树脂锚杆支护概述学习教案.pptx

会计学1树脂锚杆支护树脂锚杆支护(zh h)概述概述第一页，共32页。21.1 1.1 树脂锚杆支护树脂锚杆支护(zh h)(zh h)定义、原理定义、原理 树脂锚杆支护树脂锚杆支护(zh h)(zh h)是树脂锚是树脂锚固剂配以各种材质杆体的锚杆进行工程固剂配以各种材质杆体的锚杆进行工程支护支护(zh h)(zh h)的锚杆支护的锚杆支护(zh h)(zh h)技术。技术。它的工作原理是它的工作原理是:把以树脂胶泥为把以树脂胶泥为基础的胶粘剂和固化剂（二者完全分开）基础的胶粘剂和固化剂（二者完全分开）用锚杆轻轻装入钻孔，随后将锚杆以一用锚杆轻轻装入钻孔，随后将锚杆以一定速度边旋转边搅拌地推入到眼孔底部，定速度边旋转边搅拌地推入到眼孔底部，把两种化学物质充分混合，使胶粘剂迅把两种化学物质充分混合，使胶粘剂迅速聚合并使锚固段锚杆与钻孔孔璧紧密速聚合并使锚固段锚杆与钻孔孔璧紧密地粘结在一起取得较高的强度，并通过地粘结在一起取得较高的强度，并通过托板的安装和螺母的拧紧，对围岩起到托板的安装和螺母的拧紧，对围岩起到支护支护(zh h)(zh h)作用。作用。第1页/共32页第二页，共32页。3第2页/共32页第三页，共32页。4 树树树树脂脂脂脂锚锚锚锚固固固固剂剂剂剂生生生生产产产产必必必必须须须须执执执执行行行行中中中中华华华华人人人人民民民民共共共共和和和和国国国国行行行行业业业业标标标标 准准准准。厂厂厂厂 家家家家 应应应应 提提提提 供供供供 质质质质 量量量量 合合合合 格格格格、稳稳稳稳 定定定定 的的的的 产产产产 品品品品(ch(ch npnp n)n)，锚锚锚锚固固固固剂剂剂剂中中中中固固固固化化化化剂剂剂剂的的的的颜颜颜颜色色色色必必必必须须须须符符符符合合合合行行行行业业业业标标标标准准准准中中中中的的的的规规规规定定定定，对对对对锚锚锚锚固固固固剂剂剂剂的的的的性性性性能能能能、特特特特征征征征、外外外外形形形形尺尺尺尺寸寸寸寸、搅搅搅搅拌拌拌拌时时时时间间间间、初初初初凝凝凝凝时时时时间间间间及及及及正正正正确确确确的的的的使使使使用用用用方方方方法法法法均均均均在在在在产产产产品品品品(ch(ch npnp n)n)说说说说明明明明书书书书中中中中说说说说明明明明。使使使使用用用用树树树树脂脂脂脂锚锚锚锚固固固固剂剂剂剂的的的的井井井井口口口口内内内内不不不不得得得得同同同同时时时时混混混混用用用用不不不不同同同同生生生生产产产产厂厂厂厂家家家家的的的的锚锚锚锚固固固固剂剂剂剂。变变变变更更更更供供供供应应应应厂厂厂厂家家家家或或或或应应应应用用用用新新新新型型型型锚锚锚锚固固固固剂剂剂剂前前前前必必必必须须须须经经经经本本本本单单单单位位位位分分分分管管管管掘掘掘掘进进进进副副副副总总总总工工工工程程程程师师师师以以以以上上上上技技技技术术术术领领领领导导导导批批批批准准准准，并并并并针针针针对对对对变变变变更更更更后后后后的的的的锚锚锚锚固固固固剂性能采取相应措施。剂性能采取相应措施。剂性能采取相应措施。剂性能采取相应措施。第3页/共32页第四页，共32页。5 树脂锚固剂生产厂家提供质量合格、稳定的产品，锚固剂中固化剂的树脂锚固剂生产厂家提供质量合格、稳定的产品，锚固剂中固化剂的树脂锚固剂生产厂家提供质量合格、稳定的产品，锚固剂中固化剂的树脂锚固剂生产厂家提供质量合格、稳定的产品，锚固剂中固化剂的颜色必须统一，超快速颜色必须统一，超快速颜色必须统一，超快速颜色必须统一，超快速CKaCKa为黄色、为黄色、为黄色、为黄色、CK CK为红色，快速为红色，快速为红色，快速为红色，快速K K为蓝色，中速为蓝色，中速为蓝色，中速为蓝色，中速Z Z为为为为白色，对锚固剂的性能、特征、外形尺寸、搅拌时间、初凝时间及正确白色，对锚固剂的性能、特征、外形尺寸、搅拌时间、初凝时间及正确白色，对锚固剂的性能、特征、外形尺寸、搅拌时间、初凝时间及正确白色，对锚固剂的性能、特征、外形尺寸、搅拌时间、初凝时间及正确(zhngqu)(zhngqu)的使用方法均在产品中说明。的使用方法均在产品中说明。的使用方法均在产品中说明。的使用方法均在产品中说明。表表1 产品产品(chnpn)分类及性能指标分类及性能指标类型特性凝胶时间/s等待时间/s颜色标识参考搅拌时间（s）CKa超快速8251030黄CK8401060红815K快速419090180蓝1525Z中速91180480白2535注：在（221）环境温度下测定第4页/共32页第五页，共32页。61.2 1.2 树脂树脂(shzh)(shzh)锚杆支护三径匹配定锚杆支护三径匹配定义、原理义、原理树脂锚杆支护三径匹配定义树脂锚杆支护三径匹配定义树脂锚杆支护三径是指钻孔直径、锚杆直径、树脂锚杆支护三径是指钻孔直径、锚杆直径、树脂药卷直径。树脂药卷直径。树脂锚杆支护三径匹配是指钻孔直径、锚杆树脂锚杆支护三径匹配是指钻孔直径、锚杆直径、树脂药卷直径直径、树脂药卷直径“三径三径”之间的最佳之间的最佳配合配合(pih)(pih)，从而使树脂锚杆支护结构整，从而使树脂锚杆支护结构整体达到最佳的支护状态。体达到最佳的支护状态。第5页/共32页第六页，共32页。7图图图图1 1 钻孔钻孔钻孔钻孔(zun k(zun k n n)直径、锚杆直径、树脂药卷直径关系直径、锚杆直径、树脂药卷直径关系直径、锚杆直径、树脂药卷直径关系直径、锚杆直径、树脂药卷直径关系示意图示意图示意图示意图第6页/共32页第七页，共32页。8锚锚杆杆钻钻孔孔(zun(zun kn)kn)直直径径的的确确定定 徐徐州州矿矿区区煤煤巷巷施施工工(sh gng)的的钻钻孔孔直直径径原原是是29mm、33mm、43mm等等几几种种。锚锚杆杆钻钻孔孔直直径径多多为为29mm。钻钻孔孔直直径径应应主主要要根根据据锚锚杆杆的的锚锚固固力力、锚锚固固成成本本和和钻钻孔孔效效率率确确定定。图图2为不同钻孔直径锚杆的锚固力。为不同钻孔直径锚杆的锚固力。第7页/共32页第八页，共32页。9 图图图图2 2 树脂树脂树脂树脂(shzh)(shzh)药卷锚固药卷锚固药卷锚固药卷锚固100mm100mm螺纹钢锚杆锚固螺纹钢锚杆锚固螺纹钢锚杆锚固螺纹钢锚杆锚固力力力力第8页/共32页第九页，共32页。10n n 锚杆直径为锚杆直径为20mm20mm、18mm18mm左旋无纵筋、带纵左旋无纵筋、带纵筋螺纹钢锚杆在筋螺纹钢锚杆在300300号混凝土中锚固长度号混凝土中锚固长度100mm100mm的锚固力直径为的锚固力直径为20mm20mm锚杆锚固力随着钻孔直径锚杆锚固力随着钻孔直径（孔经为（孔经为262629mm29mm区间区间(q jin)(q jin)）的增加而增）的增加而增大，到大，到29mm29mm时达到最大，左旋无纵筋螺纹钢锚时达到最大，左旋无纵筋螺纹钢锚杆的锚固力为杆的锚固力为55kN55kN，带纵筋建筑螺纹钢锚杆锚，带纵筋建筑螺纹钢锚杆锚固力为固力为41kN41kN。超过。超过29mm29mm后则迅速降低；直径为后则迅速降低；直径为18mm18mm带纵筋建筑螺纹钢锚杆锚固力随着钻孔直带纵筋建筑螺纹钢锚杆锚固力随着钻孔直径增大（孔径为径增大（孔径为26264343）而减小，孔径为）而减小，孔径为26mm26mm时，锚固力最大，为时，锚固力最大，为43kN43kN，孔径为，孔径为28mm28mm时锚固时锚固力次之，为力次之，为35kN35kN，孔径为，孔径为33mm33mm时，锚固力迅速时，锚固力迅速下降，为下降，为5kN5kN，孔径为，孔径为43mm43mm时，锚固力降低为时，锚固力降低为零。零。第9页/共32页第十页，共32页。11图图图图3 3 无纵筋螺纹钢锚杆锚固力与锚杆钻孔直径无纵筋螺纹钢锚杆锚固力与锚杆钻孔直径无纵筋螺纹钢锚杆锚固力与锚杆钻孔直径无纵筋螺纹钢锚杆锚固力与锚杆钻孔直径(zhjng)(zhjng)的关系的关系的关系的关系第10页/共32页第十一页，共32页。12图图图图4 4 有纵筋建筑螺纹钢锚杆锚固力与锚杆钻孔直径有纵筋建筑螺纹钢锚杆锚固力与锚杆钻孔直径有纵筋建筑螺纹钢锚杆锚固力与锚杆钻孔直径有纵筋建筑螺纹钢锚杆锚固力与锚杆钻孔直径(zhjng)(zhjng)的关系的关系的关系的关系第11页/共32页第十二页，共32页。13n n 从试验结果分析可知：直径从试验结果分析可知：直径20mm20mm的锚杆，的锚杆，钻孔直径为钻孔直径为29mm29mm时锚固力最大，宜采用直径时锚固力最大，宜采用直径为为29mm29mm的钻孔。直径为的钻孔。直径为18mm18mm的锚杆，钻孔的锚杆，钻孔直径为直径为26mm26mm时锚固力最大，宜采用直径为时锚固力最大，宜采用直径为26mm26mm的钻孔。的钻孔。n n 但是但是(dnsh)(dnsh)在实际施工中，钻孔直径在实际施工中，钻孔直径选取考虑的是综合因素，既要考虑锚固力最选取考虑的是综合因素，既要考虑锚固力最大，又要考虑锚固成本降低、钻孔效率高、大，又要考虑锚固成本降低、钻孔效率高、施工和组织管理的方便有效性等。实践结果施工和组织管理的方便有效性等。实践结果表明：钻孔直径越大，锚固成本越高、钻孔表明：钻孔直径越大，锚固成本越高、钻孔时间越长。这是显而易见的，因为在锚杆直时间越长。这是显而易见的，因为在锚杆直径、锚固长度相同的情况下，钻孔直径越大，径、锚固长度相同的情况下，钻孔直径越大，钻宵量越大，钻孔时间也越长。综合考虑多钻宵量越大，钻孔时间也越长。综合考虑多种因素，统筹最优匹配结果为：直径种因素，统筹最优匹配结果为：直径1818、2020、22mm22mm的锚杆，选取的钻孔直径为的锚杆，选取的钻孔直径为29mm29mm。第12页/共32页第十三页，共32页。14n n 在直径为在直径为262633mm33mm钻孔中使用直径为钻孔中使用直径为1818、2020、22mm22mm带纵筋建筑螺纹钢锚杆时，锚杆的锚带纵筋建筑螺纹钢锚杆时，锚杆的锚固力与孔径的关系和无纵筋螺纹钢锚杆锚固力固力与孔径的关系和无纵筋螺纹钢锚杆锚固力变化趋势相似，但在相同条件下无纵筋螺纹钢变化趋势相似，但在相同条件下无纵筋螺纹钢锚杆锚固力比带纵筋建筑螺纹钢锚杆锚固力大。锚杆锚固力比带纵筋建筑螺纹钢锚杆锚固力大。n n 带纵筋建筑螺纹钢锚杆直径与钻孔直径的带纵筋建筑螺纹钢锚杆直径与钻孔直径的合理匹配合理匹配(p(p pi)pi)为它们的直径之差为为它们的直径之差为6 612mm12mm，即锚固剂的环形厚度，即锚固剂的环形厚度6 612mm12mm，以，以8 810mm10mm为最好；左旋无纵筋螺纹钢锚杆直径与与钻孔为最好；左旋无纵筋螺纹钢锚杆直径与与钻孔直径的合理匹配直径的合理匹配(p(p pi)pi)为它们的直径之差为为它们的直径之差为6 610mm10mm，即锚固剂的环形厚度，即锚固剂的环形厚度6 610mm10mm，以，以7 78mm8mm为最好。为最好。第13页/共32页第十四页，共32页。15n n 锚杆直径增大将使锚杆支护成本锚杆直径增大将使锚杆支护成本(chngbn)(chngbn)增加，当增加，当钻孔直径为钻孔直径为29mm29mm、锚固长度相同的情况时，如果以直径、锚固长度相同的情况时，如果以直径14mm14mm带纵筋建筑螺纹钢锚杆支护成本带纵筋建筑螺纹钢锚杆支护成本(chngbn)(chngbn)为基准，为基准，其他锚杆支护成本其他锚杆支护成本(chngbn)(chngbn)增加的百分比见下列表增加的百分比见下列表1.1.n n随着锚杆直径的加大，锚杆的锚固力也随之大大提高。螺随着锚杆直径的加大，锚杆的锚固力也随之大大提高。螺纹钢锚杆强度增加的百分比如表纹钢锚杆强度增加的百分比如表2 2所示。对比表所示。对比表1 1和表和表2 2可可以明显看出，锚杆直径增大，锚固成本以明显看出，锚杆直径增大，锚固成本(chngbn)(chngbn)增大，增大，其增加的幅度为其增加的幅度为3 313%13%。锚杆直径增大锚固力也增大，。锚杆直径增大锚固力也增大，其增加幅度为其增加幅度为3131147%147%。两个增加幅度相差悬殊，后者。两个增加幅度相差悬殊，后者增加幅度是前者的增加幅度是前者的10101111倍。由此可见，适当加大锚杆杆倍。由此可见，适当加大锚杆杆体直径在技术和经济上是十分有利的。体直径在技术和经济上是十分有利的。第14页/共32页第十五页，共32页。16表表表表1 1 不同不同不同不同(b tn(b tn)直径锚杆支护成本增加百分比（直径锚杆支护成本增加百分比（直径锚杆支护成本增加百分比（直径锚杆支护成本增加百分比（%）锚杆直径锚杆直径mm mm 1416182022带纵筋带纵筋建筑螺纹钢建筑螺纹钢 025611无纵筋螺纹钢无纵筋螺纹钢 6813Q235Q235圆钢圆钢 35912第15页/共32页第十六页，共32页。17不同直径不同直径不同直径不同直径(zhjng)(zhjng)(zhjng)(zhjng)锚杆锚固力增加百分比（锚杆锚固力增加百分比（锚杆锚固力增加百分比（锚杆锚固力增加百分比（%）锚杆直径锚杆直径mm mm 14141616181820202222破断强度破断强度增加百分比增加百分比 0 013136565104104147147第16页/共32页第十七页，共32页。18n n 分析可知分析可知(k zh)(k zh)，为了使锚固剂效果充分发挥，锚，为了使锚固剂效果充分发挥，锚杆能够便利顺畅安装，在使用无纵筋左旋螺纹钢锚杆时，杆能够便利顺畅安装，在使用无纵筋左旋螺纹钢锚杆时，钻孔直径与锚杆直径之差应为钻孔直径与锚杆直径之差应为6 610mm10mm；在使用带纵筋；在使用带纵筋建筑螺纹钢锚杆时，钻孔直径与锚杆直径之差应为建筑螺纹钢锚杆时，钻孔直径与锚杆直径之差应为6 612mm12mm。在锚固长度和钻孔直径一定时，锚杆直径由。在锚固长度和钻孔直径一定时，锚杆直径由14mm14mm加大到加大到22mm22mm后锚杆的锚固力提高后锚杆的锚固力提高147%147%，但是锚固，但是锚固成本仅增加了成本仅增加了13%13%，因此，适当加大锚杆杆体直径在技，因此，适当加大锚杆杆体直径在技术和经济上是十分有利的。术和经济上是十分有利的。第17页/共32页第十八页，共32页。19锚杆直径锚杆直径(zhjng)(zhjng)的确定的确定 锚杆直径的确定主要应考虑锚杆具有可靠支护阻力的同时，在锚杆直径的确定主要应考虑锚杆具有可靠支护阻力的同时，在技术上可行，经济上合理。技术上可行，经济上合理。（1 1）满足支护阻力的要求）满足支护阻力的要求 为有效控制顶板岩层的变形为有效控制顶板岩层的变形(bin xng)(bin xng)和离层，顶板锚杆必须和离层，顶板锚杆必须给顶板岩层可靠的支护阻力。在锚杆密度和杆体材质一定时，影响给顶板岩层可靠的支护阻力。在锚杆密度和杆体材质一定时，影响支护阻力大小的主要因素是锚杆直径。锚杆支护阻力的大小与杆体支护阻力大小的主要因素是锚杆直径。锚杆支护阻力的大小与杆体的直径成正比，即锚杆直径越大，锚杆的支护阻力越大，同时锚杆的直径成正比，即锚杆直径越大，锚杆的支护阻力越大，同时锚杆支护系统的刚度也越大。较高的支护阻力和较大的系统刚度可以有支护系统的刚度也越大。较高的支护阻力和较大的系统刚度可以有效地约束顶板的变形效地约束顶板的变形(bin xng)(bin xng)，保证巷道稳定性。因此，单从提，保证巷道稳定性。因此，单从提高锚杆支护阻力和系统刚度的角度来看，锚杆直径越大越好。高锚杆支护阻力和系统刚度的角度来看，锚杆直径越大越好。第18页/共32页第十九页，共32页。20 （2 2）技术的可行性）技术的可行性 这主要是针对锚固效果而言的，国外研究结果表明，这主要是针对锚固效果而言的，国外研究结果表明，锚孔直径与锚杆直径相差锚孔直径与锚杆直径相差4 410mm10mm时全长锚固效果好。时全长锚固效果好。但国内锚孔是分段形成的，其成形质量及直度均相对但国内锚孔是分段形成的，其成形质量及直度均相对差些，而且差些，而且(r qi)(r qi)我国锚杆杆体质量也较差。根据这我国锚杆杆体质量也较差。根据这一特点，我们在实验室试验及理论研究结果表明，锚一特点，我们在实验室试验及理论研究结果表明，锚孔与锚杆直径相差孔与锚杆直径相差6 612mm12mm为宜。在锚梁网支护巷道为宜。在锚梁网支护巷道中顶板采用直径中顶板采用直径2727或或28mm28mm钻头钻锚孔，故顶板锚杆钻头钻锚孔，故顶板锚杆直径为直径为181820mm20mm时较合适。时较合适。第19页/共32页第二十页，共32页。21 （3 3）经济合理性）经济合理性 经济合理性主要是指要选择适中的锚杆直径。要分析清楚经济合理性主要是指要选择适中的锚杆直径。要分析清楚支护巷道的开采技术和工程地质条件。不要把锚杆工作阻力选的支护巷道的开采技术和工程地质条件。不要把锚杆工作阻力选的过大或过小。过小不能保证巷道支护的稳定性；过大造成材料浪过大或过小。过小不能保证巷道支护的稳定性；过大造成材料浪费，增大巷道支护费用，在锚杆采用树脂药卷（即树脂锚固剂）费，增大巷道支护费用，在锚杆采用树脂药卷（即树脂锚固剂）全长锚固时，同一钻孔内的锚固剂体积与锚杆杆体体积它们二者全长锚固时，同一钻孔内的锚固剂体积与锚杆杆体体积它们二者之和为一常量（等于钻孔体积），增大锚杆直径可以之和为一常量（等于钻孔体积），增大锚杆直径可以(ky)(ky)减少减少锚固剂的用量。但随着锚杆直径的加大，每孔的锚固总成本是逐锚固剂的用量。但随着锚杆直径的加大，每孔的锚固总成本是逐渐增加的。树脂药卷全长锚固时，在锚孔直径一定的情况下渐增加的。树脂药卷全长锚固时，在锚孔直径一定的情况下（28mm28mm），锚杆直径每增加），锚杆直径每增加2mm2mm，锚固成本增加约，锚固成本增加约0.90.9元。元。锚杆工作阻力的确定受多种因素影响。如：开采深度、支锚杆工作阻力的确定受多种因素影响。如：开采深度、支承压力、岩石性质、巷道断面等。这可在巷道支护设计时确定。承压力、岩石性质、巷道断面等。这可在巷道支护设计时确定。目前，徐州矿区设计选用的锚杆直径多为目前，徐州矿区设计选用的锚杆直径多为18mm18mm、20mm20mm及及22mm22mm的左旋无纵筋螺纹钢锚杆。的左旋无纵筋螺纹钢锚杆。第20页/共32页第二十一页，共32页。22树脂树脂树脂树脂(shzh)(shzh)(shzh)(shzh)药卷直径的确定药卷直径的确定药卷直径的确定药卷直径的确定 树脂药卷直径确定的原则：一是应在确定的钻孔直径条件下，保树脂药卷直径确定的原则：一是应在确定的钻孔直径条件下，保证树脂药卷能够得到顺利安装；二是保证树脂药卷能够顺利安装的条证树脂药卷能够得到顺利安装；二是保证树脂药卷能够顺利安装的条件下，将其直径尽量加大。树脂锚固剂药卷尽量加大有如下好处：一件下，将其直径尽量加大。树脂锚固剂药卷尽量加大有如下好处：一是在锚杆搅拌树脂药卷时，有利于树脂胶泥和固化剂充分混合，树脂是在锚杆搅拌树脂药卷时，有利于树脂胶泥和固化剂充分混合，树脂药卷锚固强度能够得到充分发挥；二是在用相同体积的树脂药卷时，药卷锚固强度能够得到充分发挥；二是在用相同体积的树脂药卷时，由于由于(yuy)(yuy)药卷直径的加大，药卷总长度可以缩短，减少装药工序药卷直径的加大，药卷总长度可以缩短，减少装药工序和药卷在孔中的占据长度，方便锚杆安装。和药卷在孔中的占据长度，方便锚杆安装。第21页/共32页第二十二页，共32页。23 综合分析研究结果，在综合分析研究结果，在综合分析研究结果，在综合分析研究结果，在29mm29mm29mm29mm钻孔中可以使用钻孔中可以使用钻孔中可以使用钻孔中可以使用(shyng)(shyng)(shyng)(shyng)直径直径直径直径1818181822mm22mm22mm22mm无纵筋螺纹钢锚杆或无纵筋螺纹钢锚杆或无纵筋螺纹钢锚杆或无纵筋螺纹钢锚杆或1616161620mm20mm20mm20mm有有有有纵筋建筑螺纹钢锚杆时，使用纵筋建筑螺纹钢锚杆时，使用纵筋建筑螺纹钢锚杆时，使用纵筋建筑螺纹钢锚杆时，使用(shyng)(shyng)(shyng)(shyng)树脂药卷直径为树脂药卷直径为树脂药卷直径为树脂药卷直径为23 23 23 23 25mm25mm25mm25mm比较合适；对与直径为比较合适；对与直径为比较合适；对与直径为比较合适；对与直径为33mm33mm33mm33mm钻孔，使用钻孔，使用钻孔，使用钻孔，使用(shyng)(shyng)(shyng)(shyng)直径直径直径直径2424242426mm26mm26mm26mm无纵筋螺纹钢锚杆或无纵筋螺纹钢锚杆或无纵筋螺纹钢锚杆或无纵筋螺纹钢锚杆或2222222224mm24mm24mm24mm有有有有纵筋建筑螺纹钢锚杆时，使用纵筋建筑螺纹钢锚杆时，使用纵筋建筑螺纹钢锚杆时，使用纵筋建筑螺纹钢锚杆时，使用(shyng)(shyng)(shyng)(shyng)树脂药卷直径为树脂药卷直径为树脂药卷直径为树脂药卷直径为28282828比较合适。比较合适。比较合适。比较合适。第22页/共32页第二十三页，共32页。24锚固长度锚固长度(chngd)(chngd)分析与选择分析与选择n n 在相同钻孔在相同钻孔(zun k(zun k n n)直径和锚杆直径条件下，直径和锚杆直径条件下，锚固长度增加，其锚固成本增加。如，钻孔锚固长度增加，其锚固成本增加。如，钻孔(zun(zun k k n n)直径为直径为29mm29mm，锚杆直径为，锚杆直径为20mm20mm锚固长度从锚固长度从500mm500mm增加到增加到2000mm2000mm，树脂药卷成本由，树脂药卷成本由4 4元增加到元增加到12.912.9元，增加了元，增加了8.98.9元。如何选择锚固长度，对锚杆元。如何选择锚固长度，对锚杆支护的技术经济效益影响明显。这应该是在技术支护的技术经济效益影响明显。这应该是在技术可行（支护安全可靠，满足生产需要）的条件下，可行（支护安全可靠，满足生产需要）的条件下，选择经济的锚固长度。既不能用经济条件限制技选择经济的锚固长度。既不能用经济条件限制技术的合理性，也不能用技术的合理性无约束地增术的合理性，也不能用技术的合理性无约束地增加经济费用。单纯经济和单纯技术的观点，对锚加经济费用。单纯经济和单纯技术的观点，对锚杆支护的发展都是不利的。杆支护的发展都是不利的。第23页/共32页第二十四页，共32页。25n n 锚杆的锚固方式有端锚、加长锚和全长锚。锚杆的锚固方式有端锚、加长锚和全长锚。锚杆的这些锚杆的这些(zhxi)(zhxi)锚固方式有着各自的使锚固方式有着各自的使用条件，这要根据实际需要确定。用条件，这要根据实际需要确定。n n 锚杆采用全长锚固，围岩避免了集中受力锚杆采用全长锚固，围岩避免了集中受力点，且能够得到更有效加固，锚杆受力条件点，且能够得到更有效加固，锚杆受力条件有所改善，实际锚固力增大。根据实测结果，有所改善，实际锚固力增大。根据实测结果，锚杆全长锚固，安装锚杆全长锚固，安装2424小时后，测得最大锚小时后，测得最大锚固力为固力为100kN100kN，在锚杆正常工作时可随着外部，在锚杆正常工作时可随着外部载荷的增加和围岩变形达到屈服载荷或极限载荷的增加和围岩变形达到屈服载荷或极限载荷。载荷。第24页/共32页第二十五页，共32页。26n n 全长锚固能够提供更高的抗剪能力。顶板受垂直层面全长锚固能够提供更高的抗剪能力。顶板受垂直层面方向的应力作用时，岩层常常发生沿层间的错动，这使层方向的应力作用时，岩层常常发生沿层间的错动，这使层面间的粘聚力迅速降低，继而使岩层间发生离层和破坏。面间的粘聚力迅速降低，继而使岩层间发生离层和破坏。在锚杆提供全长锚固后，钻孔中没有空隙或空隙较小，锚在锚杆提供全长锚固后，钻孔中没有空隙或空隙较小，锚固剂和锚杆的存在将增强层面间的抗剪能力，减轻岩层间固剂和锚杆的存在将增强层面间的抗剪能力，减轻岩层间的错动。从而提高顶板的稳定性。的错动。从而提高顶板的稳定性。n n 全长锚固锚杆能有效提高锚杆支护系统的刚度，限制全长锚固锚杆能有效提高锚杆支护系统的刚度，限制围岩变形围岩变形(bin xng)(bin xng)。锚杆全长锚固时，沿锚杆杆体全长或。锚杆全长锚固时，沿锚杆杆体全长或较长范围内与围岩紧密粘接，在锚固范围内围岩任一点发较长范围内与围岩紧密粘接，在锚固范围内围岩任一点发生离层和变形生离层和变形(bin xng)(bin xng)，锚杆都能够提供较大的锚固力，锚杆都能够提供较大的锚固力，锚杆伸长锚杆伸长1mm1mm，可产生，可产生101020kN20kN的锚固力，显著提高了锚的锚固力，显著提高了锚杆支护系统的刚度，因此可以减小围岩变形杆支护系统的刚度，因此可以减小围岩变形(bin xng)(bin xng)的发的发生。但全长锚固应用在要求变形生。但全长锚固应用在要求变形(bin xng)(bin xng)量小且支护强度量小且支护强度大的地方。大的地方。第25页/共32页第二十六页，共32页。27 它给锚杆安装带来一定的困难，装药数量它给锚杆安装带来一定的困难，装药数量(shling)(shling)多、占用多、占用时间长、锚杆起始安装外露长度大、锚杆钻机扭矩小，搅拌困难、时间长、锚杆起始安装外露长度大、锚杆钻机扭矩小，搅拌困难、锚固费用高等。但是，煤矿井下变形量大，支护强度相对较小，全锚固费用高等。但是，煤矿井下变形量大，支护强度相对较小，全长锚固高额的费用一般难以承受，如果支护密度不足，全长锚固可长锚固高额的费用一般难以承受，如果支护密度不足，全长锚固可能要起反作用，造成树脂锚固体被破坏，反而降低锚固力，甚至锚能要起反作用，造成树脂锚固体被破坏，反而降低锚固力，甚至锚杆失效。杆失效。第26页/共32页第二十七页，共32页。28n n实践表明：在顶板较完整、稳定并且实践表明：在顶板较完整、稳定并且(bngqi)(bngqi)应力不大的应力不大的类回采巷道和类回采巷道和部分部分类巷道中使用端头锚固；在部分类巷道中使用端头锚固；在部分类和类和、类不稳定围岩巷道中采用加长类不稳定围岩巷道中采用加长锚固，给锚杆留一定的自由段，既能有效锚固，给锚杆留一定的自由段，既能有效地对围岩进行加固，减少围岩变形，保持地对围岩进行加固，减少围岩变形，保持巷道稳定，又能满足现场工艺操作简单方巷道稳定，又能满足现场工艺操作简单方便的要求。具有很强的操作性和实用性。便的要求。具有很强的操作性和实用性。它集合了全锚和端锚的优点，扬弃了全锚它集合了全锚和端锚的优点，扬弃了全锚和端锚的缺点，实现了经济技术的优良结和端锚的缺点，实现了经济技术的优良结合。合。第27页/共32页第二十八页，共32页。29树脂锚杆支护三径匹配树脂锚杆支护三径匹配(ppi)(ppi)原理原理 （1）锚杆直径(zhjng)对于是否能够有效充分地均匀搅拌树脂药卷以及锚杆是否能够顺利安装起着非常关键的作用。当使用无纵筋左旋螺纹钢锚杆时钻孔直径(zhjng)与锚杆直径(zhjng)之差应在610mm之间；当使用带纵筋建筑螺纹钢锚杆时钻孔直径(zhjng)与锚杆直径(zhjng)之差应在612mm之间（对于少量应用普通圆钢杆体锚杆的可参照使用带纵筋建筑螺纹钢锚杆的原则执行）；为了获得较大的锚固力和较好的支护效果，上述数值一般应取中间偏下值。第28页/共32页第二十九页，共32页。30 （2 2）钻孔直径对锚杆支护成本和锚固力大小影响很钻孔直径对锚杆支护成本和锚固力大小影响很大。当钻孔直径为大。当钻孔直径为43mm43mm时螺纹钢锚杆的锚固力几乎为时螺纹钢锚杆的锚固力几乎为零，相同锚固长度需要较多的树脂药卷、支护成本较高。零，相同锚固长度需要较多的树脂药卷、支护成本较高。在目前在目前(mqin)(mqin)技术条件下，直径技术条件下，直径20mm20mm的无纵筋左旋的无纵筋左旋螺纹钢锚杆和直径螺纹钢锚杆和直径181820mm20mm的有纵筋建筑螺纹钢锚杆的有纵筋建筑螺纹钢锚杆宜选择宜选择2828、29mm29mm的钻孔，直径的钻孔，直径18mm18mm及以下的无纵筋螺及以下的无纵筋螺纹钢锚杆宜选择纹钢锚杆宜选择26mm26mm的钻孔（但考虑到整个矿井的钻的钻孔（但考虑到整个矿井的钻头的统一性，徐州矿区目前头的统一性，徐州矿区目前(mqin)(mqin)仍使用的是仍使用的是28mm28mm的钻头，施工出的是的钻头，施工出的是282829mm29mm的钻孔），这样可以获的钻孔），这样可以获得较大的锚固力和较好的技术经济效益。得较大的锚固力和较好的技术经济效益。第29页/共32页第三十页，共32页。31n n （3 3）树脂药卷直径应比钻头直径小树脂药卷直径应比钻头直径小4 47mm7mm。n n （4 4）在全长或加长锚固时，锚杆直径增大后不会在全长或加长锚固时，锚杆直径增大后不会引起引起(y(y nqnq)锚固成本的大幅度提高。当锚杆直径由锚固成本的大幅度提高。当锚杆直径由14mm14mm增大到增大到22mm 22mm 时，锚固成本仅增加时，锚固成本仅增加1313，而锚，而锚杆破断载荷却提高杆破断载荷却提高147147。这就是说，适当地加大锚。这就是说，适当地加大锚杆直径，技术经济效益十分显著。杆直径，技术经济效益十分显著。n n 因此，综合各方面因素，徐州矿区目前选用直径因此，综合各方面因素，徐州矿区目前选用直径28mm28mm的钻头，应用的钻头，应用181820mm20mm的左旋无纵筋螺纹钢等的左旋无纵筋螺纹钢等强锚杆，直径强锚杆，直径23mm23mm的树脂药卷。的树脂药卷。第30页/共32页第三十一页，共32页。32树脂树脂树脂树脂(shzh)(shzh)(shzh)(shzh)锚杆支护结构整体匹配原锚杆支护结构整体匹配原锚杆支护结构整体匹配原锚杆支护结构整体匹配原则则则则n n 指除树脂(shzh)锚杆支护三径匹配外，树脂(shzh)锚杆支护结构中的其它构件也必须匹配，如托板、螺母、网、梁。在各构件强度不均的情况下，这些构件中锚杆的强度应该是最低的；锚固力最大，螺母次之，托板再次之。第31页/共32页第三十二页，共32页。