【1-煤炭科学研究总院 北京100013，2-双鸭山矿业（集团）公司物资供应公司 黑龙江 双鸭山 155100】
摘 钽酸锂要 综合介绍了预应力锚索系列和主要参数设计方法。在计算公式中引入锚具效率系数和张拉应力控制系数等重要参数，对确定锚索安全系数有重要参考价值。
关键词 锚索 系列 参数设计
高行建1 引 言
锚索支护技术近年来发展迅速，尤其在我国煤矿巷道支护中占的比例越来越大，应用范围也越来越广。目前锚索支护的应用已从岩巷发展到煤巷，在需要加大支护长度和支护强度的地方，这是一条十分有效的途径。凡是遇到困难条件的支护问题，往往用锚索支护来解决。 锚索支护的显著特点是：锚索长度较长，能够锚入到深部较稳定的岩层中；锚索可施加预应力，承载力大。一般说来，要提高锚索支护的可靠性，首先要保证锚索产品的质量，其次要保证锚索支护有足够的长度、适当的密度以及可靠的承载力。
锚索支护是一种主动支护，它的应用极大地提高了巷道支护的整体水平，对保证安全生产、实现高产高效起到了重要作用。
“九五”攻关以来，锚索支护成为煤矿巷道支护的主要形式，煤矿锚杆支护技术得到大面积推广，煤巷锚索支护也随之得到长足的发展。煤巷锚索支护技术的成功应用有效地解决了煤巷支护的难题。
2 rbf神经网络预应力锚索
预应力锚索是向岩层传递力的一种支护手段，它可按给定的方向和荷载大小将力从岩体表面传递到岩层深处，从而使被加固的岩体受到一个有益的预压应力。在这一过程中，岩体得到加固并使其强度增加，其他力学性能也会得到改善。
预应力锚索的作用有以下几个方面特点：
①预应力锚索由高强度材料组成并有可靠的锚固体系，因而它能提供数量可观的预应力； ②预应力锚索的长度一般较长，能够锚入到深部比较坚固稳定的岩层中去；
③预应力锚索可按给定的载荷大小、方向设计和施工，目标明确，参数可灵活调整；
④施工工艺简便，影响因素小，而且还能与其它加固措施相配合。
预应力锚索在结构上要形成系列，以满足岩巷和煤巷的不同需要；配套机具要小型化、轻型化和实用化；在施工工艺上也要形成一套完整的施工方法。
2.1 预应力锚索分类和系列化
2.1.1 预应力锚索分类
预应力锚索按不同的方法有多种分类，但考虑到正处在发展阶段，锚索类型还比较简单，因此按用途和锚固方式综合分类。
预应力锚索综合分类见图1。
图1 预应力锚索综合分类
2.1.2 预应力锚索系列
目前，预应力锚索系列参数见表1。
表1 预应力锚索系列
| 锚具型号 | 设计载荷 （kN） | 极限载荷 (kN) | 锚固方式 | 长度 (m) | 适用孔径 (mm) | 托板尺寸 (mm) |
| 简单的延时电路 1 | OVM15—1 | 150 | 245 | 树脂/砂浆 | 5～10 | 28～32 | 150×150×20 |
2 | OVM15—2 | 300 | 490 | 砂浆 | 10～15 | 50～75 | 250×250×20 |
3 | OVM15—3 | 450 | 740 | 砂浆 | 10～15 | 90 |
4 | OVM15—4 | 600 | 990 | 坚硬的荒原砂浆 | 10～20 | 90 | 300×300×25 |
5 | OVM15—5 | 780 | 1230 | 砂浆 | 10～20 | 90 |
6 | OVM15—6 | 900 | 1480 | 砂浆 | 10～25 | 110 |
7 | OVM15—7 | 1100 | 1730 | 砂浆 | 10～25 | 110 |
| | | | | | | |
（注：计算以Φ15.24mm、强度1860MPa的钢绞线为例。）
单束锚索采用树脂锚固剂卷锚固，在实际应用上具有明显优势，其突出特点是施工简便、可快速承载，已成为煤矿巷道支护中的主要手段，通过大面积推广应用，社会效益、经济效益十分显著。这项技术略加改进也可应用在水工硐室、交通隧道及其它地下工程的初次支护和局部补强支护上。
2.1.3 锚索材料
构成锚索的主要材料通常选用下列三种，即高强预应力钢绞线、高强预应力钢丝和精轧螺纹钢筋。井下一般应选用强度高、韧性好和低松弛的钢绞线，运输与安装十分方便。Φ15.24mm、强度1860MPa和Φ17.8mm、强度1860MPa的钢绞线目前使用较为广泛。较大直径的钢绞线也开始试用。
值得指出的是，也有用玻璃纤维增强塑料杆体作为锚索材料的，这种材料的优点是耐腐蚀，易切割。
锚索所采用的配套锚具需选用符合GB/T14370—2000规定的夹片式锚具，并应与所用钢绞
线的规格和强度级别相匹配。
其它附件可采用钢、塑材料制造，但不得采用木质和有金属材料。特殊需要的防腐材料应保持耐久性和化学稳定性。
2.2 预应力锚索主要参数设计
锚索设计载荷应为：
式中：Nt——设计承载力，N；
m——张拉应力控制系数；
n——钢绞线根数；
Sn——女体解剖图钢绞线参考截面面积，mm2；
Rm——钢绞线抗拉强度，MPa。
锚索极限载荷应为：
式中：Ru——锚索极限载荷，N；
——锚具效率系数，取0.95；
n——钢绞线根数；
Sn——钢绞线参考截面面积，mm2；
Rm——钢绞线抗拉强度，MPa。
锚索安全系数为：
式中：K——安全系数；
Ru——锚索极限载荷，N；
Nt——锚索设计载荷，N。
将前两个公式代入，即得出：
因此，锚索的安全系数与锚具效率系数和张拉应力系数m有关。也可给出K值再反算出m值，但影响安全系数的因素必须明确。由于矿山井巷工程的复杂条件，本文建议张拉应力控制系数取0.60为宜。如果岩层条件较好，也可取0.65。
2.3 岩巷砂浆锚多束固锚索
多束锚索主要用于岩巷、交岔点、大硐室及破损井巷工程的加固，也可用于露天矿边坡治理。多束锚索结构见图2。
（1-钢绞线；2-锚具；3-球铰垫片；4-垫片；5-钢垫座；6-自由段索体；
7、10-水泥砂浆；8-对中支架；9-架线环；11-导向帽；12-排气管）
图2 多束锚索结构示意图
这种锚索在结构上采用了钢结构垫座和可调角度的球铰垫片，可采取单孔锚自由组合或采用锚方式。
锚固段是锚索锚固于岩体内借以提供预应力的根基，用于岩巷和边坡的多数大型锚索采用砂浆全长锚固。
锚固长度可按下列两个公式计算，La是按砂浆与钢绞线的粘接强度计算的锚索锚固长度，Lb则是按砂浆与孔壁岩石的粘结强度计算的锚索锚固段长度，选计算最大值。也可按基本试验或工程类比确定锚固段长度，并且要求锚固在比较坚固的岩层中。
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议