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锚杆(锚索)长度、间排距、参数的确定

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锚杆(锚索)长度、间排距、参数的确定_第1页
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1锚杆支护参数的确定(1)两帮破坏范围C的确定[ka-——](孚+//--qcos(a/2)」Wz2你+—2(45-11-M2式中,k一一应力集中系数;kt—一巷道维护时间影响系数;kc一一煤层稳定影响系数;oc一一煤帮煤层单轴抗压强度(MPa);oy垂直自重应力(MPa);a—一煤层倾角(°);he一一被巷道切割的煤层厚度(m);It一一巷道切割煤层(岩层)的最大宽度u一一煤层的泊松比;0——煤层的内摩擦角(°)2)巷道顶板破坏范围的确定R_R[(P,+Ccot0)(1-sin0)]芻Ccot0式中,Rp为围岩松动范围(m);Ro巷道外接圆半径(m);po——原岩自重应力(MPa);C一一顶板岩石粘结力(MPa);e—一为顶板岩石内摩擦角(°)3)锚杆直径0二=(4x0.1/(3.14x380)=0.018m式中,①一锚杆直径(mm);6—螺纹钢抗拉强度(MPa);Q—锚杆锚固力;考虑富余系数1.13,锚杆直径确定为20mm°(4)锚杆长度bxand+a八■+0.1=tan5=1.8tan45'+O.5+0』_2tan45’式中,b—组合拱厚度(m);0—锚杆对岩层的控制角C)a—锚杆间排距(m)。

2锚索支护参数的确定1锚索长度的确定4/=A/i+4:+S式中:La一一锚索长度(m);Lai锚索外露长度(m);Lal一一锚索有效长度(m);La2一一锚索锚固长度(m)1)静压软岩巷道在锚杆失效的情况下,其潜在的冒落高度为1.5倍的巷道宽度同时为保证巷道的稳定性,锚索应保证锚固到稳定的岩层内,锚索有效长度:fl=niax<>■/=i-式中,a一一巷道宽度(m);hi稳定岩层下各层厚度(m);1一一稳定岩层下岩层层数2)动压软岩巷道Li2=max{3a,工说*./=iJ(3)当La2/a>3时,则La2=3ao2锚索排距的确定锚索间排距根据锚杆失效时,锚索所承担的岩层重量确定每排布置一根锚索则其排距为:S肿°4鬥k式中,a——巷道宽度(m);/——上覆岩层平均体积质量(KN/mJ匕]一一单根锚索的极限破断力(KN);k安全系数1锚杆长度的计算L=KH+Li+L2式中L一一锚杆长度,m;K——安全系数,取2;H一一冒落拱高度,m,是根据公式H=B/2f估算的;B一一巷道开挖宽度,一次开挖宽度4.2m,二次开挖宽度3.5111,取4.2111:f一一岩石(煤)坚固系数,f=2oL1一一锚杆锚入岩层深度,根据经验条件,取0.3111:L2一一锚杆在巷道中的外漏长度。

2锚杆间排距的计算B=^Q/{KHr)式中:B一一锚杆间排距(m):Q——锚杆设计锚固力,8X9.8KN;K——安全系数,去K=6:H一一冒落拱高度,H=0.955m;r——被悬吊岩层的重力密度1锚杆间排距的计算顶锚杆间排距的计算ab=Q>z(KiLcosa)式中:a一一锚杆间距,m;b一一锚杆排距,m:Q——顶锚杆锚固力,取64KN;G—一悬吊岩石载荷,KN;K锚杆安全系数,m,取1.5111;r——岩石容重,KN/m3,取23.5;L——锚杆有效长度,m,取1.5m;a岩层倾角,取30,(1) 帮锚杆间排距的计算行帮支护所需提供的最大支撑力为也=咖+Htaxi(45T/2)+加}tan2(45-//2)//为保持巷帮不失稳,则支护体提供的支护力P>^3nux,则锚杆的间距为:ai=Q/(blKl^_)式中:Q——帮锚杆锚固力Q,取40KN:ai一一帮锚杆的间距,m;bi一一帮锚杆排距,m;r——煤的容重,KN/m3,取13.1;d——巷道半宽,m,取1.5m;H一一巷帮高度,m,取高帮3.0;/一一煤层内摩擦角,取25度;f一一煤层普氏系数,一般取2〜3,取2;Ki——锚杆安全系数,一般取1.5〜2,取2;2锚索间排距的计算1锚索长度的确定锚索长度L包括孔内长度Li与外漏长度L2Li=Nb式中:L一一锚索长度,m;L1一一锚索孔内长,m:L2一一锚索外露长度,m,取0.3;B——巷道跨度,m,取3:n一一经验系数,一般1.5〜2,取2。

2锚索排距的计算由于回采巷道跨度不大(3m),锚索布置在巷道断面中央,垂直于煤层顶板单排布置3锚索间距的计算由于顶板悬吊载荷为G2=2rhB/3因此,锚索间距可由下式计算Q2=G2cosa=2rha2Bcosa/3>式中:Q2——锚索预紧力,KN,100〜120,取100;r——岩石的容重,KN/m,取23.5;B——巷道跨度,m,取3;f一一岩石普氏系数,取2〜4,取3;h一一载荷体高度,m,按自然平衡拱理论,沿巷道单位长度吊挂载荷计算方法,计算载荷体高度h=B/(2f)=0.5a一一岩层倾角,30度1锚索排距的计算需要锚索承载的有潜在跨落趋势的围岩载荷为W=bB\y式中:B——巷道跨度,m;/——破坏区煤岩体容重,KN/n?b锚索排距,mA一一顶板破坏高度,m2)潜在危岩在下滑趋势时的摩擦阻力f,即f=2b/\p训+2BbHphi(式中:u一一内摩擦系数;Ph——作用滑移面上的水平应力,KN;P严竽姑(45.式中:(P——内摩擦角,C)则/=(b+B)曲g(p-tg2(45°-y(2)求锚索的排距根据锚索的屈服载荷Yi,按每排安装n根锚索考虑,有nYi=W-Ff式中:Yi——锚索的屈服载荷,KNo叱+B沦弦0如(45。

一号)—炉(45-号)]1悬吊载荷高度的确定h丄2/h=aB(1)按拱形冒落高度确定式中:h一一载荷体高度;B一一巷道跨度;f一一坚固性系数;(2)按三角形冒落计算式中:Q—经验系数(3)按关键层理论计算式中:山一一关键层下各软弱分层厚度2锚固段长度的确定锚固段长度的确定原则是保证锚固段的粘锚力与锚索的极限抗拉载荷相匹配通常,在可可锚岩层中,锚固段长度不小于1.5m时即可满足这一要求3沿巷道单位长度悬吊载荷的确定(1)按拱形冒落确定2QphB式中:/一平均容重2)按三角形冒落确定Q=*hB(3)按关键层理论确定Q=yhB。

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