《锚杆索的种类》PPT课件

,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,*,*,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,*,*,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,*,*,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,*,*,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,*,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,*,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,*,一、锚杆种类,锚杆种类,1.,按锚固方式分类,按锚固方式分类，可分为机械式、粘结式及混合式。,机械式锚固锚杆，其锚固装置或杆体与钻孔孔壁接触，靠摩擦力提供锚固力。用锚固装置提供锚固力的机械式锚杆分楔缝式、倒楔式和涨壳式等；靠杆体摩擦提供锚固力的锚杆分为管缝式和水力膨胀式。,黏结式锚固锚杆，其杆体部分或全长采用树脂、水泥等胶结材料，将杆体与钻孔孔壁黏结在一起，以胶结材料的黏结力提供锚固力。黏结式锚固锚杆分为水泥、水泥砂浆、树脂等类型。,混合式锚固锚杆，两种或两种以上的锚固方式混合使用，如涨壳式端部锚固与树脂全长锚固相结合使用，不仅能在锚杆安装后立即施加较大的预紧力，而且可实现全长锚固。,一、锚杆种类,2.,按锚固长度分类,按锚固长度分类，可分为端部锚固、全长锚固与加长锚固。,端部锚固锚杆的锚固长度不大于,500mm,或锚杆钻孔深度的,13.,各种用锚固装置提供锚固力的机械式锚杆大多属于端部锚固锚杆；圆钢水泥、树脂锚杆也以端部锚固为主。,全长锚固锚杆的锚固长度大小于锚杆钻孔深度的,90%,。管缝式和水力膨胀式锚杆属于机械式全长锚固锚杆；水泥、水泥砂浆、树脂锚固剂也可实现全长锚固。,加长锚固锚杆的锚固长度介于端部锚固与全长锚固之间。如加长锚固的螺纹钢锚杆，既能保证锚杆锚固力，又能节约一定的锚固材料，得到大量的推广应用。,3.,按锚杆杆体种类与材质分类,按锚杆杆体种类与材质分类，如图,3-1-1,所示。,一、锚杆种类,图,1,锚杆杆体分类,一、锚杆种类,按照杆体材质可划分为金属锚杆、非金属锚杆及复合型锚杆。金属杆体锚杆有圆钢锚杆、螺纹钢锚杆、管式锚杆及柔性锚杆；非金属锚杆有木锚杆、竹锚杆及玻璃钢锚杆等，又属于可切割锚杆；复合型锚杆杆体由金属和非金属材料复合而成，如尾部带金属螺纹段的复合玻璃钢锚杆。,按照杆体截面形状可划分为实心杆体与管式杆体。,按照杆体表面形状分为光圆杆体、螺纹杆体及粗糙表面杆体等。,按照锚杆杆体的刚度可划分为刚性锚杆和柔性锚杆。,按照锚杆杆体的强度可划分为低强度锚杆、中等强度锚杆、高强度锚杆和强力锚杆。低强度锚杆主要指圆钢锚杆，屈服强度小于,300Mpa,；中等强度锚杆屈服强度介于,300,400MPa,，通常采用建筑螺纹钢的材料（,20MnSi,）制成；高强度锚杆屈服强度介于,400,600MPa,；强力锚杆屈服强度不小于,600MPa,，拉断载荷在,300kN,以上。,锚杆支护构件图,锚杆及附件,锚固剂,钢 带,锚 索,网,二、锚杆支护材料,在借鉴国外先进技术的基础上，经过集中攻关，开发出适合我国煤矿巷道的高强度螺纹钢锚杆支护系列材料及配件。通过杆体结构与形状优化，更有利于提高锚杆的锚固效果；通过开发锚杆专用钢材或调质处理，达到高强度和超高强度级别。高强度锚杆成为锚杆支护的主要形式。,二、锚杆支护材料,高强锚杆及附件,杆体几何形状,合理孔径差的条件下，保证杆体能顺利插入钻孔；,有利于提高锚固剂的粘结力与锚固效果；,尽量使杆体各个部位等强度；,杆体尾部有利于施加较大的预应力。,螺纹钢锚杆杆体,主要有以下三种形式：普通,建筑螺纹钢,；,右旋,全,螺纹钢,；,左旋,无,纵筋螺纹钢,。,二、锚杆支护材料,杆体几何形状,左旋,无,纵筋螺纹钢,。有利于增加,锚固剂,密实度，提高锚固力；尾部螺纹加工采用合理工艺，保证强度接近和达到杆体强度；尾部滚压成型螺纹，加工精度较高，可施加较大预应力。,左旋,无,纵筋螺纹钢杆体,是基本满足杆体形状设计四准则、较理想的锚杆杆体。,二、锚杆支护材料,杆体尾部结构（,杆尾螺纹结构，受力复杂、易破坏）,螺纹部分,不仅,受拉,，而且,受剪,切、弯曲；,螺纹,直径与杆体不等，,变径应力集中,（,2,3,倍,）。,为保证螺纹强度接近或等于杆体，可采用以下结构：,滚圆加工,后,滚丝,，,减少强度损失,；,螺纹段,进行,调质,处理，,提高螺纹强度,；,墩粗杆体尾部，再加工螺纹，增加螺纹面积；,取消,螺纹,，制成墩,头锚杆,，从根本上消除螺纹影响；,细牙全螺纹杆体，螺母直接拧入杆体。,二、锚杆支护材料,螺母,螺母作用,:,压紧托板给锚杆施加预应力；围岩变形后通过托板传递到杆体，杆体工作阻力增大，控制围岩变形。,要求,:,承载能力与杆体匹配；螺母结构形状、规格与加工精度有利于给锚杆施加大预应力；有利于锚杆安装。,3,、锚杆支护材料,标准螺母,加厚螺母,大螺距螺母,阻尼式螺母,销钉式螺母,压片式螺母,球形螺母,螺母,普通螺母,扭矩螺母,托板,托板的作用：通过螺母施加扭矩，压紧托板给锚杆提供预应力，并使预应力扩散；围岩变形后载荷作用于托板，通过托板将载荷传递到杆体，增大锚杆工作阻力，进而控制围岩变形。,要求：承载能力应与杆体匹配；变形能力，当载荷较大时可压缩，不致脆裂、失效；一定面积，有利于锚杆预应力扩散；调心能力，避免锚杆受偏载而降低支护能力。,3,、锚杆支护材料,平托板,拱形托板,金属托板,木托板,非金属托板,混凝土托板,塑料托板,托板,其它形状,可调心托板,不可调心托板,3,、锚杆支护材料,托板分类,3,、锚杆支护材料,托板受力,100100mm 150 150mm 200 200mm,不同尺寸托板扩散预应力效果,托板受力分布,减摩垫圈,采用高效减摩副，减少螺母、垫圈和托板之间的摩擦阻力。在螺母与托板之间加金属垫圈和塑料垫圈，可减少摩擦阻力，而且塑料减摩垫圈的材质起着关键作用。,3,、锚杆支护材料,数字,代表减摩材料,0,不使用减摩垫片,1,聚四氟乙烯,2,1010,尼龙,3,改性,1010,尼龙,4,高密度聚乙烯,树脂锚固剂,对树脂锚固剂的要求：固化后有较高粘结力、较高变性模量；固化快，快速安装，及时施加预应力；固化时间可调，满足加长、全长锚固要求；固化后收缩率低；有利于钻孔中安装和搅拌。,全长锚固树脂锚固剂：采用高聚合度树脂锚固剂专用树脂；低粘度，满足预应力全长锚固；高粘结力、高强度，保证锚固效果,。,3,、锚杆支护材料,组合构件,平钢带,M,型钢带,钢 带,钢 梁,组合构件,钢筋托梁,W,型钢带,其它钢带,3,、锚杆支护材料,W,型钢带,W,钢带：护表面积大，扩散作用范围大；强度、刚度大。钢带较薄，托板压入或压穿钢带，钢带剪切和撕裂。,W,型钢护板,M,型钢带,强度大，,抗弯,刚度大，钢材利用率高；,向,下,截面模量,远大于,向,上。,安装易与顶板,紧,贴,；承压控制围岩变形能力强；,翼缘,高，抗,撕裂,性能好。,护顶面积较小。,型号,展宽,/mm,厚度,/mm,质量,/(kg/m),屈服载荷,/kN,破断载荷,/kN,向下截面模量,/mm,3,向上截面模量,/mm,3,GRT-M3,173,3,4.05,124.6,197.2,5944,2160,GRT-M4,173,4,5.4,166.1,263.0,7926,2880,GRT-M5,173,5,6.75,207.6,328.7,9908,3600,GRT-M6,173,6,8.09,249.1,394.4,11889,4320,3,、锚杆支护材料,网,网的作用：防止破碎岩块垮落；紧贴表面，提供一定支护力,(0.01MPa),；将岩层载荷传递给锚杆；提高深部围岩残余强度，减小破碎范围。,3,、锚杆支护材料,铁丝网,钢筋网,金属网,非金属网,网,经纬网,菱形网,塑料网,笆片,编织网,压模网,复合网,可切割锚杆,玻璃钢锚杆以不饱和树脂为基料，以玻璃纤维为增强材料复合而成。,优点：质量小，强度与质量比高；耐腐蚀性；可切割，不损坏采煤机，不会产生火花。,缺点：杆体尾部连接部位承载力低；杆体承受扭矩小，易扭断，不能施加较大预应力；杆体延伸率低，巷帮变形较大很容易破断。,3,、锚杆支护材料,玻璃钢锚杆,型号,直径,(,外径,/,内径,),/mm,质量,/kg/m,杆体拉断力,/kN,杆尾拉断力,塑料螺母,/,钢螺母,/kN,K60-17C,17,0.38,100,50/80,K60-17E,17,0.38,150,50/100,K60-22C,22,0.64,180,60/120,K60-22E,22,0.64,270,70/150,K60-25C,25,0.90,250,80/150,K60-25E,25,0.90,380,100/180,J64-25C,25/12,0.63,180,80/160,J64-25E,25/12,0.63,250,100/180,玻璃钢锚杆（德国）,3,、锚杆支护材料,锚索,索体材料：精轧螺纹钢筋、高强度钢丝和钢绞线；,锚固材料：水泥浆、树脂及水泥浆树脂联合锚固；,锚固长度：端部锚固和全长锚固。,索体数量：单体锚索和锚索束。,预应力：预应力与非预应力锚索。,索体结构形式：普通锚索与鸟笼式锚索。,钻孔直径：小孔径,(28-33mm),和大孔径锚索,(50mm,以上,),3,、锚杆支护材料,小孔径树脂锚固锚索,原锚索直径小，钻孔不匹配；破断力小，延伸率低，预应力低。,大直径、大延伸率、高吨位强力锚索。,加大索体直径，最大,28.6mm,。大幅提高破断力。,新,19,根钢丝代替,7,根，结构合理，提高锚索延伸率。,原,17,结构,新,119,结构,3,、锚杆支护材料,3,、锚杆支护材料,锚索拱形托板配调心球垫,强力锚索,