巷道锚杆支护计算公式.doc

根据1552工作面围岩柱状资料分析，15#煤层顶板直接顶为粘土岩，厚度1.0-1.5m，施工时，极易垮落，掘进施工时以14#煤层做顶沿15#煤层底板掘进，采取锚网支护。为了将锚杆加固的“组合梁”悬吊于老顶坚硬岩层中，需用高强度锚索做辅助支护。根据邻近1551运、回两巷掘进巷道的支护经验，确定1552回风巷、1552回风巷皮带机头硐室,采用锚杆—钢筋网—钢带--锚索联合支护。 二、支护参数设计 ㈠采用类比法合理选择支护参数：根据15#煤层邻近巷道的支护经验，1552回风巷巷道顶锚杆选用φ16mm×1800mm的圆钢锚杆，间距1000mm,排距900mm；选用1x7丝φ15.24mm，锚固力不小于230kN冷拔钢筋,长度4.2m的锚索加强支护。 ㈡采用计算法校核支护参数 1、锚杆长度计算 L = KH+L1+L2 式中：L——锚杆长度，m H——冒落拱高度，m K----安全系数，取2 L1——锚杆锚入稳定岩层深度，取0.5m L2——锚杆在巷道中的外露长度，取0.05m 其中： H=B/2f=3.4/(2×4)=0.43m 式中：B——巷道宽度 f——岩石坚固性系数，取4 L = 2H+L1+L2=2×0.43+0.5+0.05=1.41m 施工时取L=1.8m 2、锚杆间距、排距a、b a=b= 式中：a、b——锚杆间、排距m Q——锚杆设计锚固力，50kN/根； H——冒落拱高度，取0.58m ； K——安全系数，取2； r——被悬吊粘土岩的重力密度，26.44kN/m3 a=b==1.48m 施工中间距取1.0m，排距取0.9m。 3、锚杆直径的选择： P=abhr=0.9×1×1.8×23=37.26kN/m2 式中：a---锚杆排距 h---锚杆承载岩体高度，取锚杆长度1.8m b---锚杆间距 r---承载岩体容重23kN/m3 K---安全系数 取2 Δ--锚杆材料抗拉强度，取38kN/m2 ==15.8mm 施工中取Φ=16mm 通过锚杆直径的验算，排距确定为0.9m，间距为1.0m,能满足支护要求。 4、理论上锚杆锚固长度可用下式计算： 式中：la—锚固长度，m； dr—锚固剂直径，mm，取23mm； D—钻孔直径，mm，取28mm； d—锚杆杆体直径，mm，取20mm； lr—锚固剂长度，mm，两种锚固剂CK2360和K2380，则锚固剂长度为1400mm。 锚杆的外露长度假设为50mm，则锚杆为全锚。 5、锚索支护参数计算： ⑴确定锚索的长度： L=La+Lb+Lc+Ld 式中 L----锚索总长度，m La---锚索深入到较稳定岩层的锚固长度，m Lb---需要悬吊的不稳定岩层厚度，取1.5m Lc---上托盘及锚具的厚度，取0.1m Ld---需要外露的张拉长度，取0.3m 锚索锚固长度La按下式确定： La≥K×(d1fa/4fc) 式中：K---安全系数，取2 d1---锚索钢绞线直径，取15.24mm fa---钢绞线抗拉强度，N/m㎡(1920MPa,含1883.52N/mm2) fc—锚索与锚固剂的粘合强度，取10N/mm2 则La≥（2×15.24×1883.52）/4×10=1435.242㎜≈1.44m L=1.44+1.5+0.1+0.3=3.34m 施工取锚索长度为4.2m。 ⑵锚索的间、排距校核: L=NF2/｛BHr-(2F1sinθ)/L1｝ 式中 L—锚索间排距，m B—巷道最大冒落宽度，正巷3.4m H—巷道冒落高度，按最严重冒落高度取2.0m r---岩体容重，23kN/m3 L1—锚杆的排距，0.9m F1—锚杆的锚固力，50kN F2—锚索极限承载力，17.8mm取335kN，21.6mm取550kN。 　　　　　θ—角锚杆与巷道顶板的夹角，75度 　　　　　 n—一排锚索个数，取2 通过上述计算，1552回风巷锚索间距小于2.5m布置。根据巷道掘进支护情况，1552回风巷巷道顶板施工一排锚索加强支护，长度4.2m，间距为2.0m布置，每根锚索使用不少于四节树脂药卷锚固，可满足支护要求。 直墙圆拱形巷道 锚杆长度确定： （1）锚杆长度 锚杆长度可按式1确定 式中：——锚杆长度，m ——锚杆外露长度（一般取0.1-0.15m） ——锚杆有效长度，m ——锚杆锚固长度（一般取0.3-0.4m 锚杆有效长度的确定方法为： 直墙半圆拱巷道