煤礦錨桿支護(hù)圍巖分類公式

1、 煤礦錨桿支護(hù)圍巖分類圍巖分類巖層錨述巷道開挖后圍巖的穩(wěn)定狀態(tài)（35m跨度）巖種舉例類別名稱 = 1 * ROMAN I穩(wěn)定圍巖1.完整堅(jiān)硬巖層Rb60MPa，不易風(fēng)化；2.層狀巖膠結(jié)好，無軟弱夾層圍巖基本穩(wěn)定，長期不支護(hù)無碎塊掉落現(xiàn)象完整的玄武巖、石英質(zhì)砂巖、奧陶紀(jì)石灰?guī)r、茅口灰?guī)r、大冶厚層灰?guī)r穩(wěn)定性較好巖層1.完整比較堅(jiān)硬巖層Rb=4060MPa2.層狀巖層，膠結(jié)較好3 堅(jiān)硬塊狀巖層，裂隙面閉合，無泥質(zhì)充填物，Rb60MPa圍巖基本穩(wěn)定，較長時(shí)間不支護(hù)會(huì)出現(xiàn)小塊掉落膠結(jié)好的砂巖、礫巖、大冶厚層灰?guī)r中等穩(wěn)定巖層1.完整的中硬巖層 Rb=2010MPa2.層狀巖層以堅(jiān)硬層為主，夾有少數(shù)軟巖層3

2、.比較堅(jiān)硬的塊狀巖層Rb=4060MPa能維持一個(gè)月以上穩(wěn)定，會(huì)產(chǎn)生局部巖塊掉落砂巖、砂質(zhì)頁巖、粉砂巖、灰?guī)r、硬質(zhì)凝灰?guī)r穩(wěn)定性較差巖層1.較軟的完整巖層，Rb20MPa2.中硬的層狀巖層；3.中硬的塊狀巖層，Rb=2040MPa圍巖的穩(wěn)定時(shí)間僅有幾天頁巖、泥巖、膠結(jié)不好的砂巖、硬煤不穩(wěn)定巖層1.易風(fēng)化潮解剝落的松軟巖層2.各類破碎巖層圍巖很容易產(chǎn)生冒頂片幫炭質(zhì)頁巖、花斑泥巖、軟質(zhì)凝灰?guī)r、煤破碎的各種巖石1.運(yùn)順寬5.8m、高3.5m，支護(hù)參數(shù)設(shè)計(jì)：(1)按錨桿懸吊作用計(jì)算錨桿長度，應(yīng)滿足：LL1+L2+L3式中：L錨桿總長度；L1錨桿外露長度（鋼帶厚度0.006m+錨桿蝶形托盤厚度0.03m+

3、螺母厚度0.04m+錨桿外露0.010.04m，取0.025m），經(jīng)計(jì)算L1=0.006+0.03+0.04+0.025=0.1m；L2有效長度（頂板錨桿取免壓拱高b，幫錨桿取煤幫破碎深度c），m；L3錨固長度（頂錨桿取1m，幫部錨桿取0.8m），m；L2的取法：有界限分明調(diào)查清楚的偽頂時(shí)，L2偽頂厚度，m有范圍內(nèi)調(diào)查確定的易碎直接頂時(shí)，L2易碎直接頂厚度，m取普氏免壓拱高巷道頂部錨桿有效長度L2的確定：當(dāng)圍巖普氏硬度系數(shù)f3時(shí)普氏免壓拱高按下式計(jì)算：當(dāng)圍巖普氏硬度系數(shù)f3時(shí)普氏免壓拱高按下式計(jì)算：巷道幫部錨桿有效長度L2的確定：式中：B巷道掘進(jìn)跨度，B=5.8mH巷道掘進(jìn)高度，H=3.5mf

4、頂板巖石普氏硬度系數(shù)取3.6，幫部煤層普氏硬度系數(shù)取2.0兩幫圍巖的內(nèi)摩擦角，取44.5經(jīng)計(jì)算：頂錨L2=0.75m 幫錨L2=1.45m得出：頂錨桿長L頂L1+L2+L3=0.1m+0.75m+1m=1.85m。 幫錨桿長L幫L1+L2+L3=0.1m+1.45m+0.8m=2.35m。因此頂幫均采用222500mm螺紋鋼錨桿，滿足計(jì)算結(jié)果。(2)錨桿直徑選擇根據(jù)防沖要求，錨桿選擇不小于22高強(qiáng)度螺紋鋼錨桿，屈服強(qiáng)度不低于500Mpa。設(shè)計(jì)選用BHRB型鋼材加工螺紋鋼錨桿，屈服強(qiáng)度500MPa，抗拉強(qiáng)度630MPa。(3)錨桿間排距確定對(duì)錨桿支護(hù)巷道，考慮施工工藝通常取間排距相等，錨桿間排距

5、D按下式計(jì)算：D0.5L=1.25m頂板錨桿設(shè)計(jì)間排距800800mm滿足要求；幫部錨桿設(shè)計(jì)間排距800800mm滿足要求。(4)錨桿錨固力錨桿錨固力計(jì)算Q頂=KLD2R=30.750.80.82.6=3.74t=37.4KNQ幫=KLD2R=31.120.80.81.45=3.11t=31.1KN式中：Q錨桿錨固力，t；K錨桿安全系數(shù)，取3；L錨桿有效長度，m；R視密度，頂板取2.6t/m，煤幫取1.45t/m。設(shè)計(jì)錨桿錨固力100KN。錨桿破斷力驗(yàn)算：Q=d2/4式中：Q錨桿破斷力，t；桿體的屈服極限，取500MPa；d錨桿直徑，22mm；經(jīng)計(jì)算，錨桿破斷力Q=3.145002222=18

6、9.9KN100KN，滿足要求。（5）錨桿預(yù)緊力矩設(shè)計(jì)錨桿預(yù)緊力設(shè)計(jì)的原則是控制圍巖不出現(xiàn)明顯離層、滑動(dòng)與拉應(yīng)力區(qū)。根據(jù)國外經(jīng)驗(yàn)，以及國內(nèi)部分礦區(qū)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，結(jié)合我國煤巷巷道條件和施工機(jī)具，一般可選擇錨桿預(yù)緊力為桿體屈服載荷的30%-50%（煤巷錨桿支護(hù)理論與成套技術(shù)，康紅普等著）。錨桿預(yù)緊力與錨桿預(yù)緊力矩成正比。設(shè)計(jì)錨桿預(yù)緊力矩300N.m。（6）錨索支護(hù)設(shè)計(jì)驗(yàn)算為防止巷道頂板巖層發(fā)生大面積的整體跨落，用21.8mm、L=7.1m 的鋼絞線，將錨桿加固的“組合梁”整體懸吊于堅(jiān)硬巖層中，校核錨索間距，冒落方式按最嚴(yán)重的冒落高度大于錨桿長度的整體的冒落考慮，可用下式計(jì)算錨索間排距:Lp=nF2/B

7、H-(2F1sin)/L1式中：Lp錨索排距，m；B巷道最大冒落寬度，5.8m；H巷道冒落高度，按最嚴(yán)重冒落高度取4m；上覆巖層平均容重，26kN/m；L1錨桿排距，0.8m；F1錨桿錨固力，100kN；F2錨索極限承載力，取250kN；腳錨桿與巷道頂板的夾角，75；n每排錨索數(shù),初步設(shè)計(jì)每排施工3根錨索，間距1400mm。通過驗(yàn)算得：Lp3250/(5.8426)-(2100sin(75)/0.8=1.91m。設(shè)計(jì)錨索間排距16001600mm，矩形布置，施工在鋼帶之間，滿足要求。（7）錨索長度計(jì)算錨索長度應(yīng)滿足：L=La+Lb+Lc+Ld式中：L錨索總長度，m；LaK=0.73m其中：La錨索深入到較穩(wěn)定巖層的錨固長度，最小錨固長度1.0m，一般取1.21.5m，此處取1.5m；（煤巷錨桿支護(hù)理論與成套技術(shù)康紅普等著）K安全系數(shù)，取2；d1錨索直徑，21.8mm；F錨索錨