树脂锚杆支护概述解读.ppt

1 树脂锚杆支护概述 1.1 树脂锚杆支护定义、原理 树脂锚杆支护是树脂锚固剂配以各种材质杆体的锚杆进行工程支护的锚杆支护技术。 它的工作原理是:把以树脂胶泥为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，并通过托板的安装和螺母的拧紧，对围岩起到支护作用。 树脂锚固剂生产必须执行中华人民共和国行业标准。厂家应提供质量合格、稳定的产品，锚固剂中固化剂的颜色必须符合行业标准中的规定，对锚固剂的性能、特征、外形尺寸、搅拌时间、初凝时间及正确的使用方法均在产品说明书中说明。使用树脂锚固剂的井口内不得同时混用不同生产厂家的锚固剂。变更供应厂家或应用新型锚固剂前必须经本单位分管掘进副总工程师以上技术领导批准，并针对变更后的锚固剂性能采取相应措施。 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CKa为黄色、 CK为红色，快速K为蓝色，中速Z为白色，对锚固剂的性能、特征、外形尺寸、搅拌时间、初凝时间及正确的使用方法均在产品中说明。 1.2 树脂锚杆支护三径匹配定义、原理 1.2.1 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、树脂药卷直径。 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“三径”之间的最佳配合，从而使树脂锚杆支护结构整体达到最佳的支护状态。 图1 钻孔直径、锚杆直径、树脂药卷直径关系示意图 1.2.2 锚杆钻孔直径的确定  徐州矿区煤巷施工的钻孔直径原是29mm、33mm、43mm等几种。锚杆钻孔直径多为29mm。钻孔直径应主要根据锚杆的锚固力、锚固成本和钻孔效率确定。图2为不同钻孔直径锚杆的锚固力。 图2 树脂药卷锚固100mm螺纹钢锚杆锚固力 锚杆直径为20mm、18mm左旋无纵筋、带纵筋螺纹钢锚杆在300号混凝土中锚固长度100mm的锚固力直径为20mm锚杆锚固力随着钻孔直径（孔经为26～29mm区间）的增加而增大，到29mm时达到最大，左旋无纵筋螺纹钢锚杆的锚固力为55kN，带纵筋建筑螺纹钢锚杆锚固力为41kN。超过29mm后则迅速降低；直径为18mm带纵筋建筑螺纹钢锚杆锚固力随着钻孔直径增大（孔径为26～43）而减小，孔径为26mm时，锚固力最大，为43kN，孔径为28mm时锚固力次之，为35kN，孔径为33mm时，锚固力迅速下降，为5kN，孔径为43mm时，锚固力降低为零。 图3 无纵筋螺纹钢锚杆锚固力与锚杆钻孔直径的关系 图4 有纵筋建筑螺纹钢锚杆锚固力与锚杆钻孔直径的关系 从试验结果分析可知：直径20mm的锚杆，钻孔直径为29mm时锚固力最大，宜采用直径为29mm的钻孔。直径为18mm的锚杆，钻孔直径为26mm时锚固力最大，宜采用直径为26mm的钻孔。 但是在实际施工中，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。综合考虑多种因素，统筹最优匹配结果为：直径18、20、22mm的锚杆，选取的钻孔直径为29mm。 在直径为26～33mm钻孔中使用直径为18、20、22mm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。 带纵筋建筑螺纹钢锚杆直径与钻孔直径的合理匹配为它们的直径之差为6～12mm，即锚固剂的环形厚度6～12mm，以8～10mm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为它们的直径之差为6～10mm，即锚固剂的环形厚度6～10mm，以7～8mm为最好。 锚杆直径增大将使锚杆支护成本增加，当钻孔直径为29mm、锚固长度相同的情况时，如果以直径14mm带纵筋建筑螺纹钢锚杆支护成本为基准，其他锚杆支护成本增加的百分比见下列表1. 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2所示。对比表1和表2可以明显看出，锚杆直径增大，锚固成本增大，其增加的幅度为3～13%。锚杆直径增大锚固力也增大，其增加幅度为31～147%。两个增加幅度相差悬殊，后者增加幅度是前者的10～11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。 表1