锚杆计算公式.doc

第三节 支护设计一、确定巷道支护形式根据柱状资料分析，5#煤顶板直接顶砂质页岩、第三砂岩，属较稳定岩层，适合锚网支护。为了将锚杆加固的“组合梁”悬吊于坚硬岩石中，需用高强锚索做辅助支护。支护方式为：锚杆+网+锚索联合支护方式。二、支护参数设计（1）支护参数顶锚杆选用182400mm的普通圆钢钢锚杆，间距750mm，排距为1000mm；顶锚索选用17.88300mm，1860级低松弛钢绞线，锚索在巷道布置两排，间距3000mm，排距为1500mm；帮锚杆选用182400mm的普通圆钢钢锚杆，分四排呈“五花”布置，间距750mm，排距为850mm。所有巷道顶锚杆锚固力不小于70kN，扭力矩不小于150Nm；帮锚杆锚固力不小于50kN，扭力矩不小于120Nm；顶锚索预紧力不小于160kN,承载力不小于320kN。（2）采用计算法校核支护参数1、顶锚杆通过悬吊作用，帮锚杆通过加固帮体作用，达到支护效果的条件，应满足：LL1L2L3式中L锚杆总长，m；L1 锚杆外露长（钢带厚度+托板厚度+螺母厚度+0.010.05m，顶锚杆取0.07m，帮锚杆取0.15m），m；L2 有效长度（顶锚杆取免压拱高b，帮锚杆取煤帮破碎深度c）m；L 3锚入岩层内深度（顶锚杆取0.8m，帮锚杆取0.6m）m；普氏免压拱高： b=B/2+Htan(45-帮 /2)/f 顶式中B、H巷道掘进跨度和高度，取Bmax=4.3m，H=3.0m；f 顶板岩石普氏系数，f顶取3；两帮围岩的内摩擦角， 取56.31bmax=4300/2+3000tan（45-56.31/2）/3=1020mmc=3000tan（45-56.31/2）=909mm根据上述公式计算得出：顶锚杆长 L顶1890mm；帮锚杆长L帮max1659mm。所选锚杆长度均能满足计算要求。2、按锚杆所能悬吊的重量校核锚杆的排距：每根锚杆悬吊岩体重量G=L2a2 ，锚杆锚固力Q应能承担G的重量。为安全起见，再考虑安全系数，取=2。GQa（Q/L2 ）1/2 所选顶锚杆的锚固力Q65kN，计算得a1.04m 。因此，间、排距参数的选择均能满足计算结果。3、悬吊理论校核锚索间距：根据地质钻孔柱状分析，直接顶无坚硬岩层。为防止巷道顶板岩层发生大面积整体跨落，用17.88300mm（锚入砂岩不小于1000mm深）的钢绞线，将锚杆加固的“组合梁”整体悬吊于坚硬岩层中，校核锚索间距，冒落方式按最严重的冒落高度大于锚杆长度的整体冒落考虑。此时，靠巷道两帮的角锚杆和锚索一起发挥悬吊作用，在忽略岩体粘结力和内摩擦力的条件下，取垂直方向力的平衡，可用下式计算锚索间距。L=nF2 /BH-（2F1sin）/ L1 式中 ：L锚索排距，m；B巷道最大冒落宽度。9#采区材料巷取4.0m；H巷道冒落高度，按最严重冒落高度取2.0m;岩体容重，26.7kN/m ;L1锚杆排距，取0.88m。F1锚杆锚固力，65kN；F2 锚索极限承载力，取320kN；角锚杆与巷道顶板的夹角，75；n锚索排数，9#采区集中