錨桿支護參數(shù)計算

1、1地質(zhì)條件313采區(qū)中部，沿 3上煤層頂板掘進，巷道底板標(biāo)高在岱莊煤礦綜掘煤巷位于-203-208m,地表松散層厚度平均 36m；煤層厚度為 33. 83m,平均3. 4m；煤層直 接頂為砂質(zhì)泥巖，厚度在 0. 60. 95m之間，平均0. 8m；老頂為細砂巖，厚度 15m 左右；底板為粉砂巖，厚度在 1. 158. 58m,平均為4. 9m。煤巷兩側(cè)及底板為煤體，粘聚力 0. 45MPa、內(nèi)摩擦角26°、容重1. 33kg/m3、單 向抗壓強度6. 35MPa；煤巷頂板為砂質(zhì)泥巖，粘聚力 2MPa、內(nèi)摩擦角28°、容重 2. 76kg/m3單向抗壓強度20MPa；原巖應(yīng)力

2、6. 48MPa；圍巖穩(wěn)定性系數(shù)為1. 7,巷道 圍巖為IV類，屬較穩(wěn)定圍巖。2錨桿及托盤材料目前頂板錨桿采用16mm螺紋鋼，設(shè)計強度 240MPa,托盤為鑄鋼托盤；兩側(cè)采 用壓縮木錨桿，設(shè)計強度 17. 6MPa。3錨桿支護參數(shù)計算3. 1錨桿長度計算l I1 I2式中：l1為錨桿外露長度，一般為0. 1m； l2為被錨固圍巖的厚度,12 Rp h/2Rp R0 ,rH sin Ccon式中：Rp巷道圍巖塑性區(qū)半徑;Ro為矩形斷面的等效圓掘進半徑（見圖1）,其值為2. 18m； h為巷道寬度或高度，兩者之間取小值，即 h=2. 6m將上述巷道圍巖參數(shù)代入式（3）得：巷道頂板巖層：6.48Rp

3、 2.18； 2.53m6.48sin282 con 28卷道側(cè)壁（煤體）:Rp2.186.486.48sin260.45con263.08m由式(2),得錨桿錨固區(qū)圍巖厚度:煤巷頂板巖層：12 1.23m煤巷側(cè)壁(煤體)：12 1.78m將l2分別代人式(1),得錨桿總長度為:煤巷頂板：1 0.1 1.23 1.33m煤巷側(cè)壁：1 1.78 0.1 1.88m兩1蜂卷附號等就掣性區(qū)范圍根據(jù)以上理論計算的錨桿長度，結(jié)合工程實踐中錨桿長度與圍巖穩(wěn)定性之間的關(guān)系，認(rèn)為錨桿長度為巷寬的 0. 5倍已足夠了，更長的錨桿將達不到明顯提高支護效果的目的，另外，該處的巷道頂板塑性區(qū)為1. 6m,巷道側(cè)壁煤體

4、塑性區(qū)寬度為 1. 8m,綜合這些因素，最后確定錨桿長度為煤巷頂板1 16m；煤巷側(cè)壁1 1.8m3. 2錨桿密度計算錨桿密度的設(shè)計原則是保證承受圍巖錨固區(qū)內(nèi)的重量，并具有一定的安全系數(shù)尼。，2即 q 45 冗 d6(4)設(shè)頂板采用18mm的螺紋鋼錨桿，側(cè)壁采用38mm的壓縮木錨桿，將有關(guān)參數(shù)代入式(4),得錨桿的支護密度為q煤巷頂板：4 1.7 0.027 1.60.0182 2401.2根 /m2q煤巷側(cè)壁：4 1.7 0.013 1.82-冗 0.03817.62根 /m23. 3錨桿的間排距計算為便于施工，錨桿的間排距應(yīng)盡量相等，由上面得到的頂板錨桿密度為 1.2根/m2,相應(yīng)的每根錨

5、桿需要支護的面積為0. 83 m2,則錨桿的間排距為910mm x 910mm按照規(guī)范規(guī)定，錨桿間排距應(yīng)小于或等于錨桿長度的1/2,最后確定頂板錨桿的間排距為 750mm x 750mm。巷道兩側(cè)圍巖（煤體）支護密度為2根/m2,每根壓縮木錨桿需要支護的面積為0.5 m2,則壓縮木錨桿的間距為 700mm,排距為750mm,設(shè)計錨固力為20kN。3. 4錨桿托盤面積A0錨桿內(nèi)端須安裝托盤，為使與托盤接觸的圍巖表面不被壓壞，托盤應(yīng)具有一定的承壓 面積，其面積可按下式計算，即式中：卜錨桿的設(shè)計工作阻力，其值為2冗 0.01426 240 0.037 106NRc煤體的單向抗壓強度，其值為Rc 17

6、.5 106N/m2k2一托盤與圍巖接觸面積的不均勻系數(shù)，一般取0. 4將P、&、k2值代入式（5）,則托盤面積為:0.037 1060.4 17.5 106220.0053m5300mm設(shè)計托盤為金屬圓形，厚度 15mm,內(nèi)孔為中16rnm,則托盤外徑D為冗 一2一（D 16） 53004D 84 mm4配套支護材料選擇4. 1金屬網(wǎng)規(guī)格選擇考慮到3上煤體強度較低，在支承壓力作用下巷道頂板及兩側(cè)易產(chǎn)生塌落及片幫，為 防止這種現(xiàn)象發(fā)生，煤巷支護除錨桿以外，還需鋪設(shè)金屬網(wǎng)。金屬網(wǎng)除可防止圍巖的塌 落和片幫以外，還將錨桿之間松動的圍巖壓力進行傳遞，使得錨網(wǎng)支護結(jié)構(gòu)受力均勻。金屬網(wǎng)采用10#

7、鐵絲編制，頂網(wǎng) 4100mm x 1000mm,幫網(wǎng)2600mm x 1000mm；頂網(wǎng)之間及頂網(wǎng)與幫網(wǎng)之間應(yīng)搭接 200mm,并隔扣相聯(lián)。4. 2鋼帶敷設(shè)要求巷道頂板采用BHW 32803500型W鋼帶進行加強支護。鋼帶的作用是：一方面能保持頂板的平整，另一方面將頂板錨桿連結(jié)起來，形成一個支護結(jié)構(gòu)，當(dāng)頂板某一 錨桿失效時，因鋼帶的作用仍能保持對頂板圍巖的有效支護。5煤巷錨帶網(wǎng)支護技術(shù)效果評價(1)錨帶網(wǎng)支護是主動支護，它能及時加固圍巖，充分發(fā)揮圍巖的自身強度，以減少圍巖的變形和松動。(2)由于錨帶網(wǎng)支護，既能夠有效的控制巷道圍巖變形，又能極少占用巷道有效空間，從而提高了巷道斷面利用率。(3)由于錨網(wǎng)支護防止了巷道圍巖的早期破壞及巷道頂板早期離層，減少了維護工作量，使片幫現(xiàn)象減少。該支護系統(tǒng)若錨桿或托盤破壞失效，鋼帶或金屬網(wǎng)也能有效地將力傳遞到其它錨桿上，