巷道支护参数计算(实用荟萃)

40119运顺宽度5.8m ，高度3.5m ，全煤层中掘进，煤厚10.5m 。根据工程经验，顶部锚杆规格为φ20mm ×2300mm ，间排距700×800mm 。运顺顶板锚索间排距为1400×800mm ，每排4根。运顺帮部采用螺纹钢锚杆配以金属网、锚索进行支护；帮部锚杆规格均为φ18×2000mm,间排距均为800×800mm 。

用极限平衡下塑性区计算法、悬吊理论、组合梁理论、自然平衡拱理论验算。 1、极限平衡塑性区法 ①极限平衡下的塑性区半径

()ϕ

φ

φφγφsin 2sin 1)K (sin 1-⎥⎦

⎤⎢⎣⎡⨯⨯+⨯-=ctg C ctg C H R R o s

式中：s R —巷道塑性区半径，m ；

o R —巷道外接圆半径，通过几何法算出外接圆半径3.39m ；

γ—上覆岩石平均容重，取0.025MN/m 3； H —巷道埋深，最大埋深560m ； C —围岩粘结力，2.65MPa ； φ—围岩内摩擦角，30°。 经计算得：

()m 51.730)303(30sin 139.330

sin 230sin 1=⎥⎦

⎤

⎢

⎣⎡⨯⨯+⨯︒-=-ctg C ctg C H R s γ

②计算维持极限平衡区岩石不冒落所需要的支护力 顶部岩石荷载的厚度为：

h d =Rs-b/2

式中：s R —巷道塑性区半径，m ；

b —巷道高度 经计算得：

h d ＝7.51-1.75=5.76m

为了维持极限平衡区岩石不冒落所需要的最小支护力为： 顶部：P 顶＝=∑i i h γ 5.76×13.6kN/m3＝78.3kN/m2

③锚索提供的支护抗力为：

D

B q n s

⨯=s P

式中：

q s --锚索破断力，18.9mm 钢绞线取q s ＝400kN ，；

B —巷道宽度，5.8m ； D —锚索排距，0.8m ； n —每排锚索根数，4； 计算得：㎡8.3440.8

8.5400

4KN P s =⨯⨯

=。

②锚杆提供的支护抗力

锚杆加固后所形成的均匀压缩带提供的支护抗力为：

2

m m m D q P ⋅=η (5.3)

式中：q m --锚杆锚固力，100KN ；

D m 2--锚杆间、排距，0.7*0.8㎡； η--锚杆支护系数，取η＝0.35。 计算得：P m =62.5kN/m 2 ③支护总抗力

P 总＝P s +P m =344.8+62.5=407.3(kN/m 2)

④支护安全系数 K=407.3/78.3=5.2

安全系数不小于1.5，满足工程要求。

悬吊法参数验算

1、按单体锚杆悬吊作用计算锚杆长度，应满足：

L ≥L 1+L 2+L 3

式中：L —锚杆总长度；

L 1—锚杆外露长度（钢带厚度0.006+锚杆牌厚度0.010+螺母厚度；0.04+0.02～0.05m,顶锚杆取0.08m ，帮锚杆取0.1m ）,m ；