回采巷道顶锚杆支护参数设计

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ｌ ， １３／ ， ： ｄ． 旦 ：１
坏， 其轴 力 图 、 力 图 如 图 １ ｄ 、 ｅ ， 见 上 帮顶 剪 （ ） （） 可
１ 回采巷 道顶板 锚杆 支护理 论 在 回采巷 道 顶板 锚 杆 的设 计 中 ， 常采 用 组合 常 梁理论 确 定 顶 板 锚 杆 参 数 。利 用 组 合 梁 理 论 计 算 时， 首先 确定 组合梁 的厚 度 ｈ其 理论计 算公 式 ¨ ： ， Ｊ
要 ： 绍 了按 组合 梁理论 进行 回采 巷道 顶锚杆 支护设 计 中存在 的 问题 ， 介 首先 对回 采巷道 顶
板进 行 了受 力分析 ， 考虑 到煤 岩层倾 角的情 况下推 导 出组 合 梁厚 度 新 的理 论 计 算公 式 ； 次 ， 在 其 对
巷道跨 度 进行 了详 细的分析 ， 并给 予明确 的界 定 ； 最后 ， 对锚杆 的锚 固长度进 行 分析 ， 格 区分 了锚 严
一 一
由剪 力 图 １ ｅ ， （ ） 在上 下帮顶 板 处有 最大 剪力 和
定 的取 值范 围 ， 没有 给 出理 论计算 公式 ， 需要 并 也
最 大剪应 力 ， 值分 别 为 ： 其
ｎ
进 一步 的完善 。
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一
一
由弯 矩 图 １ ｆ ， 的 最 大 弯 矩 发 生 在 梁 的 中 （） 梁
郭 坤 （９ ３一） 男 ， １７ ， 河南 郸城人 ， 讲师 ， 士 ， 硕 主要从 事采矿 、
部， 最大 拉应力 在梁 的中部下 表面 ， 其值 分别 为 ：
安全方面教学、 科研与安全培训工作 ，２０ １江苏省徐州市 。 ２ １１
１４ １
郭
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坤： 回采巷 道顶锚 杆 支护参 数设 计
径 和所使 用 树脂 药卷 的规 格 及 卷 数 决定 ， 际锚 固 实
长 度应该 大 于理论 锚 固长度 。 锚 杆 的理论锚 固计 算公 式 为 ：
中部 上帮处 ； 计算 公 式分别 是 ：
ｏｒ Ｎ
…
＝
＋ Ｍ＝
３ Ｂ ａ
＋ ＋ －－ ， ？
， Biblioteka Baidu
，
… … …
上。
对其 进行 力学分 析 ， 图 １所示 。图 １ ａ 为 煤层 倾 如 （） 角为 、 巷道跨 度 为 、 垂 直均 布 载荷 ｑ作 用下 的 受 巷道 顶板受 力状 况 。 为 了便 于 计 算 ， 顶板 受 力 分 将 解为 两个方 向上 的受 力 ： 行 于 、 平 垂直 于组 合梁方 向 上 的分 力 ， 图 １ ｂ 、ｃ ； 梁 受 拉应 力 和 弯 曲破 如 （ ） （ ）使
Ｓ ｒａ ｅ ｉｌＮｏ． ９８ ４ ０ｅｏ ｅ ． Ｏ１ ｔｂ ｒ ２ Ｏ
现
代
矿
业
Ｍ ０ＲＤＥＮ Ｉ ＮＧ Ｍ ＮＩ
总 第 ４ ８期 ９ ２１年 １ ００ ０月第 １ Ｏ期
回采巷 道 顶锚杆 支 护 参数 设 计
郭 坤
（ 江苏联合职业技 术 学院徐州机 电工程分院）
摘
杆 的理论锚 固长度和 实际锚 固长度 ， 并给 出了各 自的 理论计 算公 式 。 关键 词 ： 组合 梁厚 度 ； 煤岩层倾 角 ； 巷道跨 度 ； 杆锚 固长度 锚
中图分 类号 ：Ｄ ５ ． Ｔ ３３ ６ 文 献标识 码 ： Ｂ 文章 编号 ：６ ４６ ８ （ ０ ０ １ －１４０ １７ －０ ２ ２ １ ）０ １ －２ ０
Ⅳｍ ：ｇ ｔｎ ， Ｂ ａ Ｎ： Ｂａ ａ ｑ ｎ ｔ
．
现 场生产 中 ， 回采巷 道沿煤 层掘 进 ， 层顶板 大都 有 煤
一
定 倾角 。 因此 ， 公式具 有一定 的局 限性 ， 要进 该 需
步的完善和修订 ； 其次 ， 巷道的跨度是净宽还是毛 宽， 有待 于进一 步 明确 ： 锚杆 的锚 固长 度也 只给 出 了
，
２１ ００年 １ ０月第 ｌ ０期
度 之分 ， 杆 的理论 锚 固长 度是 由锚 杆 所 承受 的最 锚
Ｂ ２ ＝ ６ｑ
＝
３ Ｂ ｑ
：
２
．
。
。。
大 拉力 决定 ， 而锚 杆 的实 际锚 固长 度 是 由锚 杆 的直
由以上 计 算可 知 ， 所 受 的最 大 拉应 力 不 一 定 梁 位 于梁 中部 下表 面 ， 但为 了便 于计算 ， 往 以梁 中部 往 下 表面为梁 所受 最 大 拉 应力 外 ， 大剪 应 力 位 于 梁 最
表 １ 惯 性 矩 折减 系数 ｋ ，
塑鱼 星 堂
兰 ！ ： ！ ： ！ ： 箜 式（ ） １ 是在 没有考 虑 到煤 层 倾 角 的前 提下 推 导
图 １ 巷 道 顶 板 受 力分 析
出来 的 ， 即把 巷道 的顶板看 成水 平 的。然 而 ， 实际 在
由轴 力 图 １ ｄ ， 上帮 顶 板 处 有最 大 轴 力 、 （ ）在 最 大 拉应力 、 大剪应 力 ， 值分 别为 ： 最 其
．
板 处受拉 应力 最大 ， 现场 实际相 吻合 ； 与 其弯 矩 图如
图 １ ｆ。 （）
５
√
，
㈩
式 中 ， 为安 全系数 ， 一般 取 ３～ ； 为 蠕变 安 全 系 ５ 数 ， 般 取 １ ０ ４ 为惯 性 矩 折 减 系数 ， 一 ．２ ； 由组 合 梁 岩 层数 目决 定 ， 表 １ Ｂ为 巷 道 的跨 度 ， ｇ为 巷 见 ； ｍ； 道 顶板 所受 的均布 载荷 ， ａ ｏ 为巷道 顶板 岩 石抗 ＭＰ ； ｒ 压 强度 ， ａ ｐ 为原岩 应力 分量 。 ＭＰ ；。
２ 回采巷 道顶 板受 力分析
由于锚 杆支 护具有 “ 快速 、 动 、 效 ” 特点 ， 主 有 的
得到 广大 矿 山企 业 的普遍认 可 ， 过 多年 的研究 、 经 改
根据 巷 道顶 板 地 质 状况 ， 顶 板假 设 为 组合 梁 把
进 和工程 实践 ， 已成 为 我 国煤 矿 巷 道 支护 的主 要 形 式之 一 ， 尤其 是 回采 巷 道 ， 杆 使 用 率 达 到 ９ ％ 以 锚 ０