一、锚杆的种类

1、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

2、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

3、，如图3-1-1所示。 一、锚杆种类 锚杆杆体 金属锚杆 圆钢 锚杆 螺纹 钢锚杆 左旋 右旋 交叉 管式 锚杆 管缝式 水力膨胀式 注浆锚杆 柔性 锚杆 可切割锚杆 玻璃钢锚杆 光圆钢体 粗糙表面杆体 全螺纹杆体 木锚杆竹锚杆 图3-1-1 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

4、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300400MPa，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 400600MPa；强力锚杆屈服强度不小于600MPa，拉断载荷在 300kN以上。 金属网 钢带 托板 减摩垫片 扭矩螺母 螺纹钢锚杆 树脂锚固剂 锚杆支护构件 图 q 锚杆及附件 q 锚固剂 q 钢 带 q 锚 索 q 网 二、锚杆支护材料 在借鉴国外先进技术的基础

5、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 q 高强锚杆及附件 n 杆体几何形状 u合理孔径差的条件下，保证杆体能顺利插入钻孔； u有利于提高锚固剂的粘结力与锚固效果； u尽量使杆体各个部位等强度； u杆体尾部有利于施加较大的预应力。 u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 n 杆体几何形状 u左旋无纵筋螺纹钢。有利于增加

6、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。 u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。 L L 1 二、锚杆支护材料 n 杆体尾部结构（杆尾螺纹结构，受力复杂、易破坏） u螺纹部分不仅受拉，而且受剪切、弯曲； u螺纹直径与杆体不等，变径应力集中（23倍）。 为保证螺纹强度接近或等于杆体，可采用以下结构： u滚圆加工后滚丝，减少强度损失； u螺纹段进行调质处理，提高螺纹强度； u墩粗杆体尾部，再加工螺纹，增加螺纹面积； u取消螺纹，制成墩头锚杆，从根本上消除螺纹影响； u细

7、牙全螺纹杆体，螺母直接拧入杆体。 二、锚杆支护材料 n 螺母 u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。 u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 n 托板 u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。 u要求：承载能力应与杆

8、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 u 托板分类 3、锚杆支护材料 u 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 n 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

9、护材料 0 20 40 60 80 100 120 140 100200300400500 锚杆预紧扭矩(Nm) 锚杆轴向预应力（KN） 220 221 222 223 224 数字数字代表减摩材料代表减摩材料 0 0不使用减摩垫片不使用减摩垫片 1 1聚四氟乙烯聚四氟乙烯 2 210101010尼龙尼龙 3 3改性改性10101010尼龙尼龙 4 4高密度聚乙烯高密度聚乙烯 q 树脂锚固剂树脂锚固剂 n 对树脂锚固剂的要求：固化后有较高粘结力、较高变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；固化性模量；固化快，快速安装，及时施加预应力；固化 时

10、间可调，满足加长、全长锚固要求；固化后收缩率时间可调，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。低；有利于钻孔中安装和搅拌。 n 全长锚固树脂锚固剂：采用高聚合度树脂锚固剂专用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，保证锚固效果强度，保证锚固效果。 3、锚杆支护材料 q 组合构件组合构件 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 0L L 1 L B0 A-A放大 1 d B A 0L A B h t L W型钢带

11、n 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 n M M型钢带型钢带 u强度大，强度大，抗弯抗弯刚度大，钢刚度大，钢 材利用率高；材利用率高； u向向下下截面模量截面模量远大于远大于向向上。上。 安装易与顶板安装易与顶板紧紧贴贴；承压；承压 控制围岩变形能力强；控制围岩变形能力强； u翼缘翼缘高，抗高，抗撕裂撕裂性能好。性能好。 u护顶面积较小。护顶面积较小。 型型 号号 展宽展宽 /mm 厚度厚度 /mm 质量质量 /(kg/ m) 屈服屈服 载荷载荷 /kN 破断破断 载荷载荷 /kN 向下截向下截 面模量面模量 /m

12、m3 向上截向上截 面模量面模量 /mm3 GRTGRT -M3-M3 1731733 34.054.05124.6124.6197.2197.25944594421602160 GRTGRT -M4-M4 1731734 45.45.4166.1166.1263.0263.07926792628802880 GRTGRT -M5-M5 1731735 56.756.75207.6207.6328.7328.79908990836003600 GRTGRT -M6-M6 1731736 68.098.09249.1249.1394.4394.4118891188943204320 3、锚杆支护

13、材料 q 网网 n网的作用：防止破碎岩块垮网的作用：防止破碎岩块垮 落；紧贴表面，提供一定支落；紧贴表面，提供一定支 护力护力(0.01MPa)；将岩层载荷；将岩层载荷 传递给锚杆；提高深部围岩传递给锚杆；提高深部围岩 残余强度，减小破碎范围。残余强度，减小破碎范围。 围岩压力围岩压力 金属网有效支护， 围岩变形小、稳定 金属网失效， 围岩变形大、冒落 松散破碎 无自承力围岩 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 q 可切割锚杆可切割锚杆 玻璃钢锚杆以不饱和树脂为基料，以玻璃纤维为增强材玻璃钢锚杆以不饱和树脂为基料，以玻璃

14、纤维为增强材 料复合而成。料复合而成。 n 优点：质量小，强度与质量比高；耐腐蚀性；可切割，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。不损坏采煤机，不会产生火花。 n 缺点：杆体尾部连接部位承载力低；杆体承受扭矩小，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。形较大很容易破断。 3、锚杆支护材料 n 玻璃钢锚杆玻璃钢锚杆 型号型号 直径直径(外外 径径/内径内径) /mm 质量质量 /kg/m 杆体拉杆体拉 断力断力 /kN 杆尾拉断力杆

15、尾拉断力 塑料螺母塑料螺母/钢钢 螺母螺母/kN K60-17C170.3810050/80 K60-17E170.3815050/100 K60-22C220.6418060/120 K60-22E220.6427070/150 K60-25C250.9025080/150 K60-25E250.90380100/180 J64-25C25/120.6318080/160 J64-25E25/120.63250100/180 玻璃钢锚杆（德国） 3、锚杆支护材料 q 锚索锚索 n 索体材料：精轧螺纹钢筋、高强度钢丝和钢绞线；索体材料：精轧螺纹钢筋、高强度钢丝和钢绞线； n 锚固材料：水泥浆、树脂及水泥浆树脂联合锚固；锚固材料：水泥浆、树脂及水泥浆树脂联合锚固； n 锚固长度：端部锚固和全长锚固。锚固长度：端部锚固和全长锚固。 n 索体数量：单体锚索和锚索束。索体数量：单体锚索和锚索束。 n 预应力：预应力与非预应力锚索。预应力：预应力与非预应力锚索。 n 索体结构形式：普通锚索与鸟笼式锚索。索体结构形式：普通锚索与鸟笼式锚索。 n 钻孔直径：小孔径钻孔直径：小孔径(28-33mm)(28-33mm)和大孔径锚索和大孔径锚索(50mm(50mm以上以上) ) 3、锚杆支护材料 q 小孔径树脂锚固锚索小孔径树脂锚固锚索