锚杆(锚索)长度、间排距、参数的确定

1 1 锚杆支护参数的确定锚杆支护参数的确定 1 两帮破坏范围 C 的确定 2 2 2 1 5 cos 2 2 cot 45 1 12 tcct t y k kl kl h C u k u 式中 k 应力集中系数 kt 巷道维护时间影响系数 k c 煤层稳定影响系数 c 煤帮煤层单轴抗压强度 MPa y 垂直自重应力 MPa 煤层倾角 h c 被巷道切割的煤层厚度 m l t 巷道切割煤层 岩层 的最大宽度 u 煤层的泊松比 煤层的内摩擦角 2 巷道顶板破坏范围的确定 1 sin 2sin cot 1 sin cot o po C RR C 式中 R p 为围岩松动范围 m R o 巷道外接圆半径 m o 原岩自重应力 MPa C 顶板岩石粘结力 MPa 为顶板岩石内摩擦角 3 锚杆直径 2 4 4 0 1 3 14 380 0 018 s Qm 式中 s mm a Q 1 1320mm 锚杆直径 螺纹钢抗拉强度 M P 锚杆锚固力 考虑富余系数 锚杆直径确定为 4 锚杆长度 tan1 8tan450 5 0 10 12 4 tantan45 ba lm 式中 bm am 组合拱厚度 锚杆对岩层的控制角 锚杆间排距 2 锚索支护参数的确定锚索支护参数的确定 1 锚索长度的确定 123aaaa LLLL 式中 La 锚索长度 m La1 锚索外露长度 m La1 锚索有效长度 m La2 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 2 1 max 1 5 n ai i Lah 式中 a 巷道宽度 m 3 h i 稳定岩层下各层厚度 m i 稳定岩层下岩层层数 2 动压软岩巷道 2 1 max 3 n ai i Lah 3 当 La2 a 3 时 则 La2 3a 2 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 2 3 4 a a S ak 式中 a 巷道宽度 m 上覆岩层平均体积质量 KN m3 单根锚索的极限破断力 KN a k 安全系数 1 锚杆长度的计算锚杆长度的计算 L KH L1 L2 式中 L 锚杆长度 m K 安全系数 取 2 H 冒落拱高度 m 是根据公式 H B 2f 估算的 B 巷道开挖宽度 一次开挖宽度 4 2m 二次开挖宽度 3 5m 取 4 2m f 岩石 煤 坚固系数 f 2 L1 锚杆锚入岩层深度 根据经验条件 取 0 3m L2 锚杆在巷道中的外漏长度 4 2 锚杆间排距的计算锚杆间排距的计算 BQKHr 式中 B m锚杆间排距 Q 锚杆设计锚固力 8 9 8KN K 安全系数 去 K 6 H 冒落拱高度 H 0 955m r 被悬吊岩层的重力密度 1 锚杆间排距的计算锚杆间排距的计算 1 顶锚杆间排距的计算 ab Q KrLcos 式中 a 锚杆间距 m b 锚杆排距 m Q 顶锚杆锚固力 取 64KN G 悬吊岩石载荷 KN K 锚杆安全系数 m 取 1 5m r 岩石容重 KN m3 取 23 5 L 锚杆有效长度 m 取 1 5m 岩层倾角 取 30 2 帮锚杆间排距的计算 行帮支护所需提供的最大支撑力为 2 3max dtan 45 2 tan 45 2 rHfHf 5 为保持巷帮不失稳 则支护体提供的支护力 则锚杆的间距为 3max P a1 Q b1K1 3max 式中 Q 帮锚杆锚固力 Q 取 40KN a1 帮锚杆的间距 m b1 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 巷帮高度 m 取高帮 3 0 煤层内摩擦角 取 25 度 f 煤层普氏系数 一般取 2 3 取 2 K1 锚杆安全系数 一般取 1 5 2 取 2 2 锚索间排距的计算锚索间排距的计算 1 锚索长度的确定 锚索长度 L 包括孔内长度 L1与外漏长度 L2 L1 Nb 式中 L 锚索长度 m L1 锚索孔内长 m L2 锚索外露长度 m 取 0 3 B 巷道跨度 m 取 3 n 经验系数 一般 1 5 2 取 2 2 锚索排距的计算 6 由于回采巷道跨度不大 3 m 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 2 2 3GrhB 因此 锚索间距可由下式计算 222 cos2cos 3QGrha B 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 岩石普氏系数 取 2 4 取 3 h 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 5 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 WbB 式中 B 巷道跨度 m 破坏区煤岩体容重 KN m3 b 锚索排距 m 顶板破坏高度 m 2 潜在危岩在下滑趋势时的摩擦阻力 f 即 7 22 hh fb p uBb p u 式中 u 内摩擦系数 Ph 作用滑移面上的水平应力 KN 2 h P 45 22 tg 式中 内摩擦角 则 22 45 2 fbBtgtg 2 求锚索的排距 根据锚索的屈服载荷 Y1 按每排安装 n 根锚索考虑 有 nY1 W Ff 式中 Y1 锚索的屈服载荷 KN 22 1 2 45 2 45 2 nYBtgtg b Btgtg 1 悬吊载荷高度的确定悬吊载荷高度的确定 1 按拱形冒落高度确定 2 B h f 式中 h 载荷体高度 B 巷道跨度 f 坚固性系数 8 2 按三角形冒落计算 hB 式中 经验系数 3 按关键层理论计算 i hh 式中 hi 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 锚固段长度的确定原则是保证锚固段