錨桿支護(hù)參數(shù)計(jì)算

1、1   地質(zhì)條件    岱莊煤礦綜掘煤巷位于313采區(qū)中部，沿3上煤層頂板掘進(jìn)，巷道底板標(biāo)高在-203-208m，地表松散層厚度平均36m；煤層厚度為3383m，平均34m；煤層直接頂為砂質(zhì)泥巖，厚度在06095m之間，平均08m；老頂為細(xì)砂巖，厚度15m左右；底板為粉砂巖，厚度在115858m，平均為49m。    煤巷兩側(cè)及底板為煤體，粘聚力045MPa、內(nèi)摩擦角26°、容重133kgm3、單向抗壓強(qiáng)度635MPa；煤巷頂板為砂質(zhì)泥巖，粘聚力2MPa、內(nèi)摩擦角28°、容重276kg/m3單向

2、抗壓強(qiáng)度20MPa；原巖應(yīng)力648MPa；圍巖穩(wěn)定性系數(shù)為17，巷道圍巖為類，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(jì)強(qiáng)度240MPa，托盤為鑄鋼托盤；兩側(cè)采用壓縮木錨桿，設(shè)計(jì)強(qiáng)度176MPa。3   錨桿支護(hù)參數(shù)計(jì)算31錨桿長(zhǎng)度計(jì)算                         &#

3、160;(1)    式中：為錨桿外露長(zhǎng)度，一般為01m；為被錨固圍巖的厚度，                     (2)             (3)    式中：巷道圍巖塑性區(qū)半徑；為矩形斷面的等效圓掘進(jìn)半徑(

4、見圖1)，其值為218m；為巷道寬度或高度，兩者之間取小值，即=26m。    將上述巷道圍巖參數(shù)代入式(3)得：    巷道頂板巖層：        卷道側(cè)壁(煤體)：        由式(2)，得錨桿錨固區(qū)圍巖厚度：    煤巷頂板巖層：  煤巷側(cè)壁(煤體)：    將分別代人式(1)，得錨桿總長(zhǎng)度為：  煤巷頂板： 

5、60;  煤巷側(cè)壁：    根據(jù)以上理論計(jì)算的錨桿長(zhǎng)度，結(jié)合工程實(shí)踐中錨桿長(zhǎng)度與圍巖穩(wěn)定性之間的關(guān)系，認(rèn)為錨桿長(zhǎng)度為巷寬的05倍已足夠了，更長(zhǎng)的錨桿將達(dá)不到明顯提高支護(hù)效果的目的，另外，該處的巷道頂板塑性區(qū)為16m，巷道側(cè)壁煤體塑性區(qū)寬度為18m，綜合這些因素，最后確定錨桿長(zhǎng)度為 煤巷頂板；煤巷側(cè)壁32錨桿密度計(jì)算錨桿密度的設(shè)計(jì)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。，即              

6、   (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(hù)密度為    煤巷頂板：    煤巷側(cè)壁： 33  錨桿的間排距計(jì)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12根m2，相應(yīng)的每根錨桿需要支護(hù)的面積為083 m2，則錨桿的間排距為910mm × 910mm按照規(guī)范規(guī)定，錨桿間排距應(yīng)小于或等于錨桿長(zhǎng)度的12，最后確定頂板錨

7、桿的間排距為750mm ×750mm。    巷道兩側(cè)圍巖(煤體)支護(hù)密度為2根m2，每根壓縮木錨桿需要支護(hù)的面積為05 m2，則壓縮木錨桿的間距為700mm，排距為750mm，設(shè)計(jì)錨固力為20kN。34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(jì)算，即                 

8、60;          (5)式中：卜錨桿的設(shè)計(jì)工作阻力，其值為煤體的單向抗壓強(qiáng)度，其值為一托盤與圍巖接觸面積的不均勻系數(shù)，一般取04。將、值代入式(5)，則托盤面積為：設(shè)計(jì)托盤為金屬圓形，厚度15mm，內(nèi)孔為16rnm，則托盤外徑D為 4   配套支護(hù)材料選擇41  金屬網(wǎng)規(guī)格選擇    考慮到3上煤體強(qiáng)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(hù)除錨桿以外，還需鋪設(shè)金屬網(wǎng)。金屬網(wǎng)除

9、可防止圍巖的塌落和片幫以外，還將錨桿之間松動(dòng)的圍巖壓力進(jìn)行傳遞，使得錨網(wǎng)支護(hù)結(jié)構(gòu)受力均勻。    金屬網(wǎng)采用10#鐵絲編制，頂網(wǎng)4100mm×1000mm，幫網(wǎng)2600mm×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)。42鋼帶敷設(shè)要求    巷道頂板采用BHW一32803500型W鋼帶進(jìn)行加強(qiáng)支護(hù)。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(lái)，形成一個(gè)支護(hù)結(jié)構(gòu)，當(dāng)頂板某一錨桿失效時(shí)，因鋼帶的作用仍能保持對(duì)頂板圍巖的有效支護(hù)。5   煤巷錨帶網(wǎng)支護(hù)技術(shù)效果評(píng)價(jià)    (1)錨帶網(wǎng)支護(hù)是主動(dòng)支護(hù)，它能及時(shí)加固圍巖，充分發(fā)揮圍巖的自身強(qiáng)度，以減少圍巖的變形和松動(dòng)。    (2)由于錨帶網(wǎng)支護(hù)，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(hù)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(hù)工作量，使片幫現(xiàn)象減少。該支護(hù)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，使整個(gè)支護(hù)系統(tǒng)仍能發(fā)揮作用，提