锚索支护技术杆(第二节

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,2018/9/18,#,单击此处编辑母版标题样式,2018/9/18,#,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2024/11/19,1,主要内容,第四章：不稳定围岩巷道支护技术,一、岩石锚杆与喷射混凝土支护技术,二、锚索支护技术,三、软岩巷道锚注支护技术,四、超前锚杆预支护技术,五、高应力大地压巷道中的联合支护,2024/11/19,2,第二节,锚索支护技术,预应力锚杆就是施加有预应力的锚杆。如采用钢绞线、钢丝等线材作锚杆材料，并施加预应力，则被称为锚索。也可以将预应力锚杆和锚索统称为锚索。,一、,锚索结构与材料,（一）锚索与普通锚杆的区别,1,、因为要施加预应力，所以锚索在全长范围内要区分锚固段和自由段。锚固段是锚索受力的根基，同时也是能承受预应力的基本条件；自由段是预应力作用的工作段。,2,、锚索承受的载荷（预应力）更大，因此锚索体通常采用高强高性能材料；同时对锚固力的要求也更大、更可靠，一般锚固段采用较长段（弱的岩 石中，要求,2,米以上）的固结，并且通常是全长灌浆。,3,、为了向岩体内传递比较高的载荷作用，在锚头部位一般设有专门的墩座或大托盘。,第四章 不稳定围岩巷道支护技术,2024/11/19,3,锚索索体材料应根据材料自身的特点、载荷大小和特性、加固规模、施工场地等因素进行选择。常用的索体材料主要为高强预应力钢绞线，要求具有强度高、柔性好、延伸率低等特性。,预应力锚索常用钢铰线的规格有,12.70mm,、,15.24mm,和,17.78mm,三种。,（三）其它构配件,1,、锚具,包括夹具、锚锁（夹具见应用技术规程,JGJ85-92,）等。预应力锚索采用的锚夹具以夹片式为主，常用的锚具为,OVM,型、,QM,型、,XM,型等。因锚具规格要按钢绞线来选取，因此，在使用中应按所用钢绞线规格选取相应的锚具，以保证锚具夹片与钢绞线之间有良好的匹配关系。,2,、承压板,承压板通常由钢板或槽钢构成，承压板的表面应平整并与锚索垂直。承压板要求有足够的刚度。,锚索张拉和锁定前后应用油脂充填锚孔垫板上下部位（锚孔与防护帽的空隙），以起防止钢绞线等金属材料的锈蚀作用。,（二）索体材料与结构,2024/11/19,4,二、锚索的分类与基本结构,锚索的分类方法较多，通常按锚固部分的受力状态来分类，普通锚索形式,分为无应力快装锚索（,NTMS,）、后应力快装锚索（,PTMS,）和快装预应力锚索（,ITMS,）三大系列。根据不同的地质采矿条件，每一系列中又有多种规格的锚索。,1,、无应力快装锚索（,Non-Tensioned Cables,）,-NTMS,系列,本系列锚索的适应条件是：锚索施加高预应力，安装过程不施加预应力。此类锚索的最大特点是安装简单、快捷。锚索的作用是悬吊、让压。锚索结构形式如图,4,16,、图,4,17,。,图,4,16,快装无应力锚索（,NTMS,）,图,4,17,快装无应力防腐蚀锚索（,NTMS,）,2024/11/19,5,2,、快装后应力锚索（,Post-Tensioned Cables,）,-PTMS,系列,本系列锚索结构简单、安装快捷，锚索预应力可在锚固剂凝固后施加。锚索的作用可以是悬吊、让压，也可以施加安装预应力，优化组合梁。锚索结构形式如图,4,18,、图,4,19,。,图,4,18,快装后应力锚索（,PTMS-,）,图,4,19,快装后应力防腐蚀锚索（,PTMS-,）,2024/11/19,6,本系列锚索是快装预应力锚索，在锚索安装的同时产生预应力。其特点是复合结构锚索，具有安装快捷结构合理等特点。锚索结构形式如图,4,20,、图,4,21,。,图,4,20,快装预应力锚索（,ITMS-,）,图,4,21,快装预应力防腐蚀锚索（,ITMS-,）,以上,3,种锚索是（捷马）济宁矿山支护设备制造公司生产。,3,、快装预应力锚索（,INSTaL Tensioned Cables Bolts,）,-ITMS,系列,2024/11/19,7,普通锚索锚固力、预应力靠段头锚固来实现，锚固效果差；灌浆锚索克服了这些问题，在锚索安装张拉后，再向锚索体内灌注水泥浆，实现全长锚固的目的。,华丰煤矿清大实业集团公司专门生产灌浆锚索。,三、锚索参数设计,（一）锚索破坏形式,（,1,）锚索体与注浆固结体之间的剪切或拉伸破坏,锚索与固结体之间因为粘结强度不够，或者粘结界面处应力过于集中而造成的破坏。,（,2,）注浆固结体与岩体界面之间的剪切破坏,在软弱岩层中由于其强度不够或者应力集中过于严重，使固结体与岩层界面发生脱离，并经常是伴随有岩体局部破碎和塌落。,（,3,）岩层在预应力或岩层载荷作用下的剪切破坏,由于锚固深度不够，岩层的抗拉拔能力不足而形成的拔出漏斗式破坏。,（,4,）索体材料的断裂破坏,索体断裂情况比较复杂。大致可能分为两种情况，一种是锚索材料强度不足造成的。另一种可能是预应力过高造成的。,4,、灌浆锚索,2024/11/19,8,（,5,）固结浆体在锚索的拉力或压力作用下破坏,因锚固段固结浆体的强度低，从而使固结浆体形成拉或压破裂。,（,6,）岩体的整体破坏,由于整体支护能力不够，出现锚索群的破坏，使岩体在较大范围内失稳。,由此可见，锚索支护在设计中要考虑的因素比较多。,（二）锚索设计,锚索设计包括：锚固力大小、固结长度和锚索整体长度（锚固深度与锚索自由段长度）、索体材料的确定及其构成和相应的截面积、锚头设计等。,1,、锚固力大小,锚索锚固力大小通常采用工程类比法确定。,2,、锚固段长度,一般考虑两种情况破坏：,（,1,）粘结体与孔壁的粘结力不够,其锚固长度计算公式为,式中,:L,锚固段长度,:T,w,锚索工作锚固力；,D,钻孔直径；,S,f,安全系数；,孔壁与浆液固结体的极限粘结强度。,2024/11/19,9,其锚固长度计算公式为,式中：,:L,锚固段长度,:T,w,锚索工作锚固力；,d,钢绞线直径；,S,f,安全系数,n,钢绞线的根数；极限剪应力。,锚固力小于,200kN,时，锚固长度不宜小于,1m,；锚固力大于,200kN,时，不宜小于,1.5m,。,3,、锚固段的深度（自由段长度）,h,对于单根锚索：对于锚索群：,岩体抗剪切强度，,kPa,；,锚索间距。,4,、锚索间排距,根据经验，锚索的间排距应大于,1.5m,。由于经常是锚索与锚杆联合使用，此时的锚索设计要根据荷载分摊的原则进行。且因为锚固段预应力荷载相对较大，如锚索周围有受力结构物，则应相距,3,米以上。,5,、张拉预应力设计,预应力锚索的张拉预应力的大小需根据锚索材料的极限强度确定。矿山巷道锚索的张拉力一般为锚索材料强度的,40,60%,。,（,2,）锚索体与粘结体粘结力不够,2024/11/19,10,四、锚索桁架支护,（一）锚索桁架支护原理,锚索桁架是利用拉杆通过张紧装置使桁架锚索处于拉伸状态，给围岩一个压应力，使顶板围岩与两帮围岩形成一瓶颈结构,只要两帮稳定,巷道将保持稳定。,当张拉筋的压应力,N,0,时，锚索垫木块不受力，破碎或裂隙岩石在重力,G,的作用下将下沉乃至断裂冒落。,当张拉筋的压应力逐渐增大，达到一定值时锚索受力,C,与垫木受力,C,将产生垂直分力,T,、,T,和水平压应力,P,、,P,。当,P,、,P,足够大时，原破碎、开裂的岩石的原张拉力转变为压应力而形成岩梁拱。这个拱除可以保持拱本身的稳定外，还可以承受拱上部围岩的应力。垂直分力也有利于提高岩梁拱的支撑能力。锚索桁架力图如,图,4,22,所示。,图,4,22,锚杆桁架力图,2024/11/19,11,（二）锚（杆）索桁架的分类及支护参数,锚（杆）索桁架按具体采矿地质条件，可分为全锚索桁架（,JMS,）、锚杆锚索桁架（,JMM,）和弯曲锚杆锚索桁架（,JMB,）三大系列。,1,、全锚索桁架（,JMS,系列桁架）,JMS,锚索桁架主要有,JMS,6,和,JMS,7,两大系列。这一桁架适应巷道宽度,2500mm,6000mm,，侧帮倾斜锚索长度,3000mm,6000mm,。此类锚索适合各种巷道高度，厚度大的煤顶及软弱顶板；可以施加大预应力，有效控制顶板下沉。,JMS,系列锚索桁架结构如,图,4,23,图,4,23 JMS,系列全锚索桁架结构图,2024/11/19,12,2,、锚杆锚索桁架（,JMM,系列桁架）,本系列桁架由倾斜锚杆和锚索拉杆组成，按锚索直径不同分为,JMM,6,和,JMM,7,两大系列。倾斜锚杆可以是快装预应力锚杆或全长锚固锚杆，锚杆长度,1600mm,2800mm,，锚杆直径,18mm,24mm,；锚索直径,15.24mm,、,17.78mm,。这种锚杆锚索桁架对厚煤层顺槽具有更好的支护效果，可有效控制顶板下沉。锚索桁架支护结构如图,4,24,所示,。,图,4,24 JMM,系列锚杆锚索桁架结构图,2024/11/19,13,3,、弯曲锚杆锚索桁架（,JMB,系列桁架）,本系列桁架由倾斜锚杆和锚索拉杆组成，按锚索直径不同分为,JMB,6,和,JMB,7,两大系列。倾斜锚杆为全长预锚固锚杆，锚杆长度,1600mm,2800mm,，锚杆直径,18mm,24mm,；锚索直径,15.24mm,、,17.78mm,。这种锚杆锚索桁架与其它锚索桁架相比结构更简单，价格更便宜。弯曲锚杆锚索桁架支护结构如图,4,25,所示。,图,4,25 JMB,系列锚杆锚索桁架结构图,2024/11/19,14,欢迎与大家交流,！,山东科技大学学术报告,电话,：,13605386950(,泰安,),13105326980(,青岛,),Email:,Thanks for you attention!,