支护理论计算方法.doc

1、按悬吊理论 1锚杆长度L， LL1L2L3 5010003001350mm 式中L1锚杆外露长度 L2软弱岩层厚度，可根据柱状图确定 mm L3锚杆伸入稳定岩层深度 一般不小于300mm 2锚固力N可按锚杆杆体的屈服载荷计算 Nπ/4d2σ屈 0.253.14（0.02）2335106105KN 式中σ屈杆体材料的屈服极限Mpa d杆体直径 3锚杆间排距 锚杆间距D≤1/2L D≤0.522001100mm 锚杆排距L0Nn/2kra L2 10510313/23241032.114.51m 式中n每排锚杆根数 N设计锚固力，KN/根 K安全系数，取2-3 r 上覆岩层平均容重，取24KN/ m3 a1/2巷道掘进宽度 m 2、按自然平衡拱理论计算 Ⅰ、两帮煤体受挤压深度C C（KrHB/1000fcKc）Cosa/2-1htg45-ψ/2 （（2.5245101/100021.0）Cos（23/2）-1）2.65tg（45-63/2）8.9m 式中 K自然平衡拱角应力集中系数，与巷道断面形状有关；矩形断面，取2.8 r 上覆岩层平均容重，取24KN/ m3 H巷道埋深m B固定支撑力压力系数，按实体煤取1 fc煤层普氏系数， Kc煤体完整性系数，0.9-1.0 a煤层倾角 h巷道掘进高度m ψ煤体内摩擦角，可按fc反算 Ⅱ、潜在冒落高度b bacCosa/Kyfr （2.18.9）0.92/0.4545.62m 式中a顶板有效跨度之半 m Ky直接顶煤岩类型性系数。 当岩石f3-4时，取0.45 ;f4-6 时，取0.6; f6-9时，取0.75。 Fr直接顶普氏系数 Ⅲ、两煤帮侧压值Qs QsKnCr煤[hsinabcosa/2tg45-a/2 2.528.91.48[2.650.395.620.980.24155kN/m 式中n采动影响系数，取2-5 r煤煤体容重，KN/m3 1顶锚杆长度L LL1bL2 0.055.620.356.02 式中L1锚杆外露长度 m L2锚固端长度 m b潜在冒落拱高度 m 锚杆间距D≤1/2L 锚杆排距LONn/2Krab 10512/22242.15.62 式中n顶板每排锚杆根数 N每根锚杆锚固力，KN K安全系数，取2-3 r 上覆岩层平均容重，取24KN/ m3 a1/2巷道掘进跨度，m 2煤帮锚杆 锚杆长度LL1CL2 0.058.90.359.3 锚杆间距DNh/L0KQs 1052.65/2155 式中N设计锚杆锚固力，MPa K安全系数，取2-3 L0煤帮锚杆排距，同顶板排距 Qs两帮侧压值，KN 3、按组合梁原理计算 1 锚杆长度L LL1L2L3 式中L1锚杆外露长度 m L3锚固端长度 m L2组合梁自撑厚度 m L20.612B[K1P/ψσ1σx]/2 0.6124.22/ K1与施工方法有关的安全系数。掘进机掘进2-3；爆破法掘进3-5；巷道受动压影响5-6 P组合梁自重均布载荷 MPa ψ与组合梁层数有关的系数 组合层数1 2 3 ≥4 ψ 值1.0 0.75 0.7 0.65 B巷道跨度 m σ1最上一层岩层抗拉计算强度，可取试验强度的0.3-0.4倍 MPa σx原岩水平应力，σxλrz MPa0.4245100.00489MPa， λ侧压力系数，一般为0.25-0.4, Z巷道埋深 m 2锚杆间距 以上所选锚杆长度，还需验算组合梁各层间不发生相对滑动，并保证最下面一层岩层的稳定性 D≥1.63m1σ1/KP/2 1.63/8/2 式中m1最下面一层岩层的厚度 m K安全系数，取8-10 P本层自重均布荷载 Pr1m1 24,MPa ； r1最下面一层岩层的容重，KN/m3 锚索支护参数的确定 1、 锚固长度La La≥fst/πfcs d1 （1870/3.1410）17.81060mm 设计锚固长度1.4m＞1.06m 式中d1锚索钢绞线之径，mm fst钢绞线抗拉强度，Mpa fcs锚索与锚固剂的设计粘接强度，按10MPa计算 2、 锚索间排距 L/S≥2 S≤L/26600/23300mm 设计间排距1.8m＜3.3m 式中L锚索孔深度 S锚索间距 3、 锚索锚固力P P1≥P≥P1/K或P2/K P≥400/2200KN 设计锚固力200KN 式中P设计锚索锚固力 KN P1锚固段锚固剂与孔壁的粘结力 KN P2锚固段锚固剂与钢绞线的粘结力 KN K安全系数，取2 切眼锚杆支护参数的确定 1、顶锚杆 按加固拱原理确定锚杆参数 锚杆长度LN（1.1B/10）1.11.14.2/101.67m N取1.1 锚杆直径DL/1101.67/1.1015.2mm 锚杆间排距a0.5L0.51670835mm 根据以上计算，为提高安全度和支护效果，选取φ202200mm左旋无纵筋锚杆，锚杆间排距900900 mm,每眼使用Z2335药卷3卷。 2、帮锚杆 两邦锚杆选用Φ20mm,L2200mm 左旋无纵筋锚杆，间排距750700,每眼使用Z2335药卷3卷（最末一排距底板不超过300 mm）。 三、护网 护网选取直径4 mm，网格4040 mm的经纬网。 四、锚索 因机、风巷及切眼埋深大，跨度也较大，为确保安全和支护效果，施工时在顶板打锚索加强支护。机巷顶锚索规格17.8 mm7000 mm，间距1.5 m，排距1.5 m,每眼使用Z2335药卷4卷。 锚杆支护参数的确定 一、按加固拱原理确定锚杆参数 1、顶锚杆 1锚杆长度Ｌ N（1.1B/10）1.01.14.2/101.52m；根据 我矿支护经验，锚杆长度取Ｌ2.2m。 式中L锚杆长度； N围岩稳定影响系数，取1.0m； B巷道跨度。 2锚杆直径ＤL/1102.2/1100.02m，取D20mm。 3锚杆间距d≤0.5L0.52.21.1m，取间排距为900900mm。 4锚杆型号选用φ202200mm的左旋无纵筋锚杆，其锚固力≥100KN/根；配用W钢带及φ4mm的钢网联合支护顶板。 2、巷帮锚杆巷帮支护锚杆选用φ202200mm的左旋无纵筋锚杆，并配合φ14mm的钢筋梯形梁和φ4mm的钢网联合支护。 二、按悬吊理论确定锚杆参数 1、锚杆长度L， LL1L2L3 5012003001550mm 设计锚杆长度L2200mm 式中L1锚杆外露长度 L2软弱岩层厚度，可根据柱状图确定 mm L3锚杆伸入稳定岩层深度 一般不小于300mm 2、锚固力N可按锚杆杆体的屈服载荷计算 Nπ/4d2σ屈 0.253.14（0.02）2335106105KN 式中σ屈杆体材料的屈服极限Mpa d杆体直径 3、锚杆间排距 锚杆间距D≤1/2L D≤0.522001100mm 锚杆排距L0Nn/2kra L2 10510313/23241032.11.23.76m 设计锚杆间排距为900900mm 式中n每排锚杆根数 N设计锚固力，KN/根 K安全系数，取2-3 r 上覆岩层平均容重，取24KN/ m3 a1/2巷道掘进宽度 m 锚索支护参数的确定 1、锚固长度La La≥fst/πfcs d1 （1870/3.1410）17.81060mm 设计锚固长度1.4m＞1.06m 式中d1锚索钢绞线直径，mm fst钢绞线抗拉强度，Mpa fcs锚索与锚固剂的设计粘接强度，按10MPa计算 2、锚索间排距 L/S≥2 S≤L/26600/23300mm 设计排距1.8m＜3.3m 设计间距1.6m＜3.3m 式中L锚索孔深度 S锚索间距 3、锚索锚固力P P1≥P≥P1/K或P2/K P≥400/2200KN 设计锚固力200KN 式中P设计锚索锚固力，KN P1锚固段锚固剂与孔壁的粘结力，KN P2锚固段锚固剂与钢绞线的粘结力，KN K安全系数，取2