

1—楔子；2一桿體；3一墊板：4一螺母

a一組成圖：b—安設(shè)圖；F—摩擦阻力；

N一擠壓力；Q—錨固力

楔子用軟鋼或鑄鐵制造，其長度應(yīng)較楔縫短10~20毫米，以免

在桿體薄弱截面處產(chǎn)生過大的局部應(yīng)力，楔子的寬度可等于桿體直徑

或略小2?3毫米，其厚度則與錨牢處的巖石性質(zhì)及鉆孔直徑有關(guān)。

當(dāng)桿體直徑為25毫米及鉆孔直徑為34?36毫米時(shí)，在堅(jiān)固巖石中楔

子厚度可取19?20毫米，中等硬度巖石中取22?23毫米。軟巖石中

取25毫米，楔子尖端的厚度取上5?2毫米。

墊板多用厚6?10毫米的鋼板做成，規(guī)格為150X150或200X200

毫米，板中孔眼直徑比桿體大2?3毫米。有時(shí)也可用鋼板或鑄鐵做

成多種形式的如斜的、球面形的墊板，以適應(yīng)不平整的頂板（圖3-2-9、

圖3-2-10)o

圖3-2-9鑄鐵斜墊板圖3—2—10球面形制板

安裝錨桿時(shí)，先把楔子夾在桿體上端的楔縫中，與桿體一同送入鉆孔,

在桿體下端加保護(hù)套或擰上保護(hù)螺紋的螺母，然后對桿體不斷錘擊,

使楔子在尖劈作用下擠入楔縫，從而使桿體上端張開并錨入巖石中，

最后，安裝墊板，擰緊螺帽.錨桿便安裝完畢（圖3-2-8b）。

圖3-2-11金屬楔縫式錨桿的

錨桿力特性曲線

錨頭結(jié)構(gòu)尺寸是錨桿能否在巖石里錨牢的關(guān)鍵。錨頭錨入頂板后

桿體所能承擔(dān)的載荷即為錨桿的錨固力（或錨牢力）的數(shù)值指標(biāo)，它和

錨頭的結(jié)構(gòu)尺寸、鉆孔直徑和孔壁巖石的性質(zhì)等因素有關(guān)。楔縫式錨

桿的錨固力一般可大于10噸。圖3-2-11為金屬楔縫式錨桿的錨固力

特性曲線。

安裝錨桿時(shí)，擰緊螺帽是保證安裝質(zhì)量的重要措施。擰緊了螺帽，桿

體就會給予圍巖一個(gè)大小相等、方向相反的擠壓力，即“預(yù)應(yīng)力”，

它可預(yù)防圍巖離層變形或松動，能增加巖層弱面的剪斷阻力。同時(shí)在

擰螺帽時(shí)，還可以檢查錨桿的質(zhì)量，如錨固力不足，則在擰緊螺帽時(shí)

桿體會被拉出，此時(shí)，錨桿須重新安設(shè)。安裝錨桿時(shí)，一定要給錨桿

以足夠的預(yù)應(yīng)力，用以避免可能發(fā)生巖塊與地層脫開時(shí)的一些動力荷

載，以及用以減少相鄰錨桿的荷載差別。但是，安裝時(shí)給予錨桿的張

拉力也不宜過大，否則，頂幫圍巖繼續(xù)變形下沉?xí)r錨桿可能被拉斷。

所以錨桿的預(yù)應(yīng)力應(yīng)控制在0.5?0.8倍的錨桿的荷載能力，此時(shí)擰

緊螺母所給的扭矩約30?60公斤?米。實(shí)際工作中這樣大的扭矩一

般不易達(dá)到，因此，必須采用一些專用工具，如專門設(shè)計(jì)的風(fēng)動扳手

或大扳手（圖3-2T2）等。

圖3—2—12擰緊螺母的大扳手

a一大套筒扳手：b一小套筒扳手：c-最后擰緊螺母的平扳手

楔縫式錨桿結(jié)構(gòu)簡單，易于加工，在硬巖中錨固力也不小，但對

鉆孔的深度要求嚴(yán)格，又須錘擊安裝，故其桿體直徑要求較大，用鋼

材也較多。這種錨桿不能回收、復(fù)用。在軟巖中，由于錨固力不足，

不宜使用這種錨桿。

2.金屬倒楔式錨桿這是一種結(jié)構(gòu)簡單、錨固可靠的錨桿，其

構(gòu)造尺寸如圖3-2-13所示。

這種錨桿的桿體上端是一個(gè)鑄鐵固定楔，大頭在孔底，下端則和

楔縫式錨桿一樣，具有螺紋，另外，再配置一個(gè)鑄鐵的活動倒楔，小

頭向孔底。安裝時(shí)，把倒楔綁在固定楔的下部，一同插入孔內(nèi)，然后

用一根專用的錘擊桿（圖3-2-14）,頂在倒楔的尾端，再用鑿巖機(jī)進(jìn)

行錘擊，即可將錨桿錨固在巖層中。由于錨頭與孔壁是柱面接觸，故

比楔縫式錨桿的錨頭接觸面積大。因此，這種錨桿的錨固性能較好。

據(jù)測定，當(dāng)桿體直徑僅為16毫米、鉆孔直徑為44毫米時(shí)，錨固力可

達(dá)5噸以上。錨桿安裝時(shí)的扭矩相應(yīng)為20公斤?米左右即可（表

3-2-2）o為了適應(yīng)有足夠的錨固力，桿體直徑不要小于16毫米。

金屬倒楔式錨桿安裝時(shí)可不必完全插到孔底，故對鉆孔深度的要

求不必很嚴(yán)，巷道報(bào)廢時(shí)，先擰下錨桿的螺帽，退下墊板，向里錘擊

桿體，如果松動，就可回收。這種錨桿結(jié)構(gòu)簡單、制造容易、節(jié)省鋼

材，我國不少礦區(qū)已廣泛使用。

均金屬倒楔式錨桿安裝扭矩與預(yù)應(yīng)力的關(guān)系表

3-2-2

安裝扭矩（公斤?米）81012151820

預(yù)加應(yīng)力（噸）1.51.942.352.873.54.2

圖3-2-13金屬倒楔式錨桿的結(jié)構(gòu)

1—固定楔；2—活動倒楔；3一桿體；4一鑄鐵墊板；5一螺母

圖3—2—14安裝倒楔式錨桿的錘擊桿

a-錘擊桿；b一鑿巖機(jī)錘頭

3.漲殼式金屬錨桿這種錨桿在國外比較流行，但因其加工制造

較復(fù)雜，在國內(nèi)只有少數(shù)礦區(qū)使用。

漲殼式錨桿的端頭錨固是依靠一些附加零體將錨桿固定在鉆孔內(nèi)的。

因此，這種錨桿的可靠性主要取決于附加零件的構(gòu)造及其張開程度。

附加零件的構(gòu)造較多，其中常用的有四瓣漲殼式和二瓣漲殼式等兒種

（圖3-2-15和圖3-2-16）o

四瓣漲殼式錨桿是由錐形螺母1，四瓣漲殼2、桿體3、墊板5和螺

母6組成（圖3-2-15）o桿體由直徑19毫米的圓鋼制成,其上端有螺

紋還有兩個(gè)卡爪4,下端為熱鍛壓出來的死螺帽頭。漲殼用鑄鋼圓筒

制成，其兩相對方向共有四條槽縫，四瓣的外表面有逆制（單向）的水

平棱，用以加強(qiáng)錨固力和對孔壁的摩擦力。在安設(shè)時(shí)，先將漲殼套在

桿體上端螺棒上，借卡爪阻止其下滑，再擰上錐形螺母，使螺母位于

漲殼的上部，然后把它送入直徑梢大于漲殼直徑的鉆孔中去。當(dāng)錨桿

全部進(jìn)入鉆孔以后.用扳手卡住桿體下端死螺母旋轉(zhuǎn)桿體，由于孔壁

與漲殼間的摩擦力較大，錐形螺母便會沿桿體下移而進(jìn)入漲殼，使?jié)q

殼張開并壓緊在孔壁上，從而錨固在孔底圍巖中。為了防止錐形螺母

隨著螺棒?同旋轉(zhuǎn)，在它的大頭上有兩個(gè)尖角，而在小頭上則焊有兩

個(gè)卡子8,尖角可頂在鉆孔底面，防止螺母初始時(shí)發(fā)生轉(zhuǎn)動，卡子則

只允許螺母沿著漲殼的豎槽縫向下滑移。

兩瓣漲殼式錨桿的構(gòu)造與動作原理基本與上述錨桿類似，它的兩

瓣漲殼用鐵絲箍焊住，可掛在桿體上端，通過楔面螺母沿著螺棒下移

而把漲殼全面向外張開，使?jié)q殼整個(gè)外表面緊壓在孔壁上，從而獲得

錨固能力（圖3-2-17）o

3-2-15四瓣漲殼式錨桿

圖3—2—16兩瓣漲殼式錨桿

I一錐形螺母；2—四瓣漲殼；3一桿體；4-

5一墊板：6—螺母；7一尖角：8一卡子

漲殼式錨桿由于漲殼在鉆孔內(nèi)的壓緊接觸面積較大，故錨固可

靠，錨固力一般可達(dá)10~13噸以上，受力后的錨桿位移亦比楔縫式

小，如（圖3-2T8）所示。這種錨桿可以使用在松軟巖層中。由于安

裝時(shí)不用錘擊，故其桿體可比楔縫式的細(xì)，并且，這種錨桿還可以回

收桿體和墊板。但漲殼式錨桿結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，制造費(fèi)工，成本較高，故

現(xiàn)今國內(nèi)使用較少

圖3—2—17漲殼式錨桿錨固圖圖3—2—18漲殼式和楔縫式錨桿錨固力對比曲

線

（二）木錨桿

木錨桿也采取楔縫式結(jié)構(gòu)，可.分為普通木錨桿和壓縮木錨桿兩

種。

1.普通木錨桿用優(yōu)質(zhì)雜木制作，如榆、槐、桑等，要求木紋平

直，無疵病，具有足夠的強(qiáng)度。

木錨桿上下兩端都做成楔縫式結(jié)構(gòu)，尺寸見圖3-2-19之a(chǎn)。為

防止錘擊時(shí)桿體劈裂，上下楔縫方向應(yīng)互相垂直。楔子要用硬木制作;

木托板?般長400?500毫米、厚50毫米、寬200?300毫米，板中

有孔，孔徑比桿體直徑大2?3毫米。

木錨桿的安設(shè)方法和金屬楔縫式錨桿基本相同，只是木錨桿的下端也

是用木楔打入楔縫來固定木托板的。當(dāng)向錨桿下端安放木托板時(shí)，應(yīng)

當(dāng)注童木托板的木紋方向要和錨桿下端的楔縫方向相垂直，這樣可以

避免木托板劈裂。

普通木錨桿的錨固力較差，當(dāng)桿體的直徑為40毫米左右、楔子

長度大于200毫米時(shí)，個(gè)別錨桿的錨固力雖有達(dá)到4?5噸的，但通

常情況下只有兩噸左右。普通木錨桿加給圍巖的“預(yù)應(yīng)力”也很小，

故對圍巖的加固作用較差。

普通木錨桿結(jié)構(gòu)簡單、取材容易、制造方便、成本低，但它錨固力小，

時(shí)間久了易腐爛變，錨固力便會逐漸消失，故應(yīng)進(jìn)行防腐處理。在服

務(wù)年限短的采區(qū)巷道及煤層回采工作面等處使用普通木錨桿還是可

以的。

2.壓縮木錨桿是在普通木錨桿的基礎(chǔ)上發(fā)展出來的。木材的細(xì)胞壁

中的木質(zhì)素是一種高分子物質(zhì)，具有類似“熱塑”的性質(zhì)，如果把

潮濕的木材加以橫紋壓縮，就會產(chǎn)生較大的彈性變形，在變形狀態(tài)下

予以熱處理和冷卻，彈性變形就轉(zhuǎn)化為塑性變形而成為壓縮木。當(dāng)壓

縮木吸濕后，塑性變形又轉(zhuǎn)化為彈性變形，產(chǎn)生一種能恢復(fù)到接近原

有尺寸和形狀的膨脹特性。

壓縮木的容重達(dá)L4噸/米2,其力學(xué)強(qiáng)度要比普通木材增大2~3倍。

例如，壓縮松木的順紋極限抗壓強(qiáng)度為1230公斤/厘米M壓縮的白

樺木順紋極限抗拉強(qiáng)度達(dá)3000公斤/厘米）特別是它在潮濕的介質(zhì)

中能夠產(chǎn)生劇烈的膨脹，所以，壓縮木錨桿不僅楔縫式錨頭部分具有

錨固力，而且沿鉆孔全長都會產(chǎn)生膨脹錨固力，它以很大的壓力

（2-5?2-6噸/米2）擠壓孔壁圍巖，把錨桿所穿過的巖層緊緊擠壓加

固起來。據(jù)測定，壓縮木錨桿的錨固力一般都超過4噸，甚至可達(dá)9

噸。壓縮木錨桿的結(jié)構(gòu)見（圖3-2-19之b）。井下安裝前應(yīng)把壓縮木

錨桿浸濕，然后立即安裝，使其盡快膨脹達(dá)到最大錨固力。由于壓縮

木桿體橫向膨脹變形大，故常在其下端使用金屬墊板或金屬襯套，以

防止木托板被劈裂，又可保護(hù)孔口的巖石（圖3-2-20）。

圖3—2—19木錨桿的結(jié)構(gòu)圖3-2-20

a—普通木錨桿；b—壓縮木錨桿壓縮木錨桿的安設(shè)

1—木內(nèi)楔：2—木桿體：3—木托板1一■金屬墊板；2—

4一木外楔；5一金屬墊板金屬襯套

壓縮木錨桿在?些礦區(qū)的短壁回采工作面和準(zhǔn)備巷道里使用得

比較成功，經(jīng)受了動壓的考驗(yàn)，另外，用它來支護(hù)巷道或工作面的煤

幫，效果也是很好的。

但是，壓縮木錨桿的制造工藝相當(dāng)復(fù)雜，需要專門的工廠生產(chǎn)，

錨桿儲存管理時(shí)也要注意防潮，井下不宜儲存。由于壓縮木錨桿成本

較高，只有在用普通棚式支架難以維護(hù)的動壓巷道中使用，才算經(jīng)濟(jì)

合理。

（三）竹錨桿

我國南方盛產(chǎn)竹材.，它生長快、成材早，產(chǎn)量高，用途廣，富于

劈裂性和彈性，能承受拉力，壓力和剪力。試驗(yàn)證明，竹材的抗拉強(qiáng)

度達(dá)2000公斤/厘米2左右，約為木材的二倍，抗壓強(qiáng)度約比木材高

10%左右，可以代替木材制作錨桿。

竹錨桿的結(jié)構(gòu)有兩種：

竹片錨桿用四根厚8?10毫米，寬30?36毫米的竹片，用22

號鉛絲箍成圓形，直徑為38?40毫米，箍距為0.3?0.4米，距兩

端的距離則等于或稍大于楔于長度；楔子是用硬木做成的，如圖

3_2_21所示。

圖3—2—21竹片錨桿結(jié)構(gòu)圖

另一種竹錨桿為竹筋砂漿錨桿，用厚5?8毫米、寬15?25亳米

的竹片兩根，插入錨桿孔內(nèi)，然后注入水泥砂漿。

灌注砂漿的竹錨桿錨固力較好，據(jù)測定：一天后可達(dá)0.65~1.2

噸，7天可達(dá)1.4?2.0噸，基本上可以滿足采區(qū)巷道的使用要求。

竹錨桿雖有價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)，但在井下易腐爛，壽命短。因此，竹錨

桿所使用的竹材須經(jīng)防腐處理。處理的方法有多種，例舉-：

1.用2%明磯水與2%醋酸鉛相混合，將竹材在混合液中浸泡

20小時(shí)后，取出陰干，即可應(yīng)用；

2.用煤焦油浸漬和涂刷，施工操作簡便，效果也較好。

（四）鋼筋或鋼絲繩砂漿錨桿

1.鋼筋砂漿錨桿是在孔眼內(nèi)先注入砂漿，然后插入鋼筋（圖

3-2-22）,待砂漿凝固后，利用砂漿與孔壁、砂漿與鋼筋間的粘結(jié)力

來發(fā)揮其錨固巖層的作用。我國阜新平安礦很早以前就開始試驗(yàn)和應(yīng)

用這種錨桿，當(dāng)時(shí)用來制服運(yùn)輸大巷的底板隆起，收到了良好的效果。

當(dāng)頂板有裂隙時(shí)，這種錨桿也可用來加固頂板。

圖3—2—22鋼筋或鋼絲繩砂漿錨桿

1一砂漿；2一鋼筋；3—金屬墊板；4—鋼絲繩；5一木托板；6一卡子；7—金屬

這種錨桿所用的鋼筋為直徑不小于14毫米的螺紋鋼筋，常用長度為

1.4~1.8米。砂漿材料采用500^400號普通硅酸鹽水泥，粒徑小于3

毫米的中細(xì)砂，水泥：砂=1:1（體積比），水灰比為0.40?0.45,這

樣配出的砂漿稠度較稀，便于鋼筋插入其中，?般標(biāo)號不低于200號。

鉆孔的直徑通常為40毫米左右。注砂漿時(shí)，先用高壓風(fēng)、水將錨桿

孔吹洗干凈，然后利用砂漿錨桿注眼器注漿，注眼器的構(gòu)造如（圖

3-2-23）及圖（3-2-24）所示。砂漿注入錨桿孔后，應(yīng)立即把鋼筋插

入，并插到底。當(dāng)注頂板錨桿孔時(shí)，為避免鋼筋插入后下滑移動，可

在孔口用木楔楔緊堵漏。

圖3—2—23立式注眼器

1—4）20毫米注漿管；2一巾20毫米膠皮管;

3一罐體；4—蓋板；5—壓力表；

6一支架；7—66毫米鋼筋環(huán)；8—膠皮墊

2.鋼絲繩砂漿錨桿是利用直徑為10?19毫米的廢舊鋼絲繩經(jīng)截

斷、退火、破股、除銹、平直后備用。安裝時(shí)應(yīng)先把鋼絲繩插入錨桿

孔中，然后再注以砂漿，此時(shí)的砂漿水灰比可在0.38?0.40左右，

以手捏砂漿成團(tuán)而擠不出漿為適度。待砂漿凝固后還可在鋼絲繩尾端

穿上托板，卡上鋼絲繩卡子，如（圖3-2-22）所示。

鋼筋或鋼絲繩砂漿錨桿支護(hù)巷道，可大量節(jié)約木材和鋼材，成本較低。

它是全長膠結(jié)型的錨桿，故錨固力可一靠。我國鐵道系統(tǒng)試驗(yàn)，采用直

徑為19毫米的光面鋼筋、砂漿標(biāo)號為300號，齡期為28天的鋼筋砂

漿錨桿，其錨固力般大于8噸，而同樣條件下改用22毫米的螺紋

鋼筋時(shí)，其錨固力甚至可超過20噸。據(jù)某鐵礦在碎塊礦巖中錨固力

的測定，620?22毫米的螺紋鋼筋砂漿錨桿每10厘米長度的錨固力

達(dá)2.6?4.7噸。某煤礦用的鋼絲繩砂漿錨桿，其錨固力一般多在

5.0噸以上（表3-2-23）o鋼筋或鋼絲繩砂漿錨桿的錨固曲線見（圖

3-2-25）o

在我國金屬礦山，大量使用螺紋鋼筋的砂漿錨桿，而在煤炭系統(tǒng)

多采用鋼絲繩砂漿錨桿。但是，這種錨桿的初錨力較低，砂漿未凝固

時(shí)錨桿不能受力，因此，它們不能在圍巖破碎、錨桿安裝后立即需要

受力的條件下使用。為了彌補(bǔ)這個(gè)缺點(diǎn)，有的地方使用倒楔式金屬錨

桿，再灌注以水泥砂漿，這樣，既有較高的初錨力，又進(jìn)行了全孔錨

固，錨固力十分可靠，適合于松軟破碎巖層中使用。止匕外，鋼筋或鋼

絲繩砂漿錨桿施工工藝較其它錨桿復(fù)雜，工效較低。

（五）樹脂錨桿

近年來隨著化學(xué)工業(yè)的發(fā)展，出現(xiàn)了一種新型的錨桿結(jié)構(gòu)，這是

以合成樹脂為粘結(jié)劑，把錨桿桿體與孔壁巖石連接為一整體的一種新

型錨桿。它的最大特點(diǎn)是固化時(shí)間快，在很短時(shí)間內(nèi)就能達(dá)到很大的

錨固力，而且，其粘結(jié)強(qiáng)度高，錨固性能好，在同樣承載條件下，樹

脂錨桿比漲殼式金屬錨桿錨固得更為有效。與全長錨固時(shí)水泥砂漿錨

桿相比，其初錨力大，錨固迅速，可以及時(shí)管理頂板，能減小圍巖松

動和放炮震動等影響，錨桿與圍巖緊密粘合，共同作用，使支護(hù)更加

安全可靠。因此，近年來發(fā)展異常迅速，已在許多礦山和地下工程中

使用。

圖3-2-24牛角式注眼器

圖3—2—25端頭錨固式和全長錨固

1一把手；2一把手支架：3一鐘形閥4一進(jìn)料

式

4:5—法蘭盤；6—密封膠墊：7—M12X60螺

兩種錨桿在軟頁巖中的錨固曲線圖

栓：8一罐體：9—三角架；10-4*25亳米活接頭：

△一網(wǎng)徑25毫米的楔縫式錨桿；

II—法蘭盤；12一625亳米膠管；13—d>12毫

O一直徑28亳米的鋼筋砂漿錨桿；

米注漿管接頭：14—注漿管；15—三通進(jìn)風(fēng)管

鋼絲繩砂漿錨桿的錨固力表3-2-3

單位：噸

\齡期

16小66

1小時(shí)2小時(shí)8小時(shí)1天2天4個(gè)月6個(gè)月

序號\\時(shí)個(gè)月個(gè)月

12.52.02.02.04.04.15.05.576.3610.6

2（端頭2.42.43.83.05.0—5,576.369.83

焊一個(gè)

螺帽）

32.8——1.84.0——————6.8413.6

4————2.0———一—

平均2.22.262.533.254.555.05.576.5211.34

巖石種類玄武巖玄武巖玄武巖幺武巖玄武巖玄武巖玄武巖玄武巖玄武巖

錨孔深度1.51.5L51.5L5L5L51.51.5

（米）

樹脂錨桿按其錨固方式來分，有端頭錨固與全長錨固兩種。按其

安裝方式來分，有藥包式和現(xiàn)插灌注式兩種，按其錨桿桿體材質(zhì)采

分，有鋼桿體、木或竹桿體以及玻璃鋼桿體等。

為了在我國煤礦推廣應(yīng)用。1975年煤炭科學(xué)院北京研究所和淮南

礦務(wù)局所屬玻璃鋼廠等單位協(xié)作，研制成功一種M-1型樹脂錨桿；

它是一種藥包式端頭錨固的錨桿，是由樹脂藥包和錨桿桿體所組成

的。

MT型樹脂錨桿的樹脂藥包結(jié)構(gòu)見圖3-2-26。藥包有小5X370和小

35X280毫米（藥包重500?750克，樹脂用量110?140克）兩種規(guī)格。

它由內(nèi)藥包和外藥包組成，內(nèi)藥包為68—12毫米的玻璃小管，內(nèi)裝

固化劑與少量填料，外藥包有聚乙烯薄膜塑料袋及玻璃管兩種，內(nèi)裝

不飽和聚酯樹脂、加速劑及填料（瓷粉或石英粉）o

圖3-2-26樹脂藥包結(jié)構(gòu)圖

a一用塑料袋包裝的；b一用玻璃外管包裝的

1一堵頭：2一聚乙烯外袋；3—不飽和聚酯樹脂+加速劑+填料：

4—玻璃管；5—固化劑+填料；6—硬塑料套

化學(xué)樹脂錨固在工藝上的基本要求是樹脂必須是粘液或糊狀，容

易注入鉆孔，能填滿空隙，包圍桿頭，并且迅速地轉(zhuǎn)化為固體，卡

住錨桿。在力學(xué)性能上要求，樹脂在鉆孔內(nèi)固化粘結(jié)后的錨固強(qiáng)度必

須超過桿體的抗拉強(qiáng)度，能抗爆破震動和不受地下水、風(fēng)化等影響，

而且這種錨固性能必須是永久性的。其次是要符合經(jīng)濟(jì)，方便和原料

來源廣闊等原則。不飽和聚酯樹脂能滿足上述基本耍求，但它本身固

化很慢，在常溫下必須加入一定量的固化劑（引發(fā)劑）與加速劑（促進(jìn)

劑）才能聚合固化。固化劑系有機(jī)過氧化物，作用機(jī)理系?種游離基

反應(yīng)，引起樹脂的聚合和固化，加速劑的作用是降低固化劑開始分解

成游離基的溫度，從而保證樹脂的冷固化。在成分中加入填料的目的，

除了節(jié)省部分原材料外，可以避免曲于固化放熱反應(yīng)而易產(chǎn)生純樹脂

的熱裂現(xiàn)象。填料的品種，配比對樹脂的固化時(shí)間及力學(xué)強(qiáng)度有一定

的影響，表3-2-4列出了兒種不同填料對比試驗(yàn)結(jié)果。

M-1型樹脂錨桿用的桿體有鋼、木桿體結(jié)構(gòu)兩種形式，見圖3-2-27

所示。鋼桿體由616-18毫米普通三號圓鋼加工而成，桿體頭部為砸

扁的反麻花結(jié)構(gòu)，麻花應(yīng)反螺旋方向均勻扭轉(zhuǎn)180°,頂部寬度應(yīng)在

38毫米以內(nèi)，以利于把樹脂藥包向孔底推進(jìn)、捅破藥包，并將其攪拌

均勻。為了防止樹脂粘液外流，保證錨固長度，麻花下面應(yīng)焊一個(gè)直

徑638毫米的擋圈。桿體尾部與其它常用的俐錨桿一樣，采用螺桿,

墊板及螺母結(jié)構(gòu)。木桿體應(yīng)采用材質(zhì)較好的硬雜木，為了保證木桿體

與樹脂的粘緒力，最好在錨固部分的桿體表面車成一圈圈的U形溝槽,

糟探3?5毫米，間距40?60毫米。桿體頭部應(yīng)削扁成45°尖角，以

利捅破藥包和進(jìn)行攪拌。尾部則應(yīng)采用楔縫式和木托板形式，為了提

高其強(qiáng)度，應(yīng)在木托板下面加上鐵墊板，這樣，尾部錨固力可達(dá)4-0

噸左右。

M-1型樹脂錨桿的安裝操作步驟如下：

1.安裝前要檢查錨桿孔的深度（深了不能和孔底膠結(jié)），檢查桿

體零件是否齊全，樹脂藥包是否完好，是否有變質(zhì)現(xiàn)象。藥包如有

破損結(jié)塊，少量者可除去硬塊繼續(xù)使用，有大硬塊者，不可使用。

2.安裝前必須用壓風(fēng)吹掃眼孔內(nèi)的積水和巖粉，以免影響藥包

和孔壁的

3.樹脂錨桿攪拌工具為電煤鉆和一個(gè)連接頭，連接頭為200~300

毫米長的麻花鉆桿焊上套筒或螺母構(gòu)成，焊接時(shí)必須對正中心。

不同填料對樹脂固化時(shí)間與強(qiáng)度的影響表3-2-4

力學(xué)強(qiáng)度

固化容重

配比填料名稱（公斤/厘米2）-備注

時(shí)間（噸/米？）

抗壓抗拉抗彎

北京瓷粉4J1.791050107305七天齡期

北京石英4'30"1.81800100312七天齡期

粉4，30"1.88812102353七天齡期

1：2.5

白云石粉5’30"1.8077282281七天齡期

河砂5,20"——762————1小時(shí)齡期

淮南瓷粉

北京瓷粉6，1.8944559206七天齡期，稠度

zr.

1f

北京石英6，1.9060066204成型振動不密實(shí)

1：3.7粉5/2.0069091315七天齡期

白云石粉6/1.8371676240七天齡期

河砂5'30"——526————七天齡期

淮南瓷粉1小時(shí)齡期

圖3—2—27M-1型樹脂錨桿的桿體結(jié)構(gòu)圖

1一,擋圈;2一桿棒;3—,墊板;4—螺母；5—木桿體;

6一擋圈；7一木墊板；8—加固鋼套：9—木楔子

4.安裝時(shí)，應(yīng)在桿體上做出孔深標(biāo)記，先將藥包送入孔內(nèi)，再

把桿體插入孔中將藥包推送到孔底，然后在桿體尾部套上電煤鉆，給

電轉(zhuǎn)動，捅破藥包攪拌，同時(shí)把桿體均勻推至孔底，攪拌時(shí)間鋼桿體

為30秒左右，木桿體為20秒左右，攪拌時(shí)間過長反而會破壞膠凝，

時(shí)間太短，則攪拌不勻，影響膠凝固化。樹脂錨桿安裝不能中斷，應(yīng),

錨到底。

5.安裝完畢時(shí)，為避免在膠凝期間桿體自重下滑，在取下電鉆

之前，可用木楔或肝石在孔口楔緊桿體。

6.安裝后15分鐘，樹脂固化程度已達(dá)80%?90%的最終強(qiáng)度，

此時(shí)再在桿體下端安設(shè)墊板，打木楔楔緊，或用12英寸力矩扳手?jǐn)Q

緊螺母等進(jìn)行孔口錨固。其安裝順序見（圖3-2-28）。

圖3—2-28樹脂錨桿安裝順序

1、2—樹脂藥包和桿體一同放入錨桿孔；3—旋轉(zhuǎn)錨桿；

4—捅破藥包：5—擰緊錨桿和墊板：6—樹脂和孔壁粘結(jié)：

M-1型樹脂錨桿通過系統(tǒng)的性能試驗(yàn)和井下工業(yè)性試驗(yàn)。其有關(guān)

結(jié)果如下：

1.樹脂錨桿固化時(shí)間快、初錨力大、錨固可靠。M-1型錨桿樹

脂的固化時(shí)間只有3?5分鐘，10分鐘后即可承載。沿桿體每厘米粘

結(jié)長度的粘結(jié)力達(dá)300?600公斤，一個(gè)藥包經(jīng)半小時(shí)至一小時(shí)后的

初錨力為6?12噸，平均每米錨固長度的錨固力超過35?40噸。

2.鋼桿體端頭錨固的樹脂錨桿，它的抗拉，抗彎和錨固強(qiáng)度都

比倒楔式、漲殼式等金屬錨桿為高，而且桿體的滑移量很小，一般

均可達(dá)到桿體的極限強(qiáng)度。圖（3-2-29）為樹脂錨桿在頁巖中的錨固

力特性曲線并與其它類型錨桿進(jìn)行對比。樹脂木錨桿的錨固力試驗(yàn)結(jié)

果都是木質(zhì)桿體斷裂。

1O

10203040

變位（拿米）

圖3-2-29樹脂錨桿與其它錨桿錨固曲線對照圖

3.在頁巖、砂質(zhì)頁巖和石灰?guī)r中使用端頭錨同220毫米的樹脂

錨桿，其錨固力均可達(dá)到巾16?18毫米普通圓鋼桿體的屈服極限，這

說明樹脂錨桿的錨固力與一般的巖石關(guān)系不大。但在煤層和斷層破碎

帶中，由于巖石的強(qiáng)度較低。故錨固力也都偏低，然而與倒楔式、漲

殼式等錨桿相比，其錨固力還是較大的（表3-2-5和表3-2-6）。并且

隨著錨固長度的增加I，其錨固力必然還要增大。

4.通過放炮震動對樹脂錨固的影響試驗(yàn)查明，初次放炮會引起

貼在巖面的錨桿托板梢微松動，但對錨固力影響不大，這說明樹脂錨

桿有良好的抗震性能。

5.在冬季低溫（0"C）的條件下施工，樹脂錨桿的錨固力并不降

低。鉆孔中有一定流水（180?390毫升/分）的情況下，樹脂錨桿也仍

然可以使用。

6.試驗(yàn)（表3-2-7）表明，樹脂藥包的貯:存期對錨固力有直接影

響，貯存期超過三個(gè)月，藥包就變質(zhì)硬化，無法使用。但貯存期的長

短也與氣溫有關(guān)，要求藥包貯存在25c以下的陰暗、干燥的防火倉庫

內(nèi)或井下碉室中。

7.近兒年來，M-1型樹脂錨桿在煤礦中的巖巷、半煤巖巷，煤巷、

有淋水巷道、動壓巷道等多種地質(zhì)條件下進(jìn)行了工業(yè)性試驗(yàn)和使用，

充分說明了藥包的配方在技術(shù)上是過關(guān)的，桿體的結(jié)構(gòu)是合理的，操

作安全、方便，在四千多米巷道掘進(jìn)施工中，沒有發(fā)生安全與冒頂

事故。至于支護(hù)的長期效果，則有待于時(shí)間的考驗(yàn)。樹脂錨桿是利

先進(jìn)的支護(hù)技術(shù)和工藝，具有承載迅、迅錨固力大，適應(yīng)性強(qiáng)、有

抗震和抗腐蝕等優(yōu)良性能，可以緊跟掘進(jìn)迎頭安設(shè)，能及時(shí)有效地阻

止圍巖松動，把巖層的垂直和側(cè)向移動減至最低限度，從而充分發(fā)揮

錨桿

鋼桿體樹脂錨桿在煤層中的錨固力表3-2-5

錨固力（噸）

試驗(yàn)地點(diǎn)試驗(yàn)根數(shù)

平均值最大值最小值

九槽煤層83.24.71.5

一槽煤層53.66.52.1

各種錨桿在斷層破碎帶*試驗(yàn)結(jié)果表3-2-6

桿體直錨固力（噸）

試驗(yàn)

錨桿形式徑平均最大最小備注

根數(shù)

（毫米）值值值

樹脂錨桿24.03.53.8齡期一天，

616

錨固長200

倒楔式金屬23.01.01.9毫米

616

錨桿22.21.92.1

616

漲殼式金屬23.01.52.0

2X6股

錨桿齡期十天，

廢鋼絲

鋼絲繩砂漿鋼絲繩斷

繩

錨桿裂

*在某礦-320米水平，附近巖石為泥質(zhì)頁巖、粉砂頁，軟弱破碎，遇

水部分軟化為白泥。

樹脂藥包不同貯存期的錨固力試驗(yàn)表表3-2-7

半個(gè)一個(gè)三個(gè)四個(gè)

貯存期一天二個(gè)月五至六個(gè)月

月月月月

86.86.560.7

錨固力6

86.56.45.2—1.7

（噸）2.8

86,765