锚杆技术概述

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,锚杆技术概述,姓 名:王玉龙,学 号:s070340,指导教师:王贵和,1,一锚杆技术定义：,是一种将受拉杆件一端固定(称锚固段) 在边坡或地基的岩(土) 层中,另一端与工程建筑物相连接,用以支承由于土压力、水压力或风压力所施加于建筑物的推力,从而利用地层锚固力以维持建筑物稳定的技术.,2,二锚杆支护技术国内外发展：,锚杆支护技术始于国外，1905年美国在建筑修缮方面开始使用喷浆技术，1911年德国第一次在井下巷道喷浆，1924年前苏联的顿巴斯矿开始应用锚喷支护。50年代初，瑞士和西德生产了高效喷射机，并采用了速凝剂。随后，锚喷与锚杆支护右奥地利，瑞士、瑞典、挪威、德国、加童大英国、法国、美国和澳大利亚等国家的地下工程中得到了普遍应用。目前，对锚杆支护技术研究和应用最为活跃的当属澳大利亚 。,3,我国的锚杆支护是在1956 年开始研究的, 但由于技术条件等原因, 锚杆支护的发展一直比较缓慢, 直到九十年代, 我国煤巷锚杆支护才开始得到迅速发展。我国国有大中型煤矿每年掘进的巷道总长度高达5000km 以上, 到1995 年底, 我国不受回采影响的岩巷, 其锚喷( 网) 支护比重达57.129% , 而在占每年掘进巷道总长度80%的受采动影响的煤巷、半煤岩巷中, 其锚杆支护率却很低, 煤巷中锚杆支护率仅为15.115% , 仍然大量使用安装施工不方便、支护效果不理想且支护维护费用较高的金属支架及其它支护形式, 不利于巷道维护状况和安全条件的改善, 制约了矿井稳产高产的发展和工作面单产及效率的提高。,4,三土层锚杆技术优点：,土层锚杆技术有许多优点,其主要优点有:,1锚杆施工机械及设备的作业空间不大,因此可以适合各种地形及场地;,2用锚杆代替钢横撑做侧壁支撑,不但可节省大量钢材,还可改善施工条件;,3锚杆的设计拉力可由抗拔试验获得,因此可保证设计有足够的安全度;,4锚杆可采用预应力,以控制建筑物的变位量;,5施工量、噪音和振动均很小。,5,自锚杆支护技术问世以来, 随着在生产实践中的应用, 锚杆支护理论也在不断发展。近年来, 锚杆支护理论在悬吊理论、组合梁理论、压缩拱理论的基础上又提出了锚杆支护的扩容稳定理论, 进一步揭示了锚杆支护的实质。随着锚杆支护理论的发展, 锚杆支护设计方法也在不断发展、完善。晋城矿区以前多采用传统的设计方法, 如工程类比法、理论分析法及监测法。随着计算机的广泛应用, 借助数值模拟进行锚杆支护设计得到了较大的发展, 提出了全新的动态信息设计法, 并得到了广泛应用。,6,四我国煤矿锚杆支护发展方向：,经过近10年的迅速发展，我国煤矿锚杆支护已形成较为明显的四个方向，即组合锚杆、预应力锚杆、可拉伸锚杆和“三小”锚杆。,7,1组合锚杆,组合锚杆分为对水平拉杆施加预应力与不施加预应力两种。施加预应力的组合锚杆即行架锚杆架锚杆的结构形式有多种。但其主要构件和工作原理基本相同，即在顶板斜拉锚杆和水平拉杆的共同作用下，形成对顶板中部的压缩，一方面增大了顶板裂隙体中的摩擦力，另一方面减小甚至抵消了顶板中部可能产生的拉应力，同时，由于两根斜拉锚杆通过水平拉杆连结一体，既能协调受力，又具有一定的柔性，允许顶板微量下沉并在微量下沉过程中，增大顶板岩体摩擦角中和摩擦力，产生自锁作用，从而能够有效地维护高应力区的破碎顶板，阻止节裂岩体中单体锚杆之间可能发生的松脱冒顶。,8,2预应力锚杆,预应力锚杆有纵向预应力和横向预应力之分，纵向预应力锚杆就是通过对锚杆端部螺帽施加足够的扭矩使杆体中产生足够拉应力;横向预应力锚杆主要有水涨式和缝管式两种。组合锚杆，又是预应力锚杆，而且既有横向预应力又有纵向预应力，因而是一种性能优越的预应力组合锚杆。,9,3可拉伸锚杆,如前所述，可拉伸锚杆有很多种，但其作用原理基本相同。锚杆对围岩的加固作用是通过二者之间的相互作用实现的，这种相互作用来源于二者之间的变形差，变形差则来源于二者之间的刚度差。由于软岩刚度过小，动压巷道的应力集中较大，因而往往导致软岩和动压巷道中的锚杆与围岩之间的变形差过大，过早地达到极限而引起锚杆与围岩之间相互作用状态发生变化，锚固力大大降低。可拉伸锚杆通过杆体伸长可适应锚杆与围岩之间产生的大变形量而不丧失锚固力，这正是可拉伸锚杆能适应软岩和动压巷道围岩大变形的原因和工作原理。,10,4“三小”锚杆,“三小”锚杆光爆锚喷新技术于1991年试验成功。近几年在我国国有重点矿区推广应用结果表明:在可比条件下，小直径树脂锚杆可节约锚固剂50%左右，钻孔速度比钻大孔径提高50%左右，且节省了杆材。,11,五锚杆支护技术发展制约因素,制约锚杆支护技术发展速度与水平的四大因素：,国内外锚杆支护实践表明，锚杆支护是加固围岩，提高和利用围岩自身支撑能力，实现共同承载的主动支护形式，具有经济、快速和安全的巨大优越性。然而，这种优越性并非在所有采用锚杆支护的煤矿都能体会到。相反，有相当一部分煤矿锚杆支护的成巷速度并不快，安全性也不好，原因就在于没有解决好至少以下四个主要方面的问题，即锚杆与锚固剂的产品质量、锚杆机具与安装质量、锚杆监测仪器与监测技术以及锚杆支护技术人员培训。,12,1锚杆与锚固剂的产品质量,锚杆的材质、结构与其力学性能紧密相关，锚固剂的质量指标更是决定支护可靠性的关键，澳大利亚和英、美等国极为重视锚杆和锚固剂的生产，制定了严格的技术性能质量指标。而我国煤矿目前使用的锚杆及其构件很多是自产白用，存在着很大的随意性，缺乏必要的检测和监督;锚固剂的生产也比较复杂，性能质量难以保证。,13,2锚杆机具与安装质童,锚杆机具性能是决定锚杆安装质量与施工速度的关键。澳大利亚不仅重视研制各种具体用途的锚杆结构型式，而且极为重视锚杆钻装机的不断研制更新，如新型ABM20锚杆钻装机不仅可同时完成打眼与安装两项作业，同时安装顶板锚杆的数量多达6根，而且还可以安装两帮锚杆，并保证安装的锚杆锚固可靠，有足够的预紧力，因而保证了锚杆支护的高质量与高速度。而我国目前虽然电动、风动和液压锚杆钻机都有，但性能结构不尽合理，零部件质量和整机性能都急需进一步完善与提高，,14,3锚杆监测仪器与监测技术,监测是监督施工质量、保证锚杆支护安全可靠的重要手段。锚杆支护是一项隐性工程，因而更需要及时可靠和行之有效的施工检测与跟踪监测。,15,4锚杆支护人员培训,人是一切工作计划的制定者积执行者，人是最重要的资源，人的管理是最难的管哩。无论从结构合理、质量上乘的锚杆到性能优良的锚固剂，还是从灵验时，将“使用综合测量装置，对安装好的锚杆进行监测”作为成功的五项经验之一。,16,六值得进一步研究的问题,1在不降低承载力的前提下,为适应场地条件,使锚固体或锚固段做成扩体,以缩短锚杆长度.,2在新开挖基坑边离邻近建筑物或构筑物很近,原有建筑物的基础对锚杆施工的影响.,3如何回收锚杆,在回收锚杆的同时,如何加固曾作为锚固段的地基.,4 在沿海大、中城市软土地区如何扩大土层锚杆的应用范围.,5土层锚杆的徐变和松弛的研究.,17,谢谢大家!,18,