超前支护强度校核

（二）超前支护强度校核

进回风超前支护在静压状态下顶板载荷：

R0=1/2×（a2+H2）0.5=0.5（4.6×4.6+3.5×3.5）0.5=2.89m

Rp=R0（γ顶Z/（γ顶Zsinφ +Ccosφ）0.5

=2.89×[2500×480÷(2500×480×0.707+4×0.707）]0.5=3.437

Q顶=γ顶（Rp-H/2）=2.5×（3.437-3.5÷2）=4.2175

进回风超前段顶板载荷：（动压影响一般取静压时的2~4倍，这里取3）

Q进、Q回=3×Q顶=3×4217.5=12.6525

顶板总压力：

F顶=L×a×Q进（kN）=20×4.6×12.6525=1164.03

进风锚网支护：

F锚网=n补×N破η（kN）=1.5×320×0.95÷0.9=506.7

单体柱承载顶板压力：

F单=F顶-F锚网

Pt=F单/S＝F单/（a×L）(kN/m2)=(1164.03-506.7)÷(4.6×20)=7.145 式中：

γ顶—顶板岩石平均容重，kg/m3；

η—补强锚索支护效率，%；

Rp—塑性区半径，m；

Q顶—静压情况下顶板载荷，kN/m2；

Z—巷道埋藏深度，m；

R0—矩形巷道外接圆半径，m；

φ—摩擦角，取45°；

C—粘结系数，取4；

H—巷道高度，m；

a—巷道宽度，m；

L—超前维护距离，m；

Q进、Q回—进、回风超前段顶板载荷，kN/m2；

n补—补强锚索数，根；

N破—补强锚索的破断力，kN；

F锚网—进、回风补强锚索承载力，kN；

F单—进、回风单体柱承载的顶板压力，kN；Pt—进、回风顶板载荷，kN；

支柱的实际支撑力可以用下面公式计算：

Rt=k g k z k b k h k a R=0.99×0.95×0.9×1.0×1.0×150=127KN 支柱的密度可以利用下式计算：

n=Pt/Rt=7.145/127=0.0563

式中：

n—支柱密度，根/m2

Pt—进回风顶板载荷，KN

Rt—支柱的实际支撑力，KN/根

实际支护密度：

n实=n总/S=50/（20×4.6）=0.543

式中：n实—实际支护密度，根/m2

n总—超前实际支柱总数，根

S—超前支护面积，m2；

n实>n,所以超前支护符合要求。