錨桿錨網(wǎng)錨噴支護(hù)

關(guān)于錨桿錨網(wǎng)錨噴支護(hù)主要內(nèi)容一、錨桿支護(hù)的原理、分類二、錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)依據(jù)、要點(diǎn)三、錨噴、錨網(wǎng)和錨索支護(hù)概述四、錨桿支護(hù)施工要求、施工質(zhì)量檢測五．《煤礦安全規(guī)程》關(guān)于錨桿支護(hù)的有關(guān)規(guī)定第2頁,共61頁，2024年2月25日，星期天一、錨桿支護(hù)的原理、分類

從支護(hù)機(jī)理上看，錨桿支護(hù)屬于“主動(dòng)”支護(hù)，可以充分利用圍巖的自承能力，提高巷道圍巖的穩(wěn)定性，將載荷體變?yōu)槌休d體。在相同生產(chǎn)地質(zhì)條件下，錨桿支護(hù)的巷道圍巖變形量比棚式支護(hù)減少一半以上。

第3頁,共61頁，2024年2月25日，星期天

從技術(shù)經(jīng)濟(jì)上對比，錨桿支護(hù)可以節(jié)約大量鋼材，減少材料運(yùn)輸工作量，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度和改善作業(yè)環(huán)境；保持采煤工作面上下兩道和開切眼的暢通，為回采工作面快速推進(jìn)和高產(chǎn)高效低成本生產(chǎn)創(chuàng)造有利條件；錨桿支護(hù)巷道施工簡單，機(jī)械化程度高，可大幅度降低巷道支護(hù)成本，提高掘進(jìn)速度和生產(chǎn)效率。第4頁,共61頁，2024年2月25日，星期天（一）、錨桿支護(hù)作用機(jī)理1、懸吊理論機(jī)理：將巷道頂板較軟弱巖層懸吊在上部穩(wěn)定巖層上，以避免較軟弱巖層的破壞、失穩(wěn)和塌落，錨桿所受的拉力來自被懸吊的巖層重量。第5頁,共61頁，2024年2月25日，星期天缺點(diǎn)：沒有考慮圍巖的自承能力，而且將被錨固體與原巖體分開。適用條件：錨桿可以錨固到頂板堅(jiān)硬穩(wěn)定巖層。第6頁,共61頁，2024年2月25日，星期天2、組合梁理論

機(jī)理：將錨固范圍內(nèi)的巖層擠緊，增加各巖層間的摩擦力，防止巖石沿層面滑動(dòng)，避免各巖層出現(xiàn)離層現(xiàn)象，提高其自撐能力；將巷道頂板錨固范圍內(nèi)的幾個(gè)薄巖層鎖緊成一個(gè)較厚的巖層（組合梁）；在上覆巖層載荷的作用下，這種組合厚巖層內(nèi)的最大彎曲應(yīng)變和應(yīng)力都將大大減小，組合梁的撓度亦減小。

第7頁,共61頁，2024年2月25日，星期天缺點(diǎn)：將錨桿作用與圍巖的自穩(wěn)作用分開；隨著圍巖條件的變化，在頂板較破碎、連續(xù)性受到破壞時(shí)，組合梁也就不存在了。適用條件：層狀地層；頂板在相當(dāng)距離內(nèi)不存在穩(wěn)定巖層，懸吊作用處于次要地位。第8頁,共61頁，2024年2月25日，星期天3、組合拱（壓縮拱）理論機(jī)理：在破裂區(qū)中安裝預(yù)應(yīng)力錨桿時(shí)，在桿體兩端將形成圓錐形分布的壓應(yīng)力，如果沿巷道周邊布置錨桿群，只要錨桿間距足夠小，各個(gè)錨桿形成的壓應(yīng)力圓錐體將相互交錯(cuò)，就能在巖體中形成一個(gè)均勻的壓縮帶，即承壓拱，這個(gè)承壓拱可以承受其上部破碎巖石施加的徑向荷載。在承壓拱內(nèi)的巖石徑向及切向均受壓，處于三向應(yīng)力狀態(tài)，其圍巖強(qiáng)度得到提高，支撐能力也相應(yīng)加大。缺點(diǎn)：一般不能作為準(zhǔn)確的定量設(shè)計(jì)。適用條件：頂板無穩(wěn)定巖層。第9頁,共61頁，2024年2月25日，星期天1．鋼筋或鋼絲繩砂漿錨桿

鋼筋或鋼絲繩砂漿錨稈是全長錨固型錨桿。設(shè)計(jì)錨固為30～50KN。（二）、錨桿的結(jié)構(gòu)類型第10頁,共61頁，2024年2月25日，星期天2．全屬倒楔式錨桿

此種錨桿由桿體、固定楔、活動(dòng)倒楔、墊板和螺帽組成，如圖5-6所示。這種錨桿屬端頭錨固型，安裝后可立即承載，可回收。錨固力達(dá)40KN左右。常用于圍巖比較破碎，需要立即承載的地下工程。第11頁,共61頁，2024年2月25日，星期天3．木錨桿

普通木錨桿和壓縮木錨桿第12頁,共61頁，2024年2月25日，星期天4.樹脂錨桿

用樹脂為粘結(jié)劑，在固化劑和加速劑的作用下，將錨桿的頭部粘結(jié)在錨桿孔內(nèi)。端頭錨固型樹脂錨桿是由樹脂藥包和桿體組成(圖5-7)。使用115型樹脂錨固劑，可在3～5min內(nèi)凝膠達(dá)到很高的錨固強(qiáng)度，15min后即可套上墊板緊固螺帽。使用82型錨固劑，可在15～60s內(nèi)凝膠，5min后錨固力可達(dá)40KN以上，可滿足5min上墊板擰緊螺帽的要求。第13頁,共61頁，2024年2月25日，星期天此類錨桿可分為等強(qiáng)錨桿和非等強(qiáng)錨桿第14頁,共61頁，2024年2月25日，星期天5．快硬水泥錨桿（不常用）

快硬水泥錨桿的桿體結(jié)構(gòu)與樹脂錨桿相同，是端頭錨固型錨桿。目前常用的膠結(jié)材料有國產(chǎn)定型早強(qiáng)水泥和雙快水泥按一定比例混合而成。使用前需浸水2～3min，在錨桿孔內(nèi)經(jīng)桿頭攪拌，12min后錨固力開始增長，lh后錨固力可達(dá)60kN左右。適用于圍巖自穩(wěn)時(shí)間超過12min的各類永久性地下工程。配合先噴后錨，在軟巖中亦可應(yīng)用。第15頁,共61頁，2024年2月25日，星期天6．快硬膨脹水泥錨桿（不常用）

快硬膨脹水泥錨桿是用快硬膨脹水泥卷代替樹脂藥包，對錨桿桿體進(jìn)行端頭錨固的一種錨桿。錨桿桿體用φ14㎜或φ16㎜鋼筋做成，頭部的前端焊一φ38～40㎜的阻擋墊圈，另一端車有螺紋。第16頁,共61頁，2024年2月25日，星期天第17頁,共61頁，2024年2月25日，星期天7．管縫式錨桿

管縫式錨桿又稱開縫式或摩擦式錨桿，它是采用高強(qiáng)度鋼板卷壓成帶縱縫的管狀桿體外徑38.1㎜，用鑿巖機(jī)強(qiáng)行壓入比桿徑小2～3mm的錨孔，為安裝方便，打入端略呈錐形。由于管壁彈性恢復(fù)力擠壓孔壁而產(chǎn)生錨固力，屬全長錨固型錨桿。

第18頁,共61頁，2024年2月25日，星期天對地層橫向錯(cuò)動(dòng)，有良好適應(yīng)能力，鉆孔變彎曲，錨固得更牢。這種錨桿的成本較高，不能回收復(fù)用，但錨固性能好，錨固力大。第19頁,共61頁，2024年2月25日，星期天8．可伸縮式錨桿（不常用）⑴結(jié)構(gòu)可伸縮式錨桿。這種錨桿是對桿件、內(nèi)錨頭、外錨頭及托板等構(gòu)件采用特殊結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)可伸縮的目的。第20頁,共61頁，2024年2月25日，星期天⑵桿體可伸縮錨桿

用優(yōu)質(zhì)鋼材，并對材料進(jìn)行專門加工處理，可制成較大延伸率的錨桿桿體。第21頁,共61頁，2024年2月25日，星期天9.其它錨桿脹裂式速效預(yù)應(yīng)力錨桿（不常用）玻璃鋼錨桿中空自鉆式錨桿（不常用）第22頁,共61頁，2024年2月25日，星期天玻璃鋼錨桿第23頁,共61頁，2024年2月25日，星期天二、錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)依據(jù)和要點(diǎn)錨桿支護(hù)參數(shù)確定⑴按懸吊理論確定支護(hù)參數(shù)1）錨桿長度錨桿長度的計(jì)算公式為：

L=L1+L2+L3第24頁,共61頁，2024年2月25日，星期天式中：L1為錨桿外露長度，一般L1=0.1～0.15m。對于端頭錨固型錨桿，L1=墊板厚度+螺母厚度+（0.03～0.05）m；對于全長錨固錨桿，還要加上穹形球體的厚度。L2為錨桿有效長度。L3為錨桿錨固段長度，一般端錨L3=0.3～0.4m，由拉拔實(shí)驗(yàn)確定；當(dāng)圍巖松軟時(shí)還要加大。對于全長錨固錨桿，錨桿的有效長度則為

L2+L3。第25頁,共61頁，2024年2月25日，星期天有效長度L2，有以下幾種確定方法：①當(dāng)直接頂需要懸吊而它們的范圍易于劃定時(shí)，L2應(yīng)大于或等于它們的厚度。②當(dāng)巷道圍巖存在松動(dòng)破碎帶時(shí)，L2應(yīng)大于巷道松動(dòng)破碎區(qū)高度hi，hi可按下式確定：式中，RMR為CSIR地質(zhì)力學(xué)分級巖體總評分；

B為巷道跨度。第26頁,共61頁，2024年2月25日，星期天③一般還可按L2=KH進(jìn)行計(jì)算，H為軟弱巖層厚度（或冒落拱厚度），m；K為考慮軟弱巖層變化的安全系數(shù)，一般取1.5～2。軟弱巖層H的確定是根據(jù)地質(zhì)資料，實(shí)測或經(jīng)驗(yàn)估計(jì)，冒落拱高度是按下式估算，即第27頁,共61頁，2024年2月25日，星期天2）錨桿桿體直徑

錨桿桿體直徑根據(jù)桿體承載力與錨固力等強(qiáng)度原則確定，即式中，

d為錨桿桿體直徑，㎜；

Q為錨固力，由拉拔實(shí)驗(yàn)確定，KN；

σt為桿體材料抗拉強(qiáng)度，MPa。第28頁,共61頁，2024年2月25日，星期天3）錨桿間、排距

錨桿的間距，排距計(jì)算，通常間、排距相等，取為a，并根據(jù)錨桿的錨固力應(yīng)等于或大于被懸吊巖石的重量的原則確定，即：

式中，γ為巖石體積力，KN/m3。第29頁,共61頁，2024年2月25日，星期天⑵按擠壓加固拱理論計(jì)算錨桿參數(shù)

它不要求錨桿伸入堅(jiān)固巖層中。這樣錨桿長度和間距之間必須滿足某種關(guān)系，才能形成一定厚度的擠壓加固拱，以支承地壓，按照擠壓加固拱理論，加固拱厚度與錨桿長度和間距之間的關(guān)系可按下式第30頁,共61頁，2024年2月25日，星期天

b——加固拱厚度，m；

L——錨桿的有效長度，m；

α——錨桿在松散體中的控制角，度；

a——錨桿的間距。根據(jù)上式，如果按常用錨桿1600～1800㎜和間、排距500～700㎜，則加固拱厚度將為1000～1200㎜，相當(dāng)于2～3層料石碹拱的厚度。第31頁,共61頁，2024年2月25日，星期天2、錨桿的布置

根據(jù)圍巖的性質(zhì)，錨桿可排列成方形、五花形等。方形適用于穩(wěn)定的巖層，梅花形適用于穩(wěn)定性較差的巖層，其布置如圖5—20所示。錨桿的錨入方向，應(yīng)與巖層面或主要裂隙面成較大的角度相交，盡可能與其正交；層面與裂隙面不明顯時(shí)，錨桿應(yīng)垂直于巷道周邊錨入。第32頁,共61頁，2024年2月25日，星期天第33頁,共61頁，2024年2月25日，星期天三、錨噴、錨網(wǎng)和錨索支護(hù)1、錨噴支護(hù)錨桿和噴射混凝土雖各自有優(yōu)點(diǎn)，但也有不足之處。錨噴聯(lián)合支護(hù)，恰能使兩者取長補(bǔ)短，互為補(bǔ)充，是一種性能更好的支護(hù)形式。第34頁,共61頁，2024年2月25日，星期天錨噴支護(hù)圖示例第35頁,共61頁，2024年2月25日，星期天2、錨網(wǎng)支護(hù)錨網(wǎng)支護(hù)是將金屬網(wǎng)用托板固定或綁扎在錨桿上所組成的支護(hù)形式。金屬網(wǎng)用來維護(hù)錨桿間的圍巖，防止小塊松散巖石掉落，也可作為噴射混凝土的配筋。被拉緊的金屬網(wǎng)還能起到聯(lián)系各錨桿組成支護(hù)整體的作用。常見的金屬網(wǎng)有金屬菱形網(wǎng)、經(jīng)緯網(wǎng)，一般采用直徑3～4㎜的鐵絲編制而成，一般采用鍍鋅鐵絲，由于金屬網(wǎng)消耗鋼材較大，目前正在使用具有一定抗拉強(qiáng)度和延伸率的玻璃鋼纖維或塑料網(wǎng)代替。第36頁,共61頁，2024年2月25日，星期天第37頁,共61頁，2024年2月25日，星期天錨網(wǎng)支護(hù)梯形巷道第38頁,共61頁，2024年2月25日，星期天錨網(wǎng)支護(hù)拱形巷道第39頁,共61頁，2024年2月25日，星期天3、錨噴網(wǎng)聯(lián)合支護(hù)噴射混凝土能有效的控制錨桿間的石塊掉落，但其本身是脆弱的，當(dāng)巖石變形大時(shí)，容易開裂剝落。解決辦法之一就是噴射混凝土之前敷設(shè)金屬網(wǎng)，噴后成鋼筋混凝土層，提高了混凝土的整體性，改善了噴層的抗拉性能，這就形成了錨噴網(wǎng)聯(lián)合支護(hù)，能有效的支護(hù)松散破碎的軟弱巖層。金屬網(wǎng)用鋼筋直徑一般為6～12㎜，鋼筋間距一般為200～400㎜。第40頁,共61頁，2024年2月25日，星期天4、錨網(wǎng)帶支護(hù)

錨網(wǎng)帶支護(hù)由錨桿、鋼帶及金屬網(wǎng)組成。鋼帶是用扁鋼或薄鋼板制成，為了便于錨桿安裝，在鋼帶上預(yù)先鉆好孔，鉆孔形狀為橢圓形，鉆孔直徑應(yīng)由相應(yīng)錨桿直徑確定。也可采用鋼筋梯代替鋼筋帶。第41頁,共61頁，2024年2月25日，星期天5、錨索支護(hù)

錨索支護(hù)是根據(jù)礦山壓力中煤層頂板是板塊原理的假說,讓錨索直接打在不冒落的老頂上,然后利用錨索30t的預(yù)應(yīng)力提前把直接頂?shù)踝?來維護(hù)巷道,減少頂板下沉量和破壞程度。錨索是錨桿的發(fā)展和延伸，其材料一般采用既有一定剛度又有一定柔性的鋼鉸線制作，長度可達(dá)10m甚至20m以上，抗拔力可達(dá)幾百kN，是地下大斷面巷道、硐室，以及巖層有軟弱夾層時(shí)的有效支護(hù)手段。預(yù)應(yīng)力錨索一般由錨固段、自由段和張拉端三部分組成。錨固段是錨索錨固在巖體內(nèi)提供預(yù)應(yīng)力的根基；自由段式連接錨固段與張拉端的錨體部分；張拉端是錨索位于孔口的外露部分。第42頁,共61頁，2024年2月25日，星期天錨索支護(hù)圖示例第43頁,共61頁，2024年2月25日，星期天四、錨桿支護(hù)施工要求、施工質(zhì)量檢測（一）、支護(hù)材料（以沈煤集團(tuán)西馬煤礦中厚煤層為例）1、頂板使用∮20mm螺紋鋼等強(qiáng)錨桿，錨桿長2.0m，錨深1.9m，間排距為0.8×0.9m；2、頂板使用∮15.5mm鋼鉸線錨索，錨索長9.0m，錨深8.7m，沿巷中布置3-3方式，間排距為1.2×1.8m；3、巷幫使用∮20mm螺紋鋼等強(qiáng)錨桿，錨桿長1.80m，錨深1.70m，間排距為0.8×0.9m；第44頁,共61頁，2024年2月25日，星期天4、柔性鋼帶采用∮8mm以上鋼絲繩制成，長4.2m，眼距0.8m；金屬網(wǎng)規(guī)格為1.1×10m；5、錨桿托盤厚度不小于8mm，錨索托鋼使用礦工鋼制作；6、樹脂錨固劑使用數(shù)量：頂板完整無節(jié)理時(shí)，錨桿使用1個(gè)錨固劑，錨索使用3個(gè)錨固劑；若頂板遇斷層、節(jié)理、破碎及煤幫松軟時(shí)，錨桿使用2個(gè)錨固劑，錨索使用4個(gè)錨固劑；第45頁,共61頁，2024年2月25日，星期天（二）、打錨桿、錨索眼方法

打眼前要先敲幫問頂，確認(rèn)安全后方可開始工作。眼位要準(zhǔn)確，誤差±100mm。眼深度應(yīng)與錨桿或錨索長度相匹配。（三）、安裝錨桿、錨索程序

把樹脂錨固劑送入眼口，先用錨桿或錨索頂住樹脂錨固劑推至眼底，再用鑿巖機(jī)或錨桿鉆機(jī)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)攪拌，時(shí)間為8-15秒，直至達(dá)到設(shè)計(jì)深度。攪拌后要等待40秒鐘再取下鑿巖機(jī)或錨桿鉆機(jī)，而后安裝托盤，緊固螺母或托鋼鎖具。錨桿或錨索眼打完后立即進(jìn)行安裝，其順序由外向里逐排進(jìn)行。第46頁,共61頁，2024年2月25日，星期天（四）支護(hù)質(zhì)量保證措施1、錨桿或錨索打設(shè)角度必須盡量與巖層層面或巷道輪廓線垂直布置?？刂坪缅^桿或錨索錨深，保證頂錨桿外露長度大于40mm，小于60mm；幫錨桿外露長度大于20mm，小于50mm，螺母必須擰緊，錨索外露長度不大于350㎜；錨桿（索）誤差角度±5°。錨桿間排距誤差±100mm。2、施工期間錨索托體使用礦工鋼，沿前掘方向布置，保證巷道托鋼上線。第47頁,共61頁，2024年2月25日，星期天3、安裝頂及幫錨桿時(shí)必須使用套頭，確保樹脂錨固劑得以充分?jǐn)嚢?，錨固力達(dá)到規(guī)定要求，錨桿、錨索打設(shè)完后必須及時(shí)緊固、鎖牢。4、頂網(wǎng)及幫網(wǎng)全部要沿巷道斷面鋪設(shè)并且金屬網(wǎng)必須拉直繃緊，貼緊幫頂，網(wǎng)間壓茬范圍在100mm～200mm之間，網(wǎng)間壓茬用12#或14#鐵線均勻扭結(jié)牢固，其扭結(jié)間距不大于300mm。5、柔性鋼帶緊貼頂板拉緊，錨桿或錨索必須在柔性鋼帶固定位置內(nèi)打設(shè)。柔性鋼帶安裝時(shí)，扭距＜100mm。第48頁,共61頁，2024年2月25日，星期天（五）錨桿錨索支護(hù)施工的安全技術(shù)措施

1）施工期間，必須設(shè)專人經(jīng)常檢查工作面及已掘巷道錨桿、錨索的支護(hù)情況，如發(fā)現(xiàn)托盤變形、托盤未接實(shí)幫頂，錨桿、錨索失效等情況，要及時(shí)在其周邊200mm以內(nèi)補(bǔ)打錨桿、錨索。2）打錨桿或錨索眼、安裝錨桿或錨索期間，施工人員要避開釬桿、錨桿或錨索可能下滑墜落的范圍。第49頁,共61頁，2024年2月25日，星期天3）進(jìn)行錨桿拉力試驗(yàn)期間，施工人員必須避開拉拔器缸體可能墜落的范圍，若拉拔發(fā)現(xiàn)有不合格錨桿及時(shí)按規(guī)定進(jìn)行補(bǔ)打。4）打頂錨桿時(shí)工作人員必須站在安全地點(diǎn)，由外向里、由中間向兩邊進(jìn)行打設(shè)，如前探梁占據(jù)錨桿位置，可以先打完其它錨桿后，退出前探梁再打剩余錨桿，必須是打完所有頂錨桿后，再打幫錨桿。第50頁,共61頁，2024年2月25日，星期天5）在打錨桿、錨索眼過程中，必須注意巖性變化，保證錨桿末端固定在穩(wěn)定巖層內(nèi)不小于0.3m，錨索末端固定在穩(wěn)定巖層內(nèi)不小于1.0m。當(dāng)鉆具鉆進(jìn)速度異常時(shí)（如發(fā)現(xiàn)煤線、巖石變軟等情況），必須立即向礦有關(guān)部門匯報(bào)，及時(shí)采取加長錨桿、錨索或架金屬棚支護(hù)等措施。第51頁,共61頁，2024年2月25日，星期天6）施工過程中過斷層、遇頂板有壓力顯現(xiàn)、圍巖破碎帶時(shí)，循環(huán)進(jìn)度不得大于1.0m，且該段及前后各3.0m范圍內(nèi)的錨桿、錨索必須加密，錨桿間距不變，排距由0.9m改為0.7m；錨索間距不變，排距由1.8m改為1.4m；頂板掛雙層金屬網(wǎng)；若頂板破碎嚴(yán)重，網(wǎng)兜較多時(shí)，必須及時(shí)采取備金屬棚進(jìn)行加強(qiáng)支護(hù)。第52頁,共61頁，2024年2月25日，星期天（六）錨桿支護(hù)質(zhì)量的檢驗(yàn)

為保證錨桿支護(hù)質(zhì)量，必須對錨桿施工加強(qiáng)技術(shù)管理和質(zhì)量檢查，主要檢查錨桿孔直徑、深度、間距及螺帽的擰緊程度，并對錨桿錨固力進(jìn)行抽查檢驗(yàn)，常用設(shè)備是ML-20型錨桿拉力計(jì)。第53頁,共61頁，2024年2月25日，星期天《掘進(jìn)質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定：頂板錨桿的錨固力必須達(dá)到100KN（拉拔器壓力表讀數(shù)20MPa）以上，每300根錨桿做一組錨桿拉拔試驗(yàn)，每組拉拔3根錨桿，