锚杆支护参数校核

锚杆支护参数校核：

1、锚杆直径承载力与锚固力等强度原则的确定：

d＝35.52t

/δ

Q。

式中：d----锚杆直径（mm）；

Q----锚固力由拉拔试验确定（KN）

δ----杆体直径抗拉强度（MPa）

故 d＝35.52201

50＝17.72mm,取22mm。

/

2、锚杆支护参数：

（1）巷帮破坏深度：以C＝[krHB/(100δm-1)]h×tg(90-Φ)/2：

式中：k——巷道周边挤压应力集中系数，k=3.0

r----巷道上方平均岩层容重，r＝2.5t/m3

H-----巷道距地表埋藏深度（按最深点计）取169.2m。

B-----表征采动影响无固定次数，B＝1.2。

δm ----煤的平均抗压强度，δm＝11.66MPa。

h——巷道高度（h＝3.5m）。

Φ-----煤的内摩擦角，Φ＝65°。

则C＝[3×2.5×169.2×1.2/(100×11.66-1)]×3.5×tg(90-65)/2

＝0.23m

（2）顶板岩石松动高度：b＝10（a+c）/k′d r

式中：a----巷道半跨距（顺槽a=2.5m）

k′--顶板岩石稳定性系数，k′＝0.90

d r --锚固岩石的平均强度，d r＝40MPa

则：

顺槽b=10(2.5+0.23)/0.90×40=0.76m。

（3）根据挡土墙理论，作用在巷帮侧的压力：

Q＝10×C×r r×b×tg(90-65)/2

式中：r r---岩石容重，r r=2.5t/m3

则：顺槽Q1＝10×0.23×2.5×0.76×tg(12.5)

=0.97KN。

（4）来自顶板方向的压力：

Q H＝20×r r×b×B

则：顺槽Q H＝20×2.5×0.76×1.20=45.6KN。

（5）顶板锚杆长度：

L＝b+l1+l2

式中：l1----锚固长度，l1＝0.6m药卷长度。

l2----考虑托盘螺母需要长度，l2＝0.15m。

则：顺槽L2＝0.76＋0.6＋0.15＝1.51m。

故L取2.4m（注：巷道顶锚杆只起到组合梁作用，锚索起到悬吊作用）。

（6）锚杆安装理论排距：

ｓ＝π×L ab

(+

l/)

a

b

式中：当L—锚杆埋入自然平衡拱之外的深度，取 L＝0.45；

顺槽： S＝0.45×π77

5.2(

45

.0

.0+

*

77

.0

5.2/)

=1.23m，取1.2m.

（7）每排锚杆数量（理论间距）：

N=n×Q H×S/P

式中：N—安全系数，n=3～6 ，顺槽n=5。

Q H―顶板压力，KN/m。

P—每根锚杆的理论锚固力，P＝50KN。

则：顺槽N＝5×45.6×1.0/50=4.56根（取5根）。

（8）两肩窝锚杆的安装角度的确定：

Lcosθ＝t+d

式中：d----锚杆距煤壁的距离d=0.3m

由于煤帮增加了锚杆的支护（煤壁稳定深度t小于地压破坏值c），t取0.3，

则：Cosθ＝（t+d）/L，故0.25/L>cosθ>(0.25+0.3)/L

0.14286>cosθ>0.31423

81°47′12″>θ>71°40′56″，θ取75°。

（二）锚索支护设计与校核：

1、按悬吊理论校核锚索支护参数：

L a＝K（d1×f s）/4f c

式中：L a——锚索深入到稳定岩层中的锚固长度mm。

K——安全系数，取2。

d1——锚索直径，取17.8mm。

fs=锚索抗拉强度，取1860N/mm2。

Fc=锚索与锚固剂的设计粘度，树脂药卷取fc=10N/mm2。

则：锚固长度＝2×（17.8×1860）/（4×10）＝1417.32mm。

2、锚索长度L＝L a+L b+L c+L d

式中：L——锚索长度m

L a——锚索深入到稳定岩层的锚固长度，取1417.32mm.

L b——需要悬吊的不稳定岩层厚度，按巷道沿9＃煤层底板施工，顶板煤层平均厚度为6m。

L c——上托盘及锚具的厚度，取0.1m。

L d——需要外露的张拉长度，取0.2m。

则：L＝1.41+6+0.1+0.2＝7.71m，取8m。

3、锚索数目的确定：

N＝K-W/P断

式中：N——锚索数目。

K——安全系数，切眼取2。

W——被悬吊岩层自重，KN。

P断—锚索最低破断值，取260.7KN。

W＝B×∑h×∑r×D，

式中：B——巷道掘进宽度，取8.6m

∑h——悬吊岩层厚度，取8m。

∑r——悬吊岩层平均容重，取2.0KN/m3,

D——锚索排距，取3m。

故：N=2-412.8/260.7=0.416>0，满足要求。