锚杆是一种锚固在岩体外部的杆状体。接管锚杆支护巷道,便是当巷道掘进后向围岩中钻眼,而后将锚杆安放在锚杆眼内,对于巷道围岩妨碍家养加固。
锚杆具备良多短处:节约坑木以及钢材,着落支护老本,掘进断面小,巷道的变形小,培修用度低,使命牢靠,轻捷,可能减轻体力劳动,减小透风阻力,有利于一次成巷施工以及加速掘进速率,运用畛域广,适应性强,削减运输量,有利于矿井的运输以及降职。可是锚杆不能防御围岩风化,不能残缺防御锚杆与锚杆之间裂隙岩石的剥落,因此,锚杆配合其余支护措施,如与金属网、喷浆或者喷射混凝土等散漫运用,会取患上更好的支护成果。
锚杆支护道理
(1)悬吊浸染:锚杆将薄弱结子岩层悬挂不才面安定晃动的岩层上,防御离层脱落。煤层巷道的间接顶板艰深比照薄弱结子且较薄,简略离层冒落,它下面的老顶则比照安定。锚杆可能经由间接顶板达到老顶,把间接顶锚固在老顶上。
(2)组合梁浸染:在层状岩层的巷道顶板中,经由锚人一系列的锚杆,将锚杆长度之内的薄层岩石锚成岩石组合梁,从而普及其承载能耐。在相同的荷载浸染下,组合梁比未组合板梁的挠度以及内应力大为减小。
(3)围岩补强浸染:巷道深部围岩中的岩石处于三轴受压状态,而挨近巷道周边的岩石则处于二轴受力状态,强度小于前者,故易于破损而损失晃动性。巷道围岩被锚杆锚固后,表层岩石全副地复原了三轴受力状态,增大了它自身的强度,此外,锚杆还可能削减岩层弱面的剪断阻力,使巷道周边围岩不易破损以及失稳,这就叫作围岩补强浸染。
(4)挤压结协浸染:锚杆将巷道围岩挤紧,对于岩石施加预应力,克制裂隙的不断扩充,而且,对于松散岩石也能起到挤压散漫以及加固浸染。外洋做过一个重大而幽默的试验:用一个长方形木箱,详情填紧小碎石,并用模拟的锚杆将它们锚固起来,锚杆拧紧日后,将木箱翻转,其中充填的小碎石竟倒不进去。经由锚杆的预应力浸染,可能在相互毫无粘结力的碎石之间产生一种侧向挤压磨擦阻力,足以反对于碎石自身的重量而不会掉下来,彷佛碎石间相互散漫起来同样。
(5)挤压加固拱浸染:将上述试验不断做上来,用锚杆锚拴起来的小碎石,不光它们挤压散漫在一起足以反对于自身的重量,而且,它还可能作为一种承载结构,反对于特意的荷重。经由加载试验,发现加载的锚固碎石构件在锚杆垫板之间会泛起一个拉应力区,致使该区内的小碎石松散而脱落下来,并组成为了穹窿。当荷载增大时,这穹窿将扩充而导致承载结构的倒塌解体。为防御这一状态,在锚杆垫板下张挂细铁丝网便大大普及了锚杆的支护能耐,当荷载加到至关大日寸(重复加载),破损因此铁丝网被剪断而开始的。以上试验诠释,松散碎石在预应力浸染下环抱每一根锚杆组成一其中间带圆锥形的筒形挤压区或者缩短应力区,在系统部署的锚杆群中,这些挤压区便组成为了一个具备至关厚道的平均缩短加固带,它至关于一种承载结构而支承至关大的荷载。巷道周围装置成组部署以及径向布置的锚杆后,便在围岩的未必厚度畛域内组成为了一个拱形缩短带或者挤压加固拱,它使巷道围岩由原来是支架上的荷载酿成为了承载结构。拱形缩短带的厚度与锚杆的长度、间距无关。
以上所述锚杆的五种浸染,个别不是径自存在,而是相互分割、相互填补、配合浸染的。
锚杆的规范多种多样:按锚固道理来分,有端头锚固、全长锚固以及两者并用型;按锚杆组成资料来分,有金属锚杆、木锚杆、钢筋或者钢丝绳砂浆锚杆以及树脂锚杆等。下面介绍多少种罕用锚杆。
(1)金属锚杆
①金属楔缝式锚杆。由杆体、楔子、垫板以及螺帽组成。杆体罕用直径18-22妹妹的3号钢制作,其上端加工成宽2-5妹妹、长150-200妹妹的纵向楔缝,杆体下端100-150妹妹长的畛域内加工成螺纹。楔子用软钢或者铸铁制作。垫板多用厚6—lO妹妹的钢板制成,其规格为150妹妹×150妹妹或者200妹妹×200妹妹。
装置时,先把楔子夹在楔缝中,僻静插入预先钻好的锚杆眼眼底,在杆体下端加呵护套筒或者拧上呵护螺纹的螺母,而后对于杆体不断锤击,楔子挤入楔缝,从而迫使杆体的锚入端张开而挤紧眼底孔壁,***后取下呵护套筒,安上垫板,拧紧螺帽。这种锚杆结构重大,加工简略,在硬岩中锚固力较大,艰深可达lOOkN或者以上。但它对于钻孔的准确性要求严厉,杆体直径较大,钢材用量较多,在软岩中它的锚固力缺少,不宜接管。
②金属倒楔式锚杆。它的锚入端有一个大头朝向孔底的铸铁牢靠楔,牢靠楔与圆钢杆体浇注在一起,此外配有一个铸铁行动倒楔,杆体的另一端加工成螺纹。
装置时,先把倒楔绑在牢靠楔的下部,逐步送人锚杆眼内,并使楔底距眼底未必距离,而后用一根专用的锤击杆,顶在倒楔的尾端,再用凿岩机妨碍锤击,即可将锚杆锚固在岩层中,***后装上垫板拧紧螺帽即成。
这种锚杆除结构重大制作简略外,它比楔缝式锚杆的杆体直径小,艰深为12-16妹妹,可节约钢材,对于钻孔深度的要求不太严厉,而且巷道报废时可能接管,艰深锚固力在50kN以上,因此这种锚杆在我鼎祚用较多。
(2)树脂锚杆
树脂锚杆以分解树脂为粘结剂,在固化剂以及减速剂的浸染下固化,从而将锚杆体与岩石坚贞地粘结成为一个安定的部份。
树脂锚杆的***大特色是固化光阴快,能在多少分钟到多少小时内取患上很高的初锚力,可能迅速实用地操作围岩变形。我国研制乐成的树脂锚杆是一种药包式端头锚固的锚杆,由树脂药包以及锚杆杆体组成。
①树脂药包结构。药包有φ23妹妹×50妹妹以及φ23妹妹×35妹妹两种规格,由内药包以及外药包组成。内药包为φ8妹妹—-φ12妹妹的玻璃小管,内装固化剂与大批填料;外药包为聚乙烯薄膜塑料袋或者玻璃管,内装不饱以及聚酯树脂、减速剂及填料(瓷粉或者石英粉)。
②杆体。有钢、木杆体两种,钢杆体见,它是由6妹妹-8妹妹的艰深圆钢加工而成。杆体长1.5- 2.5m,插入孔底的一端做成反麻花状。杆体的外露端与其余金属锚杆同样加工成螺纹,并用垫板以及螺帽紧固。装置时,用锚杆体将树脂药包送到眼底,以煤电钻为能源,经由特制的衔接头动员杆体转折,将药包捣破并搅拌30s左右,使化学药剂搅浑,发生化学反映,树脂便由液态聚合转化为固态,将岩石以及锚杆体胶结固化在一起。而后安上托板,拧紧螺帽。树脂锚杆的凝聚光阴为3- 5min,lOmin后即可承载,一
管缝锚杆表面应平整,无严重拉伤,锈蚀。焊缝应无裂纹,无气孔夹渣,不允许烧穿管壁。托盘在杆体上应能自由移动。挡环接口与管缝开口相互错位170o—190o为宜。
小时的锚固力达70-lOOkN,短缺呈现了树脂锚杆精采的物理力学功能。