支護設計參考

1、支護設計參考一、錨桿支護設計依據(jù)現(xiàn)有的錨桿支護理論，產(chǎn)生了笫種錨桿支護設計方法。這里主要介紹利用巷道檢測及il算機模擬技 術或現(xiàn)有埋論公式訃算.進行錨桿支護設訃。錨桿支護設計中應遵守以下步驟：1. 地質(zhì)力學評估：包括對巷道困巖(頂?shù)装寮懊簩?力學性質(zhì)測定.地應力(3個主應力的大小和方向) 測試和現(xiàn)場調(diào)査。2. 初始設計：利用計算機數(shù)值模擬方法或現(xiàn)有理論公式計算.在巷道施匸前進行。3現(xiàn)場監(jiān)測：利用il算機數(shù)值模擬方法或現(xiàn)有理論公式il算。4. 信息反饋和修改、完善設汁：根據(jù)現(xiàn)場監(jiān)測的數(shù)據(jù)及曲線與初始設訃進行對比，若相同則證明初始設訃 正確：否則應修正初始設計,調(diào)整支護結構參數(shù)，使設計更加合理。、

2、錨桿支護設il所需原始資料，見表巷道頂板錨桿支護形式與主要支護參數(shù)選擇，見表浜節(jié)理.層理發(fā)育程度分級，見表3。表1錨桿支護設計所需原始資料序號原始資料說明1一般取15倍巷道寬度范碉內(nèi)頂板巖層層數(shù)與厚度(m)由地質(zhì)柱狀圖或鉆孔資料確定2各層節(jié)理裂隙間距D (m)指沿結構面法線方向上的平均間 距，在巷道內(nèi)(或類似條件巷道內(nèi)) 測取3巖層的分層厚度D2 (m)指分層厚度的平均值4巖層的單向抗壓強度廳(MPa)在井下直接測取，或在實驗室內(nèi)利用巖樣測定5煤層厚度IN (m)指被巷道切割的煤層厚度6煤層傾角a(:)由地質(zhì)報告給出，或井下直接址取7煤層單向抗壓強度* (MPa)井下測取.或?qū)嶒炇覂?nèi)測定8巷道

3、埋伸H(m)地表到巷道的垂直距離9主應力方向與大小一般應在井下實測10地質(zhì)構造情況描述11水文情況描述12煤柱寬度X(m)煤柱的實際寬度13錨桿在頂板巖層中錨固力p” (kN)14錨桿在煤層中錨固力pQ (kN)15巷道幾何形狀與尺寸表2巷道頂板錨桿支護與主要支護參數(shù)選擇巷道類別巷道圉巖狀況基本支護形式主要支護參數(shù)I非常穩(wěn)定整體砂巖、石灰?guī)r類巖層：不支護 其他巖層訊體錨桿端錨：桿體直徑1618mm 錨桿長度 1. 6、18m 排間距0. 8、12m設計錨固力大于50RNII穩(wěn)定頂板較完整：單體錨桿 頂板較破碎：錨桿+網(wǎng)端錨：桿體直徑1618mm 錨桿長度 1. 6"2. Om 排間距

4、0. 8、1Om設汁錨固力大于50RNIII中等穩(wěn)定頂板較完整：錨桿+W鋼帶或桁架 頂板較破碎：錨桿櫛鋼帶+網(wǎng).或 増加錨索加固桁架+網(wǎng)，或増加錨 索端錨或加長錨：桿體直徑1618mm錨桿長度 l6、22m排間距0. 61. Om設計錨固力端錨50kN：加長錨固90kNIV不穩(wěn)定錨桿櫛鋼帶+網(wǎng),或增加錨索桁架+網(wǎng)，或增加錨索加長錨固或全長錨固：桿體直徑1822mm錨桿長度 18、2伽排間距06、l0m設計錨固力加長錨固90kN：全長錨 固110kNV極不穩(wěn)定頂板較完整:錨桿+金屬可縮支架, 或增加錨索頂板較破碎：錨桿+網(wǎng)+金屈可縮支 架，或增加錨索底膨嚴重：環(huán)形或可縮支架+錨桿全長錨固：桿體直

5、徑1824mm 錨桿長度 2. 0、26m排間距0. 61. Om設計錨固力110kN注：1 煤巷鬧巖穩(wěn)定性分類可參考原煤炭部（ 1988年163號文）決定試行的我國緩傾斜、傾斜煤層回 采巷道用巖穩(wěn)定性分類方案方法及其他分類規(guī)定。2.對于復合頂板.破碎圉巖.易風化、潮解、水膨脹圉巖，可考慮在基木支護形式基礎上増加錨索加 固困巖或注漿加固、封閉鬧巖等措施。3 錨桿各構件強度應與相應設計錨固力相匹配。4“頂板較完整"抬表3中節(jié)理分級的“不發(fā)育或稍發(fā)育”.“較發(fā)育”“頂板較破碎"指“發(fā)育”. “很發(fā)育”。5頂板必須采用金屬桿體錨桿。全長錨固或加長錨固錨桿應選用左旋螺紋鋼桿體。6.

6、錨桿孔徑與錨桿桿體錨固段直徑之差，應控制在-riOmm范囤內(nèi)。7巷幫錨桿的支護形式與參數(shù)應根拯巷道用途、巷道斷面、煤層厚度與強度.節(jié)理裂隙發(fā)育程度、埋 藏深度.護巷煤柱尺寸、錨桿是否經(jīng)受勿切等I対素確定。同時按“巷道地壓理論il算公式” il算測 壓力及自然平衡拱跨度延伸到巷道兩側(cè)煤體內(nèi)的距離，以考慮幫錨桿的布宜密度及長度使其既能 承受自然平衡拱上部巖柱重量，又可防止煤壁片幫。8頂板靠巷道兩幫的錨桿，應向巷道傾斜15，、30角（與鉛垂線夾角）。表3圍巖節(jié)理（裂隙）發(fā)育程度等級劃分等級裂隙系數(shù)Q節(jié)理（裂隙）持征附注不發(fā)育或稍發(fā) 育>0.75節(jié)理（裂隙）1-2組.規(guī)則，多為原生型或構造 型.

7、多數(shù)間距為lm以上.多閉合延伸不長對基礎匸程無影響在不 含水且無其他特殊不良 因素時對鬧巖穩(wěn)定性影 響不大較發(fā)育0.45-0.75節(jié)理（裂隙）23組.呈乂形較規(guī)則.以構造 型為主，多數(shù)間距大雨0.4m筍閉合.部分張 開（寬度大于2mm.下同），少有充填對基礎丄程影響不大對 其他可能產(chǎn)生相半影響發(fā)育0.45-0.75節(jié)理（裂隙）3組以上，不規(guī)則，呈X形或米字 形.以構造型或風化形為主,多數(shù)間距小于0.4m, 大部分張開.部分為粘性土充填，少址剪切節(jié)理 面上可見擦痕對丄程建筑可能產(chǎn)生較 大影響等級裂隙系數(shù)Q節(jié)理（裂隙）特征附注很發(fā)育<0.45節(jié)理（裂隙）3組以上雜亂，以構造形或風化 形為主，

8、多數(shù)間距小于0.2m,多張開和為黏性 土充填，剪切節(jié)理面上多見明顯擦痕對工程建筑產(chǎn)生嚴重影響注：引自采礦工程設計手冊，煤炭工業(yè)出版社.2003.5o農(nóng)巖體 叮裂隙系數(shù)。二占巖體或式中 R塔體一一巖體的抗壓強度：R塔石一巖體中巖石試件的抗壓強度：U巖體的縱波波速.m/s：V一一巖石試件的縱波波速，m/so二. 錨噴支護設計（-）錨噴支護設計方法錨噴支護設計應按錨桿噴射混凝土支護技術規(guī)范（GB500862001）進行。錨噴支護設il主要用工程類比法。只有在復雜地質(zhì)條件下，對于重點匚程和大跨度巷道.側(cè)室等以及 缺乏恰十類比對歛時.才進行監(jiān)控法設計和解析法驗證。I：程類比法：根據(jù)錨桿劇朋凝土支護技術規(guī)

9、范中國錨噴支護使用的囤巖分類法表將用巖共分5類c中國煤炭系統(tǒng)總結筍年實踐經(jīng)驗.指定了巷道和硝室錨噴支護參數(shù)表（附件10），可用于錨噴支護設 計。2 隔巖松動圈分類法：巷道吊1巖松動圈分類法及錨噴支護建議見表4。表4巷道圍巖松動圈分類及錨噴支護建議圍巖類別困巖穩(wěn)定性松動圈范隔/cm錨噴支護類型錨噴參數(shù)計算法備注I穩(wěn)定0-40噴混凝土圍巖整體性好,不易風化可不 支護II較穩(wěn)定40-100錨桿及局部噴 射混凝土錨桿懸吊理論必要時可用鋼性支架III中等穩(wěn)定100-150錨桿及局部噴射混凝土錨桿懸吊理論鋼性支架IV較不穩(wěn)定150-200錨桿、噴層及局部掛金屬網(wǎng)錨桿組合拱理 論可縮性支架V不穩(wěn)定200-3

10、00錨桿、噴層及局部掛金屬網(wǎng)錨桿組合拱理 論可縮性支架使用鬧巖松動圈分類法時.首先應選擇有代表性的巷道用巖，以超聲波松動圈測定儀測出松動圈范鬧， 然后進行分類。在施匸工程中，對于軟巖巷道即松動圈大于150cm的情況.應進行巷道表面變形雖測. 用于監(jiān)測困巖變形狀和支護效果，必要時修改支護參數(shù)，以及確定二次支護知間等。3解析法：錨噴參數(shù)單體整體訃算方法.見表5.1.表52（2）錨桿參數(shù)整體計算方法見表6：（3）求錨桿不同有效長度的修正系數(shù)值的曲線見圖4：求1根錨桿所分配頂板血積修正系數(shù)值的曲線見圖 5。（二）錨噴參數(shù)汁算方法1. 采用采礦工程設計手冊選用的松散理論汁算方法訃算巷道礦壓。找部巷道礦壓

11、計算公式見表774;深部巷道礦壓計算公式見表7. 5、表7.6及圖6、圖7。2斜巷礦壓采用建井工程手冊選用計算方法。計算原則：斜巷礦斥是介于立井礦壓和平巷礦壓之間的一種過濾狀態(tài).計算時為了安全和簡便.十巷道 傾角a<45°時.通常按平巷計算145W0時.計算傾角按45°計算:a>80-時.按立井地壓公 式計算。、"|斜巷傾角a<45°時和45° WaW80°時P=2ablr cos a 'T=2ablr cos a '式中p-一每米巷道頂壓值.N/m：T巷道頂部每延米切向分力，N/m：bl壓力拱商度.

12、m：a0=0 = 2= a*1N 3（兩 幫 穩(wěn) 定'辦血誡時），如W2 （兩幫不穩(wěn)定時）.=. a力 tan誡&°】一巷道跨度之半，m：釘* + 丄呵（45 + 畔）3cos Q2應巷道島度，m：a -巷道傾角： 一巷道計算角度，（）：說®2力一一頂板及兩幫鬧巖內(nèi)摩擦角：仏 一頂板困巖普氏系數(shù)。注：、勺斜巷傾角大于底板巖石的似內(nèi)摩擦角或安息角時.底板巖石有下滑趨勢.故底板也必須支護。3用采礦匸程設計于冊選用的錨噴參數(shù)汁算方法，進行錨桿參數(shù)設汁。（1）錨噴參數(shù)單體、整體訃算方法，見表5.表5.2。（2）錨桿參數(shù)整體計算方法.見表6°（3）求錨桿不同

13、有效長度修正系數(shù)值的曲線，見圖1：求1根錨桿所分配頂板面積修正系數(shù)值的曲線見圖 2。三、規(guī)定及要求（-）錨桿支護材料1進行錨桿支護的所有材料必須符合有關標準要求。2.樹脂錨固劑執(zhí)行中華人民共和國煤炭行業(yè)標準MT146.1-2002o3樹脂錨桿的金屈桿體及其附件，執(zhí)行中華人民共和國煤炭行業(yè)標準MT146.2-2002o4. W型鋼帶應由2.53mmQ235鋼板制成，其性能參數(shù)應符合礦用W鋼帶的有關技術要求。5網(wǎng)：優(yōu)先選用具有一定剛度的鋼板網(wǎng)或鋼筋網(wǎng)（這種網(wǎng)適用于大變形、拓地應力巷道：也可選用符合 設計要求的其他材料和形式的網(wǎng)，如菱形金屈網(wǎng).塑料網(wǎng)等。（二）錨桿支護施工1. 采用錨桿支護的單位，應

14、根據(jù)地質(zhì)部門提供的地質(zhì)資料.制定相應的施丄技術管理辦法.作業(yè)規(guī)程及 安全技術措施，經(jīng)礦總工程師批準后執(zhí)行。2. 首次進行錨桿施匸的單位.要對施工人員進行錨桿支護原理、錨桿性能、機具及施:等技術培訓.經(jīng) 考試合格后方可上崗C3地質(zhì)部門要對采用錨桿支護的巷道加強地質(zhì)預測預報匸作，地質(zhì)條件變化時，施匸矗位和生產(chǎn)管理部 門，及時采取相應技術措施。4.巷道錨桿.錨索應緊跟迎頭施匚打一個眼，錨固一根錨桿.防止頂板離層破壞.維持頂板的穩(wěn)定性。（三）錨桿支護質(zhì)雖及巷道日常監(jiān)測1要定期對巷道錨桿支護的錨固質(zhì)量進行檢査。2. 檢測錨桿錨固質(zhì)雖應做拉拔試驗。巷道每掘進3O5Om或每施11 300根抽樣一組（3根）進

15、行檢查.拉 拔加軼至錨桿設汁錨固力。3錨桿錨固質(zhì)址合格條件：受檢測的3根錨桿錨固力都應符合耍求。如木組錨桿出現(xiàn)不合格的.再抽査 一組（3根），如仍有不合格的.應組織有關人員研尤錨桿質(zhì)址不合格原I大I.并采取處理措施。4錨桿螺母與桁架拉桿螺僚扭矩應符合要求，每小班逐根進行螺母扭矩的檢驗：對桁架拉桿螺俅還應每 月檢査1次。5. 所有采用錨桿支護的煤巷都應進行日常監(jiān)測，監(jiān)測的主嬰內(nèi)容是頂板離層與頂?shù)?、兩幫相對移近址?及錨桿錨索錨固力6. 在掘應與回采影響期間應每天監(jiān)測1次：其他時間每周監(jiān)測1次。7X出現(xiàn)圉巖移近速度急劇增加時.召集有關人員調(diào)查原伙I，并采取相應措施°8出現(xiàn)錨桿、錨索錨固力急劇増大時，要立即査明原因，并采取相應措施。表51錨噴參數(shù)單位計算方法說明11 一外露長度.cm,取決于錨桿類型與構造嬰求：適用條件1 層狀巖 體、平頂 巷道的頂 板錨桿2.距頂板 周邊往上 ll5m處