二、锚杆支护材料
高强锚杆及附件
杆体几何形状 合理孔径差的条件下，保证杆体能顺利插入钻孔； 有利于提高锚固剂的粘结力与锚固效果； 尽量使杆体各个部位等强度； 杆体尾部有利于施加较大的预应力。 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
托板受力分布
100×100mm 150× 150mm 200× 200mm
不同尺寸托板扩散预应力效果
3、锚杆支护材料
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。
锚杆轴向预应力（KN）
140
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，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，而且可实现全长锚固。
为保证螺纹强度接近或等于杆体，可采用以下结构： 滚圆加工后滚丝，减少强度损失； 螺纹段进行调质处理，提高螺纹强度； 墩粗杆体尾部，再加工螺纹，增加螺纹面积； 取消螺纹，制成墩头锚杆，从根本上消除螺纹影响； 细牙全螺纹杆体，螺母直接拧入杆体。
3、锚杆支护材料
螺母
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
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300～400MPa，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 400～600MPa；强力锚杆屈服强度不小于600MPa，拉断载荷在 300kN以上。
120
100
80
60
40
20
0
100
200
300
400
500
锚杆预紧扭矩(N·m)
数字 代表减摩材料
220
0 不使用减摩垫片
221
222
1
聚四氟乙烯
223
224
2
1010尼龙
3
改性1010尼龙
4
高密度聚乙烯
3、锚杆支护材料
树脂锚固剂
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 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。
要求：承载能力应与杆体匹配；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
托板分类
托板
金属托板
平托板 拱形托板 其它形状
木托板
不可调心托板 可调心托板
非金属托板
混凝土托板 塑料托板
3、锚杆支护材料
托板受力
螺母
阻力增大，控制围岩变形。
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。
普通螺母 扭矩螺母
标准螺母 加厚螺母 大螺距螺母 球形螺母 阻尼式螺母 销钉式螺母 压片式螺母
3、锚杆支护材料
托板
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。
二、锚杆支护材料
锚杆及附件 锚固剂 钢 带 锚 索 网
图锚 杆 支 护 构 件
金属网 托板 螺纹钢锚杆
树脂锚固剂
钢带 减摩垫片 扭矩螺母
二、锚杆支护材料
在借鉴国外先进技术的基础上，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。
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1∕3.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，如图3-1-1所示。
一、锚杆种类
锚杆杆体
金属锚杆
圆钢
螺纹
管式
柔性
锚杆
钢锚杆 锚杆
锚杆
左旋
管缝式
可切割锚杆
玻璃钢锚杆
木锚杆
光圆钢体
右旋
水力膨胀式
粗糙表面杆体
交叉
注浆锚杆
全螺纹杆体
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。
杆体几何形状 左旋无纵筋螺纹钢。有利于增加锚固剂密实度，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。 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。
L1 L
二、锚杆支护材料
杆体尾部结构（杆尾螺纹结构，受力复杂、易破坏） 螺纹部分不仅受拉，而且受剪切、弯曲； 螺纹直径与杆体不等，变径应力集中（2～3倍）。