第二節(jié) 錨桿支護(hù)

1、1 第第八八章章 巷道支護(hù)巷道支護(hù) 第二節(jié)第二節(jié) 錨桿支護(hù)錨桿支護(hù) 2 2 2021-7-22 一、錨桿支護(hù)技術(shù)發(fā)展一、錨桿支護(hù)技術(shù)發(fā)展 （一）支護(hù)發(fā)展的過程（一）支護(hù)發(fā)展的過程 1945 194519501950：機(jī)械式錨桿的研究與應(yīng)用。機(jī)械式錨桿的研究與應(yīng)用。 1950 195019601960：廣泛采用機(jī)械式錨桿，開始對(duì)錨廣泛采用機(jī)械式錨桿，開始對(duì)錨 桿進(jìn)行系統(tǒng)研究。桿進(jìn)行系統(tǒng)研究。 1960196019701970：發(fā)明了樹脂藥卷，引發(fā)錨桿技術(shù)發(fā)明了樹脂藥卷，引發(fā)錨桿技術(shù) 的一次革命。的一次革命。 1970197019801980：發(fā)明管縫式、水力漲管式錨桿，發(fā)明管縫式、水力漲管式錨桿

2、， 研究新的錨桿設(shè)計(jì)方法，長(zhǎng)錨索產(chǎn)生。研究新的錨桿設(shè)計(jì)方法，長(zhǎng)錨索產(chǎn)生。 1980198019901990：混合錨頭錨桿、組合錨桿、桁架混合錨頭錨桿、組合錨桿、桁架 3 3 2021-7-22 錨桿、各種特種錨桿得到應(yīng)用，樹脂錨固材料得到錨桿、各種特種錨桿得到應(yīng)用，樹脂錨固材料得到 改進(jìn)。改進(jìn)。 （二）錨桿支護(hù)技術(shù)在國(guó)外的應(yīng)用（二）錨桿支護(hù)技術(shù)在國(guó)外的應(yīng)用 1. 1.美國(guó)美國(guó) 美國(guó)作為世界上第二采煤大國(guó)，錨桿支護(hù)技術(shù)美國(guó)作為世界上第二采煤大國(guó)，錨桿支護(hù)技術(shù) 是最先進(jìn)的，美國(guó)錨桿支護(hù)技術(shù)至今已有一百多年是最先進(jìn)的，美國(guó)錨桿支護(hù)技術(shù)至今已有一百多年 的發(fā)展歷史，但錨桿支護(hù)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，僅是近的發(fā)

3、展歷史，但錨桿支護(hù)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，僅是近 五、六十年的時(shí)間，現(xiàn)在美國(guó)礦井的錨桿支護(hù)率為五、六十年的時(shí)間，現(xiàn)在美國(guó)礦井的錨桿支護(hù)率為 100100。美國(guó)每年錨桿使用量在。美國(guó)每年錨桿使用量在80008000萬套以上，每年萬套以上，每年 有有2.52.5萬萬kmkm的煤巷使用錨桿支護(hù)。的煤巷使用錨桿支護(hù)。 4 4 2021-7-22 美國(guó)在復(fù)雜的地質(zhì)條件下美國(guó)在復(fù)雜的地質(zhì)條件下成功使用錨桿的經(jīng)驗(yàn)成功使用錨桿的經(jīng)驗(yàn) 是采用高預(yù)應(yīng)力、高強(qiáng)度錨桿，對(duì)巷道頂板采取積是采用高預(yù)應(yīng)力、高強(qiáng)度錨桿，對(duì)巷道頂板采取積 極主動(dòng)的支護(hù)，極大地提高了巷道圍巖的自承載能極主動(dòng)的支護(hù)，極大地提高了巷道圍巖的自承載能 力和巷

4、道的穩(wěn)定性，減少了錨桿數(shù)量、提高了巷道力和巷道的穩(wěn)定性，減少了錨桿數(shù)量、提高了巷道 掘進(jìn)速度、降低了巷道的支護(hù)成本。掘進(jìn)速度、降低了巷道的支護(hù)成本。 美國(guó)巷道支護(hù)理念：美國(guó)巷道支護(hù)理念：錨桿、錨索是支護(hù)結(jié)構(gòu)的錨桿、錨索是支護(hù)結(jié)構(gòu)的 主體，為了充分實(shí)現(xiàn)錨桿主動(dòng)支護(hù)的效果，通過提主體，為了充分實(shí)現(xiàn)錨桿主動(dòng)支護(hù)的效果，通過提 高錨桿預(yù)應(yīng)力去主動(dòng)加固受掘進(jìn)破巖影響的松動(dòng)圍高錨桿預(yù)應(yīng)力去主動(dòng)加固受掘進(jìn)破巖影響的松動(dòng)圍 巖，以提高圍巖的自身承載能力，控制松動(dòng)圈的擴(kuò)巖，以提高圍巖的自身承載能力，控制松動(dòng)圈的擴(kuò) 展?，F(xiàn)礦井噴射的混凝土，由于受巷道初始成型的展?，F(xiàn)礦井噴射的混凝土，由于受巷道初始成型的 5 5

5、2021-7-22 影響，混凝土噴層厚度很不均勻，現(xiàn)混凝土噴層主影響，混凝土噴層厚度很不均勻，現(xiàn)混凝土噴層主 要作用是封閉圍巖，防止圍巖風(fēng)化，保證圍巖的長(zhǎng)要作用是封閉圍巖，防止圍巖風(fēng)化，保證圍巖的長(zhǎng) 期強(qiáng)度。期強(qiáng)度。 2. 2.澳大利亞澳大利亞 澳大利亞作為第三大采煤國(guó)，也幾乎全部采用澳大利亞作為第三大采煤國(guó)，也幾乎全部采用 錨網(wǎng)支護(hù)。錨網(wǎng)支護(hù)。 國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家錨網(wǎng)支護(hù)的特點(diǎn)：國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家錨網(wǎng)支護(hù)的特點(diǎn)：(1)(1)單體錨桿強(qiáng)單體錨桿強(qiáng) 度大；度大；(2)(2)錨桿安裝應(yīng)力大；錨桿安裝應(yīng)力大；(3)(3)間排距大；間排距大；(4)(4)錨網(wǎng)錨網(wǎng) 支護(hù)效率高，支護(hù)效果良好。支護(hù)效率高，支護(hù)效果良好

6、。 （三）錨桿支護(hù)技術(shù)在我國(guó)的應(yīng)用（三）錨桿支護(hù)技術(shù)在我國(guó)的應(yīng)用 6 6 2021-7-22 1. 1.應(yīng)用的情況應(yīng)用的情況 我國(guó)建有煤礦的歷史以來，煤礦巷道支護(hù)經(jīng)歷我國(guó)建有煤礦的歷史以來，煤礦巷道支護(hù)經(jīng)歷 了了木支護(hù)、砌碹支護(hù)、型鋼支護(hù)、錨桿支護(hù)、噴射木支護(hù)、砌碹支護(hù)、型鋼支護(hù)、錨桿支護(hù)、噴射 砼支護(hù)到錨噴支護(hù)砼支護(hù)到錨噴支護(hù)的漫長(zhǎng)過程。自的漫長(zhǎng)過程。自5050年代以來，錨年代以來，錨 桿支護(hù)技術(shù)在我國(guó)得到了逐步應(yīng)用，特別是進(jìn)入桿支護(hù)技術(shù)在我國(guó)得到了逐步應(yīng)用，特別是進(jìn)入9090 年代，許多礦井改變傳統(tǒng)的棚式和砌體支護(hù)的理念，年代，許多礦井改變傳統(tǒng)的棚式和砌體支護(hù)的理念， 開始試用推廣錨網(wǎng)支護(hù)

7、，大量的實(shí)踐驗(yàn)證了錨網(wǎng)支開始試用推廣錨網(wǎng)支護(hù)，大量的實(shí)踐驗(yàn)證了錨網(wǎng)支 護(hù)安全、高效、經(jīng)濟(jì)的優(yōu)勢(shì)。護(hù)安全、高效、經(jīng)濟(jì)的優(yōu)勢(shì)。 與棚式支護(hù)相比，與棚式支護(hù)相比，錨桿支護(hù)顯著提高了巷道支錨桿支護(hù)顯著提高了巷道支 護(hù)效果，降低了巷道支護(hù)成本，減輕了工人勞動(dòng)強(qiáng)護(hù)效果，降低了巷道支護(hù)成本，減輕了工人勞動(dòng)強(qiáng) 7 7 2021-7-22 度。更重要的是錨桿支護(hù)大大簡(jiǎn)化了采煤工作面端度。更重要的是錨桿支護(hù)大大簡(jiǎn)化了采煤工作面端 頭支護(hù)和超前支護(hù)工藝，改善了作業(yè)環(huán)境，保證了頭支護(hù)和超前支護(hù)工藝，改善了作業(yè)環(huán)境，保證了 安全生產(chǎn)，為采煤工作面的快速推進(jìn)創(chuàng)造了良好條安全生產(chǎn)，為采煤工作面的快速推進(jìn)創(chuàng)造了良好條 件。件

8、。 我國(guó)煤礦錨桿支護(hù)首先在巖巷中應(yīng)用成功，并我國(guó)煤礦錨桿支護(hù)首先在巖巷中應(yīng)用成功，并 在巖巷中大力推廣應(yīng)用，與光面爆破技術(shù)結(jié)合，形在巖巷中大力推廣應(yīng)用，與光面爆破技術(shù)結(jié)合，形 成了具有我國(guó)特色的光爆錨噴技術(shù)，在巖巷中的應(yīng)成了具有我國(guó)特色的光爆錨噴技術(shù)，在巖巷中的應(yīng) 用比例已達(dá)用比例已達(dá)80%80%以上。以上。錨桿支護(hù)的應(yīng)用如下圖所示。錨桿支護(hù)的應(yīng)用如下圖所示。 原煤炭工業(yè)部原煤炭工業(yè)部19951995年提出年提出：“煤巷錨桿支護(hù)是煤巷錨桿支護(hù)是 我國(guó)煤礦繼綜合機(jī)械化采煤之后的第二次支護(hù)技術(shù)我國(guó)煤礦繼綜合機(jī)械化采煤之后的第二次支護(hù)技術(shù) 8錨桿支護(hù)的應(yīng)用錨桿支護(hù)的應(yīng)用82021-7-22 9 9

9、2021-7-22 革命革命”，并將并將“煤礦錨桿支護(hù)技術(shù)煤礦錨桿支護(hù)技術(shù)”列為煤炭工業(yè)列為煤炭工業(yè) “九五九五”重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目的五個(gè)項(xiàng)目之一，在攻重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目的五個(gè)項(xiàng)目之一，在攻 關(guān)研究的基礎(chǔ)上，在煤礦中大力推廣煤巷錨桿支護(hù)關(guān)研究的基礎(chǔ)上，在煤礦中大力推廣煤巷錨桿支護(hù) 技術(shù)。經(jīng)過科技攻關(guān)，以高強(qiáng)度螺紋鋼錨桿加長(zhǎng)或技術(shù)。經(jīng)過科技攻關(guān)，以高強(qiáng)度螺紋鋼錨桿加長(zhǎng)或 全長(zhǎng)樹脂錨固，動(dòng)態(tài)支護(hù)設(shè)計(jì)方法，小孔徑樹脂錨全長(zhǎng)樹脂錨固，動(dòng)態(tài)支護(hù)設(shè)計(jì)方法，小孔徑樹脂錨 固預(yù)應(yīng)力錨索等為代表的固預(yù)應(yīng)力錨索等為代表的新技術(shù)、新材料、新方法新技術(shù)、新材料、新方法 得到廣泛認(rèn)可。同時(shí)，應(yīng)用于軟巖、動(dòng)壓巷道、煤得到廣泛

10、認(rèn)可。同時(shí)，應(yīng)用于軟巖、動(dòng)壓巷道、煤 巷中及復(fù)合與破碎頂板巷道等困難條件，也獲得良巷中及復(fù)合與破碎頂板巷道等困難條件，也獲得良 好的支護(hù)效果和技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。好的支護(hù)效果和技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。 目前，錨桿支護(hù)技術(shù)已得到普遍應(yīng)用，是煤礦目前，錨桿支護(hù)技術(shù)已得到普遍應(yīng)用，是煤礦 10102021-7-22 實(shí)現(xiàn)安全、高產(chǎn)、高效生產(chǎn)必不可少的關(guān)鍵技術(shù)之實(shí)現(xiàn)安全、高產(chǎn)、高效生產(chǎn)必不可少的關(guān)鍵技術(shù)之 一。但是煤礦錨網(wǎng)支護(hù)作為一種一。但是煤礦錨網(wǎng)支護(hù)作為一種主動(dòng)支護(hù)方式主動(dòng)支護(hù)方式，要，要 達(dá)到理想的支護(hù)效果，在達(dá)到理想的支護(hù)效果，在技術(shù)細(xì)節(jié)上尚未完全解決。技術(shù)細(xì)節(jié)上尚未完全解決。 如如錨桿組件、錨桿結(jié)構(gòu)、錨桿施

11、工安裝機(jī)具和錨桿錨桿組件、錨桿結(jié)構(gòu)、錨桿施工安裝機(jī)具和錨桿 與其它支護(hù)結(jié)構(gòu)的耦合與其它支護(hù)結(jié)構(gòu)的耦合問題等。問題等。 2. 2.我國(guó)現(xiàn)有錨桿支護(hù)存在的不足我國(guó)現(xiàn)有錨桿支護(hù)存在的不足 錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)主要依靠現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)理論錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)主要依靠現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)理論 依據(jù)有待完善和補(bǔ)充。依據(jù)有待完善和補(bǔ)充。 各類巷道錨桿千篇一律；很多設(shè)計(jì)單位只是各類巷道錨桿千篇一律；很多設(shè)計(jì)單位只是 籠統(tǒng)選擇了錨桿直徑和長(zhǎng)度。但是不同的錨桿結(jié)構(gòu)籠統(tǒng)選擇了錨桿直徑和長(zhǎng)度。但是不同的錨桿結(jié)構(gòu) 11112021-7-22 和施工工藝會(huì)很大的效果差別。和施工工藝會(huì)很大的效果差別。 沒有考慮地應(yīng)力大小、方向、比值的影響。沒有考

12、慮地應(yīng)力大小、方向、比值的影響。 沒有進(jìn)行地質(zhì)力學(xué)分析和巷道壓力顯現(xiàn)與錨沒有進(jìn)行地質(zhì)力學(xué)分析和巷道壓力顯現(xiàn)與錨 桿支護(hù)參數(shù)的匹配關(guān)系分析與選擇，所以提出的支桿支護(hù)參數(shù)的匹配關(guān)系分析與選擇，所以提出的支 護(hù)方案很難適應(yīng)地質(zhì)條件的變化，不能實(shí)現(xiàn)量體裁護(hù)方案很難適應(yīng)地質(zhì)條件的變化，不能實(shí)現(xiàn)量體裁 衣、對(duì)癥下藥。衣、對(duì)癥下藥。 單根錨桿強(qiáng)度低、預(yù)緊力低、可靠性低、間單根錨桿強(qiáng)度低、預(yù)緊力低、可靠性低、間 排距小排距小( (單體錨桿鉆機(jī)推力小單體錨桿鉆機(jī)推力小( (小于小于0.5t)0.5t)、扭距小、扭距小 ( (小于小于160Nm)160Nm)，錨桿基本上沒有預(yù)應(yīng)力，錨桿基本上沒有預(yù)應(yīng)力) )； 錨

13、桿消耗量大、施工速度慢、工效低、費(fèi)用錨桿消耗量大、施工速度慢、工效低、費(fèi)用 12122021-7-22 高、安全性較低。高、安全性較低。 （四）國(guó)內(nèi)外錨桿支護(hù)技術(shù)對(duì)比（四）國(guó)內(nèi)外錨桿支護(hù)技術(shù)對(duì)比 如表如表8-78-7所示。所示。 表表8-7 8-7 國(guó)內(nèi)外錨桿支護(hù)技術(shù)對(duì)比國(guó)內(nèi)外錨桿支護(hù)技術(shù)對(duì)比 13132021-7-22 二、錨桿的結(jié)構(gòu)類型二、錨桿的結(jié)構(gòu)類型 錨桿支護(hù)材料經(jīng)歷了低強(qiáng)度、高強(qiáng)度到高預(yù)應(yīng)錨桿支護(hù)材料經(jīng)歷了低強(qiáng)度、高強(qiáng)度到高預(yù)應(yīng) 力、強(qiáng)力支護(hù)的發(fā)展過程。金屬桿體從圓鋼、建筑力、強(qiáng)力支護(hù)的發(fā)展過程。金屬桿體從圓鋼、建筑 螺紋鋼，發(fā)展到煤礦錨桿專用鋼材螺紋鋼，發(fā)展到煤礦錨桿專用鋼材左旋無

14、縱筋螺左旋無縱筋螺 紋鋼；錨固方式從機(jī)械錨固、水泥藥卷錨固，發(fā)展紋鋼；錨固方式從機(jī)械錨固、水泥藥卷錨固，發(fā)展 到樹脂錨固；總之，錨桿支護(hù)材料向高強(qiáng)度、高剛到樹脂錨固；總之，錨桿支護(hù)材料向高強(qiáng)度、高剛 度與高可靠性方向發(fā)展，以確保巷道支護(hù)效果與安度與高可靠性方向發(fā)展，以確保巷道支護(hù)效果與安 全程度，為采煤工作面快速推進(jìn)與產(chǎn)量提高創(chuàng)造有全程度，為采煤工作面快速推進(jìn)與產(chǎn)量提高創(chuàng)造有 利條件。利條件。 （一）錨桿分類（一）錨桿分類 14142021-7-22 1. 1.按錨固方式分類按錨固方式分類 按錨固方式分類，可分為按錨固方式分類，可分為機(jī)械式、粘結(jié)式及混機(jī)械式、粘結(jié)式及混 合式。合式。 機(jī)械式錨

15、固錨桿，機(jī)械式錨固錨桿，其錨固裝置或桿體與鉆孔孔其錨固裝置或桿體與鉆孔孔 壁接觸，靠摩擦力提供錨固力。用錨固裝置提供錨壁接觸，靠摩擦力提供錨固力。用錨固裝置提供錨 固力的機(jī)械式錨桿分楔縫式、倒楔式和漲殼式等；固力的機(jī)械式錨桿分楔縫式、倒楔式和漲殼式等； 靠桿體摩擦提供錨固力的錨桿分為管縫式和水力膨靠桿體摩擦提供錨固力的錨桿分為管縫式和水力膨 脹式。脹式。 黏結(jié)式錨固錨桿，黏結(jié)式錨固錨桿，其桿體部分或全長(zhǎng)采用樹脂、其桿體部分或全長(zhǎng)采用樹脂、 水泥等膠結(jié)材料，將桿體與鉆孔孔壁黏結(jié)在一起，水泥等膠結(jié)材料，將桿體與鉆孔孔壁黏結(jié)在一起， 15152021-7-22 以膠結(jié)材料的黏結(jié)力提供錨固力。黏結(jié)式錨

16、固錨桿以膠結(jié)材料的黏結(jié)力提供錨固力。黏結(jié)式錨固錨桿 分為水泥、水泥砂漿、樹脂等類型。分為水泥、水泥砂漿、樹脂等類型。 混合式錨固錨桿，混合式錨固錨桿，兩種或兩種以上的錨固方式兩種或兩種以上的錨固方式 混合使用，如漲殼式端部錨固與樹脂全長(zhǎng)錨固相結(jié)混合使用，如漲殼式端部錨固與樹脂全長(zhǎng)錨固相結(jié) 合使用，不僅能在錨桿安裝后立即施加較大的預(yù)緊合使用，不僅能在錨桿安裝后立即施加較大的預(yù)緊 力，而且可實(shí)現(xiàn)全長(zhǎng)錨固。力，而且可實(shí)現(xiàn)全長(zhǎng)錨固。 其主要類型如圖其主要類型如圖8-178-17所示。各自的優(yōu)缺點(diǎn)見表所示。各自的優(yōu)缺點(diǎn)見表 8-88-8。 2.2.按錨固長(zhǎng)度分類按錨固長(zhǎng)度分類 按錨固長(zhǎng)度分類，可分為端部

17、錨固、全長(zhǎng)錨固按錨固長(zhǎng)度分類，可分為端部錨固、全長(zhǎng)錨固 16162021-7-22 全長(zhǎng)錨固類全長(zhǎng)錨固類 錨桿類型錨桿類型 集集中端頭錨固類中端頭錨固類 機(jī)械錨固型機(jī)械錨固型粘結(jié)錨固型粘結(jié)錨固型 機(jī)械錨固型機(jī)械錨固型粘結(jié)錨固型粘結(jié)錨固型 鋼鋼 筋筋 砂砂 漿漿 錨錨 桿桿 全全 長(zhǎng)長(zhǎng) 水水 泥泥 錨錨 桿桿 鋼鋼 絲絲 繩繩 砂砂 漿漿 錨錨 桿桿 全全 長(zhǎng)長(zhǎng) 樹樹 脂脂 錨錨 桿桿 快快 硬硬 水水 泥泥 錨錨 桿桿 管管 縫縫 式式 錨錨 桿桿 普普 通通 木木 錨錨 桿桿 水水 力力 膨膨 脹脹 式式 錨錨 桿桿 壓壓 縮縮 木木 錨錨 桿桿 漲漲 殼殼 式式 錨錨 桿桿 木木 錨錨 桿

18、桿 微微 膨膨 脹脹 水水 泥泥 錨錨 桿桿 竹竹 錨錨 桿桿 倒倒 楔楔 式式 錨錨 桿桿 樹樹 脂脂 錨錨 桿桿 水水 泥泥 錨錨 桿桿 圖圖8-17 8-17 錨桿類型的劃分錨桿類型的劃分 17 表表8-8 8-8 各種類型錨桿的主要優(yōu)缺點(diǎn)各種類型錨桿的主要優(yōu)缺點(diǎn) 2021-7-2217 與加長(zhǎng)錨固。與加長(zhǎng)錨固。 端部錨固錨桿端部錨固錨桿的錨固長(zhǎng)度不大于的錨固長(zhǎng)度不大于500mm500mm或錨桿鉆或錨桿鉆 孔深度的孔深度的1313，各種用錨固裝置提供錨固力的機(jī)械，各種用錨固裝置提供錨固力的機(jī)械 式錨桿大多屬于端部錨固錨桿；圓鋼水泥、樹脂錨式錨桿大多屬于端部錨固錨桿；圓鋼水泥、樹脂錨 18

19、182021-7-22 桿也以端部錨固為主。桿也以端部錨固為主。 全長(zhǎng)錨固錨桿全長(zhǎng)錨固錨桿的錨固長(zhǎng)度大小于錨桿鉆孔深度的錨固長(zhǎng)度大小于錨桿鉆孔深度 的的90%90%。管縫式和水力膨脹式錨桿屬于機(jī)械式全長(zhǎng)錨。管縫式和水力膨脹式錨桿屬于機(jī)械式全長(zhǎng)錨 固錨桿；水泥、水泥砂漿、樹脂錨固劑也可實(shí)現(xiàn)全固錨桿；水泥、水泥砂漿、樹脂錨固劑也可實(shí)現(xiàn)全 長(zhǎng)錨固。長(zhǎng)錨固。 加長(zhǎng)錨固錨桿加長(zhǎng)錨固錨桿的錨固長(zhǎng)度介于端部錨固與全長(zhǎng)的錨固長(zhǎng)度介于端部錨固與全長(zhǎng) 錨固之間。如加長(zhǎng)錨固的螺紋鋼錨桿，既能保證錨錨固之間。如加長(zhǎng)錨固的螺紋鋼錨桿，既能保證錨 桿錨固力，又能節(jié)約一定的錨固材料，得到大量的桿錨固力，又能節(jié)約一定的錨固材

20、料，得到大量的 推廣應(yīng)用。推廣應(yīng)用。 3. 3.按錨桿桿體種類與材質(zhì)分類按錨桿桿體種類與材質(zhì)分類 19192021-7-22 按錨桿桿體種類與材質(zhì)分類，如圖按錨桿桿體種類與材質(zhì)分類，如圖8-188-18所示。所示。 按照桿體材質(zhì)按照桿體材質(zhì)可劃分為金屬錨桿、非金屬錨桿可劃分為金屬錨桿、非金屬錨桿 及復(fù)合型錨桿。金屬桿體錨桿有圓鋼錨桿、螺紋鋼及復(fù)合型錨桿。金屬桿體錨桿有圓鋼錨桿、螺紋鋼 錨桿、管式錨桿及柔性錨桿；非金屬錨桿有木錨桿、錨桿、管式錨桿及柔性錨桿；非金屬錨桿有木錨桿、 竹錨桿及玻璃鋼錨桿等，又屬于可切割錨桿；復(fù)合竹錨桿及玻璃鋼錨桿等，又屬于可切割錨桿；復(fù)合 型錨桿桿體由金屬和非金屬材料

21、復(fù)合而成，如尾部型錨桿桿體由金屬和非金屬材料復(fù)合而成，如尾部 帶金屬螺紋段的復(fù)合玻璃鋼錨桿。帶金屬螺紋段的復(fù)合玻璃鋼錨桿。 按照桿體截面形狀按照桿體截面形狀可劃分為實(shí)心桿體與管式桿可劃分為實(shí)心桿體與管式桿 體。體。 按照桿體表面形狀按照桿體表面形狀分為光圓桿體、螺紋桿體及分為光圓桿體、螺紋桿體及 20 金屬錨桿金屬錨桿 錨桿桿體錨桿桿體 可切割錨桿可切割錨桿 螺螺 紋紋 鋼鋼 錨錨 桿桿 圓圓 鋼鋼 錨錨 桿桿 管管 式式 錨錨 桿桿 柔柔 性性 錨錨 桿桿 木木 錨錨 錨錨 桿桿 玻玻 璃璃 鋼鋼 錨錨 桿桿 竹竹 錨錨 錨錨 桿桿 右右 旋旋 錨錨 桿桿 交交 叉叉 錨錨 桿桿 左左 旋旋

22、 錨錨 桿桿 水水 力力 膨膨 脹脹 式式 錨錨 桿桿 注注 漿漿 錨錨 桿桿 管管 縫縫 式式 錨錨 桿桿 粗粗 糙糙 表表 面面 桿桿 體體 全全 螺螺 紋紋 桿桿 體體 光光 圓圓 桿桿 體體 2021-7-2220 圖圖8-18 8-18 錨桿桿體分類錨桿桿體分類 21212021-7-22 粗糙表面桿體等。粗糙表面桿體等。 按照錨桿桿體的剛度按照錨桿桿體的剛度可劃分為剛性錨桿和柔性可劃分為剛性錨桿和柔性 錨桿。錨桿。 按照錨桿桿體的強(qiáng)度按照錨桿桿體的強(qiáng)度可劃分為可劃分為低強(qiáng)度錨桿、中低強(qiáng)度錨桿、中 等強(qiáng)度錨桿、高強(qiáng)度錨桿和強(qiáng)力錨桿。等強(qiáng)度錨桿、高強(qiáng)度錨桿和強(qiáng)力錨桿。低強(qiáng)度錨桿低強(qiáng)度錨

23、桿 主要指圓鋼錨桿，屈服強(qiáng)度小于主要指圓鋼錨桿，屈服強(qiáng)度小于300Mpa300Mpa；中等強(qiáng)度；中等強(qiáng)度 錨桿屈服強(qiáng)度介于錨桿屈服強(qiáng)度介于300300400MPa400MPa，通常采用建筑螺紋，通常采用建筑螺紋 鋼的材料（鋼的材料（20MnSi20MnSi）制成；高強(qiáng)度錨桿屈服強(qiáng)度介）制成；高強(qiáng)度錨桿屈服強(qiáng)度介 于于400400600MPa600MPa；強(qiáng)力錨桿屈服強(qiáng)度不小于；強(qiáng)力錨桿屈服強(qiáng)度不小于600MPa600MPa， 拉斷載荷在拉斷載荷在300kN300kN以上。以上。 222021-7-2222 （二）錨桿類型簡(jiǎn)述（二）錨桿類型簡(jiǎn)述 下面介紹幾種常用錨桿的結(jié)構(gòu)型式與特點(diǎn)：下面介紹幾種

24、常用錨桿的結(jié)構(gòu)型式與特點(diǎn)： 1. 1.砂漿錨桿砂漿錨桿 (1)(1)鋼筋砂漿錨桿鋼筋砂漿錨桿 鋼筋砂漿錨桿，是先在錨桿孔內(nèi)注滿水泥砂漿，鋼筋砂漿錨桿，是先在錨桿孔內(nèi)注滿水泥砂漿， 然后插入鋼筋而成，它利用砂漿與鋼筋、砂漿與孔然后插入鋼筋而成，它利用砂漿與鋼筋、砂漿與孔 壁的粘結(jié)力錨固巖層，如圖壁的粘結(jié)力錨固巖層，如圖8-19(a)8-19(a)所示。桿體材料所示。桿體材料 宜用宜用2020錳硅、錳硅、2525錳硅或錳硅或5 5號(hào)鋼筋，亦可采用號(hào)鋼筋，亦可采用3 3號(hào)鋼筋。號(hào)鋼筋。 桿體鋼筋直徑一般為桿體鋼筋直徑一般為141422mm22mm，砂漿用，砂漿用325325號(hào)、號(hào)、425425 號(hào)普

25、通硅酸鹽水泥、粒徑小于號(hào)普通硅酸鹽水泥、粒徑小于3mm3mm的中細(xì)砂加水的中細(xì)砂加水 23 圖圖8-19 8-19 砂漿錨桿砂漿錨桿 (a)(a)鋼筋砂漿錨桿；鋼筋砂漿錨桿；(b)(b)鋼絲繩砂漿錨桿鋼絲繩砂漿錨桿 (a) (b) 2021-7-2223 242021-7-2224 拌和而成，常用的配合比為，水泥：砂拌和而成，常用的配合比為，水泥：砂= 1:(2= 1:(23)3)， 水灰比為水灰比為0.380.380.420.42。 （2)2)鋼絲繩砂漿錨桿鋼絲繩砂漿錨桿 鋼絲繩砂漿錨桿，如圖鋼絲繩砂漿錨桿，如圖8-19(b)8-19(b)所示。是利用直所示。是利用直 徑徑101014mm1

26、4mm的廢舊鋼絲繩代替鋼筋插入錨桿孔內(nèi)注的廢舊鋼絲繩代替鋼筋插入錨桿孔內(nèi)注 入砂漿而成。廢舊絲繩在使用前要經(jīng)過截?cái)唷⒒馃?、入砂漿而成。廢舊絲繩在使用前要經(jīng)過截?cái)唷⒒馃?破股、除銹和平直等工序處理。破股、除銹和平直等工序處理。 鋼筋和鋼絲繩砂漿錨桿是全長(zhǎng)錨固型錨桿，設(shè)鋼筋和鋼絲繩砂漿錨桿是全長(zhǎng)錨固型錨桿，設(shè) 計(jì)錨固力為計(jì)錨固力為303050kN50kN。它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工方便，成。它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工方便，成 本較底，應(yīng)用較廣。但不能立即承載，不能回收復(fù)本較底，應(yīng)用較廣。但不能立即承載，不能回收復(fù) 252021-7-2225 2. 2.木錨桿和竹錨桿木錨桿和竹錨桿 (1)(1)木錨桿木錨桿 木錨桿包

27、括普通木錨桿和壓縮木錨桿，普通木木錨桿包括普通木錨桿和壓縮木錨桿，普通木 錨桿如圖錨桿如圖8-20(a)8-20(a)所示。桿體直徑一般為所示。桿體直徑一般為38mm38mm，長(zhǎng)，長(zhǎng) 120012001800mm1800mm。錨桿安裝到位后，一般在孔口的錘。錨桿安裝到位后，一般在孔口的錘 擊作用下，內(nèi)楔塊劈進(jìn)錨桿體桿端的楔縫，使桿體擊作用下，內(nèi)楔塊劈進(jìn)錨桿體桿端的楔縫，使桿體 楔縫兩翼與圍巖鉆孔孔壁擠緊，產(chǎn)生錨固力，然后楔縫兩翼與圍巖鉆孔孔壁擠緊，產(chǎn)生錨固力，然后 放好墊板，再將外楔塊插入錨桿體桿尾楔縫，并用放好墊板，再將外楔塊插入錨桿體桿尾楔縫，并用 錘打楔塊，將錨桿固定，實(shí)現(xiàn)對(duì)圍巖的支護(hù)作

28、用。錘打楔塊，將錨桿固定，實(shí)現(xiàn)對(duì)圍巖的支護(hù)作用。 木錨桿結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易加工，成本低，施工安裝木錨桿結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易加工，成本低，施工安裝 26 圖圖8-20 8-20 木錨桿結(jié)構(gòu)木錨桿結(jié)構(gòu) (a)(a)普通木錨桿；普通木錨桿； (b)(b)壓縮木錨桿壓縮木錨桿 1-1-桿體；桿體；2-2-楔縫；楔縫；3-3-內(nèi)楔塊；內(nèi)楔塊；4-4-墊板；墊板；5-5-外楔塊；外楔塊；6-6-加固鋼圈加固鋼圈 (a)(a) (b)(b) 2021-7-2226 272021-7-2227 方便，但錨桿強(qiáng)度和錨固力較低，一般錨固力在方便，但錨桿強(qiáng)度和錨固力較低，一般錨固力在 10kN10kN左右。對(duì)錨桿不作防腐處理的，

29、服務(wù)年限在左右。對(duì)錨桿不作防腐處理的，服務(wù)年限在1 1年年 左右。左右。 壓縮木錨桿如圖壓縮木錨桿如圖8-20(b)8-20(b)所示。直徑一般為所示。直徑一般為38mm38mm， 長(zhǎng)長(zhǎng)153015301753mm1753mm。錨桿安裝后，能吸收水分，使桿。錨桿安裝后，能吸收水分，使桿 體膨脹，而充滿整個(gè)錨桿孔，實(shí)現(xiàn)全長(zhǎng)錨固，錨固體膨脹，而充滿整個(gè)錨桿孔，實(shí)現(xiàn)全長(zhǎng)錨固，錨固 力力20kN20kN左右。左右。 (2)(2)竹錨桿竹錨桿 竹錨桿包括片竹錨桿和百夾竹錨桿，如圖竹錨桿包括片竹錨桿和百夾竹錨桿，如圖8-218-21 所示。竹錨桿是用所示。竹錨桿是用2222號(hào)鉛絲將竹片箍成圓形桿體，號(hào)鉛絲

30、將竹片箍成圓形桿體， 282021-7-2228 兩端至鐵箍距離稍大于楔子長(zhǎng)度，楔子與墊板均用兩端至鐵箍距離稍大于楔子長(zhǎng)度，楔子與墊板均用 木材制作。片竹錨桿錨固力不夠穩(wěn)定，錨固力略低木材制作。片竹錨桿錨固力不夠穩(wěn)定，錨固力略低 于普通木錨桿。于普通木錨桿。 在盛產(chǎn)竹材的地區(qū)充分利用當(dāng)?shù)刭Y源，以竹代在盛產(chǎn)竹材的地區(qū)充分利用當(dāng)?shù)刭Y源，以竹代 木，可大大降低成本。木，可大大降低成本。 圖圖8-21 8-21 竹錨桿結(jié)構(gòu)圖竹錨桿結(jié)構(gòu)圖 1-1-桿體；桿體；2-2-鐵絲箍；鐵絲箍；3-3-墊板；墊板；4-4-內(nèi)楔；內(nèi)楔；5-5-外楔外楔 29292021-7-22 3. 3.普通圓鋼黏結(jié)式錨桿普通圓鋼

31、黏結(jié)式錨桿 普通圓鋼黏結(jié)式錨桿是我國(guó)煤礦曾經(jīng)廣泛使用普通圓鋼黏結(jié)式錨桿是我國(guó)煤礦曾經(jīng)廣泛使用 的錨桿型式。目前，一些巷道圍巖條件比較簡(jiǎn)單的的錨桿型式。目前，一些巷道圍巖條件比較簡(jiǎn)單的 礦區(qū)仍在使用。這種錨桿一般采用端部錨固，按照礦區(qū)仍在使用。這種錨桿一般采用端部錨固，按照 粘結(jié)劑劃分為水泥錨固與樹脂錨固。粘結(jié)劑劃分為水泥錨固與樹脂錨固。 (1)(1)水泥錨固錨桿水泥錨固錨桿 圓鋼水泥錨固錨桿由圓鋼水泥錨固錨桿由桿體、快硬水泥藥卷、托桿體、快硬水泥藥卷、托 板和螺母組成。板和螺母組成。桿體由普通圓鋼制成，尾部加工成桿體由普通圓鋼制成，尾部加工成 螺紋，端部制成不同形式的錨固結(jié)構(gòu)。桿體直徑為螺紋，

32、端部制成不同形式的錨固結(jié)構(gòu)。桿體直徑為 141422mm22mm，大多在，大多在161620mm20mm。 30302021-7-22 圓鋼水泥錨桿的水泥藥卷是以普通硅酸鹽水泥圓鋼水泥錨桿的水泥藥卷是以普通硅酸鹽水泥 等為基材摻一外加劑的混合物，或單一特種水泥，等為基材摻一外加劑的混合物，或單一特種水泥， 按一定規(guī)格包上特種透水紙而呈長(zhǎng)條狀，浸水后經(jīng)按一定規(guī)格包上特種透水紙而呈長(zhǎng)條狀，浸水后經(jīng) 水化作用能迅速產(chǎn)生強(qiáng)力錨固作用的水硬性膠凝材水化作用能迅速產(chǎn)生強(qiáng)力錨固作用的水硬性膠凝材 料。水泥錨桿可端部錨固，也可全長(zhǎng)錨固。水泥錨料。水泥錨桿可端部錨固，也可全長(zhǎng)錨固。水泥錨 桿具有桿具有錨固快、安

33、裝簡(jiǎn)便、價(jià)格低廉錨固快、安裝簡(jiǎn)便、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，因此等優(yōu)點(diǎn)，因此 在過去的一段時(shí)間內(nèi)得到比較廣泛的應(yīng)用。在過去的一段時(shí)間內(nèi)得到比較廣泛的應(yīng)用。 快硬水泥藥卷的浸水操作比較困難。因此，水快硬水泥藥卷的浸水操作比較困難。因此，水 泥藥卷錨固劑的用量越來越少，泥藥卷錨固劑的用量越來越少，逐步被淘汰。逐步被淘汰。 (2) (2)樹脂錨固錨桿樹脂錨固錨桿 31312021-7-22 圓鋼樹脂錨桿由圓鋼樹脂錨桿由桿體、樹脂藥卷、托板和螺母桿體、樹脂藥卷、托板和螺母 等組成，等組成，錨固形式為端部錨固，如圖錨固形式為端部錨固，如圖8-228-22所示。桿所示。桿 體端部壓扁并擰成反麻花狀，以攪拌樹脂藥卷和

34、提體端部壓扁并擰成反麻花狀，以攪拌樹脂藥卷和提 高錨固力。桿體端部設(shè)置擋圈，防止樹脂錨固劑外高錨固力。桿體端部設(shè)置擋圈，防止樹脂錨固劑外 流，并起壓緊作用。桿體尾部加工螺紋，安裝托板流，并起壓緊作用。桿體尾部加工螺紋，安裝托板 和螺母。和螺母。 圓鋼樹脂錨桿長(zhǎng)度一般在圓鋼樹脂錨桿長(zhǎng)度一般在1.41.42.4m2.4m之間，大多之間，大多 為為1.61.62.0m2.0m；桿體直徑為；桿體直徑為141422mm22mm，大多在，大多在1616 20mm20mm，桿體力學(xué)性能見表，桿體力學(xué)性能見表6-106-10。 普通圓鋼黏結(jié)式錨桿的用量越來越少。除一些普通圓鋼黏結(jié)式錨桿的用量越來越少。除一些

35、32 圖圖8-22 8-22 普通樹脂錨桿及藥包示意圖普通樹脂錨桿及藥包示意圖 1-1-樹脂、加速劑與填料；樹脂、加速劑與填料；2-2-固化劑和填料；固化劑和填料；3-3-玻璃管；玻璃管；4-4- 玻璃紙或聚酯薄膜外袋；玻璃紙或聚酯薄膜外袋；5-5-桿尾左旋麻花；桿尾左旋麻花；6-6-擋圈擋圈 2021-7-2232 33332021-7-22 地質(zhì)條件簡(jiǎn)單的礦區(qū)使用外，地質(zhì)條件簡(jiǎn)單的礦區(qū)使用外，該種錨桿已逐步淘汰。該種錨桿已逐步淘汰。 4. 4.摩擦錨固錨桿摩擦錨固錨桿 摩擦錨固錨桿有摩擦錨固錨桿有管縫式、水力膨脹式錨桿管縫式、水力膨脹式錨桿等，等， 其中管縫式錨桿用量較大。其中管縫式錨桿用

36、量較大。 (1)(1)管縫式錨桿管縫式錨桿 管縫式錨桿的桿體由高強(qiáng)度、高彈性鋼管或管縫式錨桿的桿體由高強(qiáng)度、高彈性鋼管或1616 錳、錳、2020猛硅等低合金鋼薄鋼板卷制而成，沿全長(zhǎng)縱猛硅等低合金鋼薄鋼板卷制而成，沿全長(zhǎng)縱 向開縫。桿體端部做成錐形，以便安裝；尾部焊有向開縫。桿體端部做成錐形，以便安裝；尾部焊有 一個(gè)用一個(gè)用668mm8mm的鋼筋擋環(huán)，用以壓緊托板。其結(jié)的鋼筋擋環(huán)，用以壓緊托板。其結(jié) 構(gòu)如圖構(gòu)如圖8-238-23所示。錨桿桿體直徑為所示。錨桿桿體直徑為303045mm45mm，桿體，桿體 34 圖圖8-23 8-23 管縫式錨桿管縫式錨桿 1-1-桿體；桿體；2-2-托板；托板

37、；3-3-擋圈擋圈 2021-7-2234 35352021-7-22 直徑比鉆孔直徑大直徑比鉆孔直徑大1 13mm3mm。壁厚一般為。壁厚一般為2 23mm3mm，開，開 縫寬度縫寬度101015mm15mm，長(zhǎng)度根據(jù)需要加工，一般為，長(zhǎng)度根據(jù)需要加工，一般為1.61.6 2.0m2.0m。托板宜采用盆形，板厚不應(yīng)小于。托板宜采用盆形，板厚不應(yīng)小于4mm4mm，面積不，面積不 小于小于120mm120mm120mm120mm。 因管縫式錨桿管徑大于孔徑，需用風(fēng)鉆（需裝因管縫式錨桿管徑大于孔徑，需用風(fēng)鉆（需裝 特制頂具）或其他專用機(jī)具強(qiáng)行將桿體擠入鉆孔。特制頂具）或其他專用機(jī)具強(qiáng)行將桿體擠入鉆

38、孔。 當(dāng)管縫錨桿桿體被壓人鉆孔后，開縫鋼管被壓縮，當(dāng)管縫錨桿桿體被壓人鉆孔后，開縫鋼管被壓縮， 鋼管外壁與鉆孔孔壁擠緊，產(chǎn)生沿鋼管全長(zhǎng)的徑向鋼管外壁與鉆孔孔壁擠緊，產(chǎn)生沿鋼管全長(zhǎng)的徑向 壓應(yīng)力和軸向摩擦力，在圍巖中產(chǎn)生壓應(yīng)力場(chǎng)，阻壓應(yīng)力和軸向摩擦力，在圍巖中產(chǎn)生壓應(yīng)力場(chǎng)，阻 止圍巖變形。管縫式錨桿的錨固力可達(dá)止圍巖變形。管縫式錨桿的錨固力可達(dá)505080kN80kN。 36362021-7-22 管縫錨桿的主要管縫錨桿的主要優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)是全長(zhǎng)錨固，安裝后立即是全長(zhǎng)錨固，安裝后立即 給鉆孔孔壁提供壓應(yīng)力，錨固力隨圍巖變形的加大給鉆孔孔壁提供壓應(yīng)力，錨固力隨圍巖變形的加大 而逐漸增加。由于這些優(yōu)點(diǎn)，管

39、縫錨桿在一段時(shí)間而逐漸增加。由于這些優(yōu)點(diǎn)，管縫錨桿在一段時(shí)間 內(nèi)得到較為廣泛的應(yīng)用，目前在巖石巷道中仍在采內(nèi)得到較為廣泛的應(yīng)用，目前在巖石巷道中仍在采 用。但是，管縫錨桿存在以下用。但是，管縫錨桿存在以下弊端：弊端： 管縫錨桿的錨固力對(duì)孔徑差的變化很敏感。管縫錨桿的錨固力對(duì)孔徑差的變化很敏感。 孔徑差過小，錨桿無法安裝在鉆孔中；孔徑差過大，孔徑差過小，錨桿無法安裝在鉆孔中；孔徑差過大， 無法保證足夠的錨固力。井下鉆孔直徑與圍巖性質(zhì)、無法保證足夠的錨固力。井下鉆孔直徑與圍巖性質(zhì)、 鉆頭規(guī)格與尺寸、鉆頭的磨損程度、鉆進(jìn)速度等多鉆頭規(guī)格與尺寸、鉆頭的磨損程度、鉆進(jìn)速度等多 種因素有關(guān)，這些影響因素都

40、有可能引起錨種因素有關(guān)，這些影響因素都有可能引起錨 37372021-7-22 桿錨固力的變化，導(dǎo)致錨固性能不穩(wěn)定。桿錨固力的變化，導(dǎo)致錨固性能不穩(wěn)定。 管縫錨桿的安裝為人工或機(jī)械打人式，因此管縫錨桿的安裝為人工或機(jī)械打人式，因此 錨桿不能太長(zhǎng)，否則無法安裝，在巷道空間窄小的錨桿不能太長(zhǎng)，否則無法安裝，在巷道空間窄小的 條件下尤為如此。此外，在安裝過程中，如果桿體條件下尤為如此。此外，在安裝過程中，如果桿體 較細(xì)或桿體軸線與鉆孔軸線不一致，有可能造成桿較細(xì)或桿體軸線與鉆孔軸線不一致，有可能造成桿 體彎曲而報(bào)廢。體彎曲而報(bào)廢。 當(dāng)巷道服務(wù)時(shí)間長(zhǎng)和有淋水時(shí)，管縫錨桿會(huì)當(dāng)巷道服務(wù)時(shí)間長(zhǎng)和有淋水時(shí)，管

41、縫錨桿會(huì) 受到腐蝕而大大影響錨固力，甚至造成錨桿失效。受到腐蝕而大大影響錨固力，甚至造成錨桿失效。 總之，管縫錨桿屬于低強(qiáng)度、低剛度的支護(hù)形式，總之，管縫錨桿屬于低強(qiáng)度、低剛度的支護(hù)形式， 一般只在圍巖條件較好的巷道，特別是巖巷中使用。一般只在圍巖條件較好的巷道，特別是巖巷中使用。 38 (2)(2)水力膨脹錨桿水力膨脹錨桿 水力膨脹錨桿如圖水力膨脹錨桿如圖8-248-24所示。所示。 圖圖8-24 8-24 水力膨脹錨桿水力膨脹錨桿 2021-7-2238 39392021-7-22 5. 5.高強(qiáng)度錨桿高強(qiáng)度錨桿 為了徹底改變我國(guó)煤礦錨桿低強(qiáng)度、低剛度的為了徹底改變我國(guó)煤礦錨桿低強(qiáng)度、低剛

42、度的 落后局面，實(shí)現(xiàn)錨桿支護(hù)材料的跨越式發(fā)展，在借落后局面，實(shí)現(xiàn)錨桿支護(hù)材料的跨越式發(fā)展，在借 鑒國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，經(jīng)過集中攻關(guān)，開發(fā)研鑒國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，經(jīng)過集中攻關(guān)，開發(fā)研 制出適合我國(guó)煤礦巷道的高強(qiáng)度螺紋鋼錨桿支護(hù)系制出適合我國(guó)煤礦巷道的高強(qiáng)度螺紋鋼錨桿支護(hù)系 列材料，見圖列材料，見圖8-258-25。通過桿體結(jié)構(gòu)與形狀優(yōu)化，更。通過桿體結(jié)構(gòu)與形狀優(yōu)化，更 有利于提高錨桿的錨固效果；通過開發(fā)錨桿專用鋼有利于提高錨桿的錨固效果；通過開發(fā)錨桿專用鋼 材或調(diào)質(zhì)處理，達(dá)到高強(qiáng)度和超高強(qiáng)度級(jí)別。高強(qiáng)材或調(diào)質(zhì)處理，達(dá)到高強(qiáng)度和超高強(qiáng)度級(jí)別。高強(qiáng) 度螺紋鋼錨桿良好的價(jià)格性能，可使錨桿支護(hù)的優(yōu)度

43、螺紋鋼錨桿良好的價(jià)格性能，可使錨桿支護(hù)的優(yōu) 越性得到充分發(fā)揮，并保證巷道支護(hù)效果與可靠越性得到充分發(fā)揮，并保證巷道支護(hù)效果與可靠 40 圖圖8-25 8-25 螺紋鋼樹脂錨桿螺紋鋼樹脂錨桿 2021-7-2240 性。目前，這種錨桿已大面積推廣應(yīng)用，成為錨桿性。目前，這種錨桿已大面積推廣應(yīng)用，成為錨桿 支護(hù)的主要形式。等強(qiáng)螺紋鋼式樹脂錨桿，如圖支護(hù)的主要形式。等強(qiáng)螺紋鋼式樹脂錨桿，如圖8-8- 2626所示。所示。 412021-7-2241 圖圖8-26 8-26 等強(qiáng)螺紋鋼式樹脂錨等強(qiáng)螺紋鋼式樹脂錨 桿桿 42 圖圖8-27 8-27 高強(qiáng)度螺紋鋼錨桿結(jié)構(gòu)高強(qiáng)度螺紋鋼錨桿結(jié)構(gòu) 1-1-樹脂

44、藥卷；樹脂藥卷；2-2-桿體；桿體；3-3-穹形球體；穹形球體；4-4-托盤；托盤； 5-5-塑料；塑料； 6-6-驅(qū)動(dòng)螺母驅(qū)動(dòng)螺母 422021-7-22 錨桿支護(hù)構(gòu)件如圖錨桿支護(hù)構(gòu)件如圖8-278-27、2828所示。所示。 43 金 屬 網(wǎng) 鋼 帶 托 板 減 摩 墊 片 扭 矩 螺 母 螺 紋 鋼 錨 桿 樹 脂 錨 固 劑 q 錨桿及附件錨桿及附件 q 錨固劑錨固劑 q 鋼鋼 帶帶 q 錨錨 索索 q 網(wǎng)網(wǎng) 圖圖8-28 8-28 錨桿支護(hù)構(gòu)件錨桿支護(hù)構(gòu)件 44442021-7-22 (1) (1)錨桿桿體形式錨桿桿體形式 目前，螺紋鋼錨桿桿體主要有以下目前，螺紋鋼錨桿桿體主要有以下

45、3 3種形式：種形式： 普通建筑螺紋鋼桿體普通建筑螺紋鋼桿體 普通建筑螺紋鋼桿體是應(yīng)用比較早的一種螺紋普通建筑螺紋鋼桿體是應(yīng)用比較早的一種螺紋 桿體，由于當(dāng)時(shí)沒有錨桿專用鋼材，只能采用建筑桿體，由于當(dāng)時(shí)沒有錨桿專用鋼材，只能采用建筑 螺紋鋼。這種桿體存在明顯螺紋鋼。這種桿體存在明顯缺陷：缺陷：一是一是桿體帶縱筋，桿體帶縱筋， 而且比較高，直徑而且比較高，直徑20mm20mm的螺紋鋼桿體很難順利插入的螺紋鋼桿體很難順利插入 中中28mm28mm的鉆孔；的鉆孔；二是二是帶縱筋螺紋鋼在攪拌樹脂錨固帶縱筋螺紋鋼在攪拌樹脂錨固 劑時(shí)，減少了桿體與鉆孔之間的有效間隙，增加了劑時(shí)，減少了桿體與鉆孔之間的有效

46、間隙，增加了 攪拌阻力。同時(shí)錨固劑不易充滿兩縱筋處，降攪拌阻力。同時(shí)錨固劑不易充滿兩縱筋處，降 45452021-7-22 低了錨固劑的密實(shí)程度，影響錨固效果；第三是錨低了錨固劑的密實(shí)程度，影響錨固效果；第三是錨 桿尾部螺紋加工需要扒皮、滾絲，使桿體出現(xiàn)加工桿尾部螺紋加工需要扒皮、滾絲，使桿體出現(xiàn)加工 弱面，螺紋段強(qiáng)度明顯低于桿體強(qiáng)度，桿體延伸率弱面，螺紋段強(qiáng)度明顯低于桿體強(qiáng)度，桿體延伸率 不能充分發(fā)揮，造成材料浪費(fèi)。鑒于這些弊端，普不能充分發(fā)揮，造成材料浪費(fèi)。鑒于這些弊端，普 通建筑螺紋鋼錨桿桿體已逐步淘汰。通建筑螺紋鋼錨桿桿體已逐步淘汰。 右旋全螺紋鋼桿體右旋全螺紋鋼桿體 右旋全螺紋鋼錨桿

47、桿體表面軋制有全螺紋，螺右旋全螺紋鋼錨桿桿體表面軋制有全螺紋，螺 母可直接安裝在桿體上，如圖母可直接安裝在桿體上，如圖8-28-29 9所示。這種桿體所示。這種桿體 的優(yōu)點(diǎn)：一是桿體截?cái)嗪蟛恍枰魏渭庸?，桿體強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)：一是桿體截?cái)嗪蟛恍枰魏渭庸?，桿體強(qiáng) 度相等，材料利用高；二是井下安裝時(shí)，螺母可沿度相等，材料利用高；二是井下安裝時(shí)，螺母可沿 46 圖圖8-29 8-29 右旋無縱筋螺紋鋼錨桿桿體結(jié)構(gòu)右旋無縱筋螺紋鋼錨桿桿體結(jié)構(gòu) 462021-7-22 47472021-7-22 桿體一直擰進(jìn)，不受螺紋長(zhǎng)度的限制。但是，這種桿體一直擰進(jìn)，不受螺紋長(zhǎng)度的限制。但是，這種 桿體也存在以下明顯桿體也

48、存在以下明顯缺陷：缺陷：一是一是桿體螺紋為右旋，桿體螺紋為右旋， 采用常規(guī)的鉆機(jī)攪拌樹脂錨固劑時(shí)，有將錨固劑從采用常規(guī)的鉆機(jī)攪拌樹脂錨固劑時(shí)，有將錨固劑從 孔內(nèi)旋出的力，不能壓密錨固劑，影響錨固效果；孔內(nèi)旋出的力，不能壓密錨固劑，影響錨固效果； 二是二是桿體精軋螺紋比較高，對(duì)于同樣外徑的桿體，桿體精軋螺紋比較高，對(duì)于同樣外徑的桿體， 內(nèi)徑較小，強(qiáng)度也較低；內(nèi)徑較小，強(qiáng)度也較低；三是三是由于螺母直接安裝在由于螺母直接安裝在 桿體螺紋上，因此對(duì)軋制螺紋要求高，螺母與螺紋桿體螺紋上，因此對(duì)軋制螺紋要求高，螺母與螺紋 的配合控制難度大。同時(shí)由于螺紋螺距大，很難施的配合控制難度大。同時(shí)由于螺紋螺距大，很

49、難施 加較大的預(yù)緊力，現(xiàn)場(chǎng)使用時(shí)經(jīng)常發(fā)生退扣現(xiàn)象。加較大的預(yù)緊力，現(xiàn)場(chǎng)使用時(shí)經(jīng)常發(fā)生退扣現(xiàn)象。 左旋無縱筋螺紋鋼桿體左旋無縱筋螺紋鋼桿體 48482021-7-22 為了克服上述兩種桿體的缺點(diǎn)，將桿體形狀設(shè)為了克服上述兩種桿體的缺點(diǎn)，將桿體形狀設(shè) 計(jì)為左旋無縱筋螺紋鋼，如圖計(jì)為左旋無縱筋螺紋鋼，如圖8-8-3030所示。這種桿體所示。這種桿體 在攪拌樹脂錨固劑時(shí)，左旋螺紋會(huì)產(chǎn)生壓緊錨固劑在攪拌樹脂錨固劑時(shí)，左旋螺紋會(huì)產(chǎn)生壓緊錨固劑 的力，有利于增加錨固劑的密實(shí)度，提高錨桿錨固的力，有利于增加錨固劑的密實(shí)度，提高錨桿錨固 力。桿體尾部螺紋加工采用合理的工藝，可保證強(qiáng)力。桿體尾部螺紋加工采用合理的

50、工藝，可保證強(qiáng) 度接近和達(dá)到桿體的強(qiáng)度。桿體尾部滾壓成型的螺度接近和達(dá)到桿體的強(qiáng)度。桿體尾部滾壓成型的螺 1 L L 圖圖8-8-3030 左旋無縱筋螺紋鋼錨桿桿體結(jié)構(gòu)左旋無縱筋螺紋鋼錨桿桿體結(jié)構(gòu) L-L-桿體長(zhǎng)度；桿體長(zhǎng)度；L L1 1- -桿體尾部螺紋段長(zhǎng)度桿體尾部螺紋段長(zhǎng)度 49492021-7-22 紋，加工精度較高，可施加較大的預(yù)緊力?？梢?，紋，加工精度較高，可施加較大的預(yù)緊力?？梢姡?左旋無縱筋螺紋鋼桿體是左旋無縱筋螺紋鋼桿體是比較理想的錨桿桿體比較理想的錨桿桿體。 根據(jù)煤礦巷道條件，錨桿桿體直徑一般為根據(jù)煤礦巷道條件，錨桿桿體直徑一般為1616 25mm25mm，長(zhǎng)度為，長(zhǎng)度為l

51、.6l.63.0m3.0m，見表，見表8-98-9。無縱筋螺紋鋼。無縱筋螺紋鋼 金屬桿體與金屬桿體與樹脂錨固劑、球形墊圈、螺母、托盤、樹脂錨固劑、球形墊圈、螺母、托盤、 表表8-9 8-9 螺紋鋼錨桿桿體的幾何參數(shù)螺紋鋼錨桿桿體的幾何參數(shù) 50502021-7-22 “M”M”護(hù)板配套護(hù)板配套，是用于煤礦井下支護(hù)的新型錨桿。，是用于煤礦井下支護(hù)的新型錨桿。 該錨桿具有該錨桿具有結(jié)構(gòu)合理、錨固性能好、強(qiáng)度高、適應(yīng)結(jié)構(gòu)合理、錨固性能好、強(qiáng)度高、適應(yīng) 性強(qiáng)、施工方便等特點(diǎn)性強(qiáng)、施工方便等特點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)，可實(shí)現(xiàn)端錨、加長(zhǎng)錨和全端錨、加長(zhǎng)錨和全 錨錨。同時(shí)也可用于鐵路、水電等各類工程的隧道支。同時(shí)也可用于

52、鐵路、水電等各類工程的隧道支 護(hù)，護(hù)，具有廣泛的用途具有廣泛的用途。 左旋無縱筋螺紋鋼錨桿的技術(shù)性能與額定錨固左旋無縱筋螺紋鋼錨桿的技術(shù)性能與額定錨固 力可參見表力可參見表8-108-10和表和表8-118-11。 對(duì)于直徑對(duì)于直徑22mm22mm的的BHRB600BHRB600型鋼筋，屈服力達(dá)型鋼筋，屈服力達(dá) 228.1kN228.1kN，拉斷力達(dá)，拉斷力達(dá)304.1kN304.1kN。分別是同直徑建筑螺。分別是同直徑建筑螺 紋鋼的紋鋼的1.791.79倍和倍和1.631.63倍，是同直徑圓鋼的倍，是同直徑圓鋼的2.52.5倍和倍和 51 表表8-10 8-10 無縱筋螺紋鋼式樹脂錨桿技術(shù)性

53、能無縱筋螺紋鋼式樹脂錨桿技術(shù)性能 表表8-11 8-11 錨固力額定值錨固力額定值 2021-7-2251 52522021-7-22 2.112.11倍，真正實(shí)現(xiàn)了高強(qiáng)度。倍，真正實(shí)現(xiàn)了高強(qiáng)度。無縱肋螺紋鋼式樹脂無縱肋螺紋鋼式樹脂 錨桿執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)，錨桿執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)，如圖如圖8-38-31 1所示。所示。 圖圖8-38-31 1 無縱肋螺紋鋼式樹脂錨桿執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)無縱肋螺紋鋼式樹脂錨桿執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn) MS G L W335/MS G L W335/ 桿體長(zhǎng)度，桿體長(zhǎng)度，mmmm 桿體公稱直徑，桿體公稱直徑，mmmm 桿體屈服強(qiáng)度，桿體屈服強(qiáng)度，MPaMPa 無縱肋無縱肋 螺紋鋼式螺紋鋼式 金屬桿體金屬桿體 樹

54、脂錨桿樹脂錨桿 53532021-7-22 (2) (2)樹脂錨固劑樹脂錨固劑 高強(qiáng)錨桿多為端頭錨固型，即用樹脂為粘結(jié)劑，高強(qiáng)錨桿多為端頭錨固型，即用樹脂為粘結(jié)劑， 在固化劑和加速劑的作用下，將錨桿頭部粘結(jié)在錨在固化劑和加速劑的作用下，將錨桿頭部粘結(jié)在錨 桿孔內(nèi)。它具有桿孔內(nèi)。它具有凝結(jié)硬化快，粘結(jié)強(qiáng)度高，安全可凝結(jié)硬化快，粘結(jié)強(qiáng)度高，安全可 靠，施工操作簡(jiǎn)便，適用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)靠，施工操作簡(jiǎn)便，適用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，且可以對(duì)，且可以對(duì) 圍巖施加預(yù)壓應(yīng)力，并在很短時(shí)間內(nèi)便能達(dá)到很大圍巖施加預(yù)壓應(yīng)力，并在很短時(shí)間內(nèi)便能達(dá)到很大 的錨固力。的錨固力。 目前，樹脂錨固劑已大量使用，成為最主要的目前，樹脂錨

55、固劑已大量使用，成為最主要的 錨固方式。我國(guó)煤礦目前已經(jīng)能夠生產(chǎn)超快、快速、錨固方式。我國(guó)煤礦目前已經(jīng)能夠生產(chǎn)超快、快速、 中速、慢速等不同固化時(shí)間的樹脂錨固劑，其技術(shù)中速、慢速等不同固化時(shí)間的樹脂錨固劑，其技術(shù) 54542021-7-22 特征見表特征見表8-128-12。 表表8-12 8-12 樹脂錨固主要?jiǎng)┘夹g(shù)特征樹脂錨固主要?jiǎng)┘夹g(shù)特征 樹脂錨固劑的幾何尺寸與規(guī)格多種多樣，見樹脂錨固劑的幾何尺寸與規(guī)格多種多樣，見表表 8-138-13。錨固劑的直徑應(yīng)與鉆孔直徑相配合，直徑主錨固劑的直徑應(yīng)與鉆孔直徑相配合，直徑主 55 表表8-13 8-13 樹脂錨固劑（樹脂藥包）的規(guī)格樹脂錨固劑（樹脂

56、藥包）的規(guī)格 2021-7-2255 要有要有23mm23mm、28mm28mm及及35mm35mm三種三種，如圖，如圖8-38-32 2所示。所示。 以適應(yīng)以適應(yīng)28mm28mm、32mm32mm及及42mm42mm的鉆孔，尤以的鉆孔，尤以23mm23mm 的錨固劑用量最大。樹脂錨固劑長(zhǎng)度可根據(jù)需要確的錨固劑用量最大。樹脂錨固劑長(zhǎng)度可根據(jù)需要確 56 圖圖8-38-32 2 樹脂錨固劑樹脂錨固劑 562021-7-22 57572021-7-22 定，一般在定，一般在300300900mm900mm之間，常用的長(zhǎng)度有之間，常用的長(zhǎng)度有300mm300mm、 350mm350mm、500mm5

57、00mm、600mm600mm等幾種。錨固劑過短，錨固長(zhǎng)等幾種。錨固劑過短，錨固長(zhǎng) 度較長(zhǎng)時(shí)需安裝多個(gè)藥卷；錨固劑太長(zhǎng)，不便于運(yùn)度較長(zhǎng)時(shí)需安裝多個(gè)藥卷；錨固劑太長(zhǎng)，不便于運(yùn) 輸和攜帶。一般是長(zhǎng)、短結(jié)合使用。輸和攜帶。一般是長(zhǎng)、短結(jié)合使用。 一般情況下，一支樹脂錨固劑是一個(gè)固化速度。一般情況下，一支樹脂錨固劑是一個(gè)固化速度。 井下進(jìn)行加長(zhǎng)或全長(zhǎng)錨固時(shí)，需要不同固化時(shí)間的井下進(jìn)行加長(zhǎng)或全長(zhǎng)錨固時(shí)，需要不同固化時(shí)間的 錨固劑搭配使用，如超快或快速配中速錨固劑使用，錨固劑搭配使用，如超快或快速配中速錨固劑使用， 一個(gè)鉆孔中需要安裝兩支或兩支以上的錨固劑。一個(gè)鉆孔中需要安裝兩支或兩支以上的錨固劑。 (3

58、)(3)錨固桿體的受力分析錨固桿體的受力分析 如圖如圖8-38-33 3、3 34 4、3 35 5、3 36 6所示。所示。 58 圖圖8-38-33 3 端頭錨固式錨桿端頭錨固式錨桿 受力特征受力特征 1-1-內(nèi)錨頭；內(nèi)錨頭；2-2-托板托板 圖圖8-38-34 4 全長(zhǎng)錨固錨桿錨全長(zhǎng)錨固錨桿錨 固力分布固力分布 1-1-托錨力；托錨力；2-2-剪錨力剪錨力 2021-7-2258 59 圖圖8-38-35 5 全長(zhǎng)錨固錨桿體受力狀態(tài)全長(zhǎng)錨固錨桿體受力狀態(tài) 桿體剪應(yīng)力；桿體剪應(yīng)力；桿體拉應(yīng)力桿體拉應(yīng)力 圖圖8-38-36 6 不同螺紋鋼錨桿錨固力試驗(yàn)不同螺紋鋼錨桿錨固力試驗(yàn) 2021-7-

59、2259 60602021-7-22 (4) (4)螺母螺母 螺母是錨桿的重要部件。其作用主要有螺母是錨桿的重要部件。其作用主要有兩方面：兩方面： 一是通過螺母壓緊托板給錨桿施加預(yù)緊力；二是圍一是通過螺母壓緊托板給錨桿施加預(yù)緊力；二是圍 巖變形后通過托板、螺母?jìng)鬟f到桿體，桿體工作阻巖變形后通過托板、螺母?jìng)鬟f到桿體，桿體工作阻 力增大，控制圍巖變形。因此，螺母是施加和傳遞力增大，控制圍巖變形。因此，螺母是施加和傳遞 應(yīng)力的部件。錨桿螺母有多種類型，如圖應(yīng)力的部件。錨桿螺母有多種類型，如圖8-38-37 7所示。所示。 從工作原理可分為兩大類，普通螺母和快速安裝扭從工作原理可分為兩大類，普通螺母和

60、快速安裝扭 矩螺母；按材質(zhì)可分為金屬螺母和非金屬矩螺母；按材質(zhì)可分為金屬螺母和非金屬( (塑料塑料) )螺螺 母，后者主要用于坡璃鋼錨桿。母，后者主要用于坡璃鋼錨桿。 普通螺母分為標(biāo)準(zhǔn)螺母和加厚螺母，加厚螺母普通螺母分為標(biāo)準(zhǔn)螺母和加厚螺母，加厚螺母 61612021-7-22 阻尼式螺母阻尼式螺母 銷釘式螺母銷釘式螺母 壓片式螺母壓片式螺母 標(biāo)準(zhǔn)螺母標(biāo)準(zhǔn)螺母 加厚螺母加厚螺母 大螺距螺母大螺距螺母 球形螺母球形螺母 螺母螺母 普通螺母普通螺母 扭矩螺母扭矩螺母 圖圖8-38-37 7 錨桿螺母分類錨桿螺母分類 一端可做成半球形或圓環(huán)形，代替調(diào)心球墊或墊圈。一端可做成半球形或圓環(huán)形，代替調(diào)心球墊