支護(hù)理論計(jì)算方法

1、1、按懸吊理論(1)錨桿長度L,L=Ll+L2+L3=50+1000+300=1350mm式中：L1錨桿外露長度L2軟弱巖層厚度，可根據(jù)柱狀圖確定mmL3錨桿伸入穩(wěn)定巖層7度，一般不小于300mm(2)錨固力N:可按錨桿桿體的屈服載荷計(jì)算N=u/4(d%屈)=0.25X3.14X(0.02)2X335X106=105KN式中：0屈桿體材料白屈服極限Mpad桿體直徑(3)錨桿間排距錨桿間距D<1/2LD<0.5x2200=1100mm錨桿排距L0=Nn/2kraL2=105X103x13/2x3X24X103X2.1x1=4.51m式中：n每排錨桿根數(shù)N設(shè)計(jì)錨固力，KN/根K安全系數(shù)

2、，取2-3r上覆巖層平均容重，取24KN/m3a1/2巷道掘進(jìn)寬度m2、按自然平衡拱理論計(jì)算I、兩幫煤體受擠壓深度CC=(KrHB/1000fcKc)Cos(a/2)-1)hxtg(45-少=(2.5X24X510X1/1000X2X1.0)Cos(23/2)-1)X2.65Xtg(45-63/2)=8.9m式中：K自然平衡拱角應(yīng)力集中系數(shù)，與巷道斷面形狀有關(guān)；矩形斷面，取2.8r上覆巖層平均容重，取24KN/m3H巷道埋深mB固定支撐力壓力系數(shù)，按實(shí)體煤取1fc煤層普氏系數(shù)，Kc煤體完整性系數(shù)，0.9-1.0a煤層傾角h巷道掘進(jìn)高度m煤體內(nèi)摩擦角，可按fc反算n、潛在冒落高度bb=(a+c)

3、Cosa/Kyfr=(2.1+8.9)X0.92/0.45X4=5.62m式中：a頂板有效跨度之半mKy直接頂煤巖類型性系數(shù)。當(dāng)巖石f=3-4時(shí)，取0.45;f=4-6時(shí)，取0.6;f=6-9時(shí)，取0.75。Fr直接頂普氏系數(shù)m兩煤幫側(cè)壓值QsQs=KnCr煤hxsina+bxcos(a/2)xtg(45-a/2)=2.5X2X8.9X1.482.65X0.39+5.62X0.98X0.24=155kN/m式中：n采動(dòng)影響系數(shù)，取2-5r煤煤體容重，KN/m(1)頂錨桿長度LL=L+b+L2=0.05+5.62+0.35=6.02式中：Li錨桿外露長度mL2錨固端長度mb潛在冒落拱高度m錨桿間

4、距DW1/2L錨桿排距LO=Nn/2Krab=105x12/2x2X24X2.1x5.62=式中：n頂板每排錨桿根數(shù)N每根錨卞T錨固力，KNK安全系數(shù)，取2-3r上覆巖層平均容重，取24KN/m3a1/2巷道掘進(jìn)跨度，m(2)煤幫錨桿錨桿長度：L=Li+C+L2=0.05+8.9+0.35=9.3錨桿間距：D=Nh/LoKQs=105X2.65/X2X155=式中：N設(shè)計(jì)錨卞T錨固力，MPaK安全系數(shù)，取2-3L0煤幫錨桿排距，同頂板排距Qs-兩幫側(cè)壓值，KN3、按組合梁原理計(jì)算(1)錨桿長度LL=Li+L2+L3式中：Li錨桿外露長度mL3錨固端長度mL2組合梁自撐厚度mL2=0.612BK

5、iP/少°1°x/2=0.612X4.2(2X/)Ki與施工方法有關(guān)的安全系數(shù)。掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)2-3;爆破法掘進(jìn)3-5;巷道受動(dòng)壓影響5-6P組合梁自重均布載荷MPa與組合梁層數(shù)有關(guān)的系數(shù)組合層數(shù)：123>4少值：1.00.750.70.65B巷道跨度mCT1最上一層巖層抗拉計(jì)算強(qiáng)度，可取試驗(yàn)強(qiáng)度的0.3-0.4倍MPaax原巖水平應(yīng)力，ax=入rzMPa=0.4X24X510=0.00489MPa,入一側(cè)壓力系數(shù)，一般為0.25-0.4,Z一巷道埋深m(2)錨桿間距以上所選錨桿長度，還需驗(yàn)算組合梁各層間不發(fā)生相對滑動(dòng)，并保證最下面一層巖層的穩(wěn)定性A1.63mh(ti/K

6、P)/2=1.63X(/8x)/2=式中：m最下面一層巖層的厚度mK-安全系數(shù)，取8-10P本層自重均布荷載P=r1R1=24x,MPa;r1最下面一層巖層的容重，KN/岳錨索支護(hù)參數(shù)的確定:1、錨固長度LaLa>fst/兀fcsXdl=(1870/3.14X10)117.8=1060mm設(shè)計(jì)錨固長度1.4m>1.06m式中：d1一錨索鋼絞線直徑，mmfst鋼絞線抗拉強(qiáng)度，Mpa10MPa計(jì)算fcs一錨索與錨固劑的設(shè)計(jì)粘接強(qiáng)度，按2、錨索間排距L/S>2S<L/2=6600/2=3300mm設(shè)計(jì)間排距1.8mv3.3m式中：L錨索孔深度S錨索間距3、錨索錨固力PPi&g

7、t;P>Pi/K或P2/KP>400/2=200KN設(shè)計(jì)錨固力200KN式中：P設(shè)計(jì)錨索錨固力KNP1錨固段錨固劑與孔壁的粘結(jié)力KNP2錨固段錨固劑與鋼絞線的粘結(jié)力KNK-安全系數(shù)，取2切眼錨桿支護(hù)參數(shù)的確定：1、頂錨桿按加固拱原理確定錨桿參數(shù)：錨桿長度：L=NX(1.1+B/10)=1.1x(1.1+4.2/10)=1.67m(N取1.1)錨桿直徑:D=L/110=1.67/1.10=15.2mm錨桿間排距:a<0.5L=0.5X1670=835mm根據(jù)以上計(jì)算，為提高安全度和支護(hù)效果，選取020X2200mm左旋無縱筋錨桿，錨桿間排距900X900mm每眼使用Z2335藥

8、卷3卷。2、幫錨桿兩邦錨桿選用20mm,L=2200mmE旋無縱筋錨桿，間排距750X700,每眼使用Z2335i5卷3卷(最末一排距底板不超過300mm)。三、護(hù)網(wǎng)護(hù)網(wǎng)選取直徑4mm網(wǎng)格40X40mm的經(jīng)緯網(wǎng)。四、錨索因機(jī)、風(fēng)巷及切眼埋深大，跨度也較大，為確保安全和支護(hù)效果，施工時(shí)在頂板打錨索加強(qiáng)支護(hù)。機(jī)巷頂錨索規(guī)格：17.8mm(7000mm間距1.5m,排距1.5m,每眼使用Z2335藥卷4卷。錨桿支護(hù)參數(shù)的確定:一、按加固拱原理確定錨桿參數(shù)：1、頂錨桿(1)錨桿長度：L=N(1.1+B/10)=1.0X(1.1+4.2/10)=1.52m；根據(jù)我礦支護(hù)經(jīng)驗(yàn)，錨桿長度取L=2.2m。式中

9、：L錨桿長度；N一圍巖穩(wěn)定影響系數(shù)，取1.0m；B一巷道跨度。(2)錨桿直徑：D=L/110=2.2/110=0.02m,取D=20mm(3)錨桿間距：d<0.5L=0.5X2.2=1.1m,取間排距為900X900mm(4)錨桿型號：選用小20X2200mm的左旋無縱筋錨桿，其錨固力)100KN/根；配用W®帶及小4mm勺鋼網(wǎng)聯(lián)合支護(hù)頂板。2、巷幫錨桿：巷幫支護(hù)錨桿選用小20X2200mm的左旋無縱筋錨桿，并配合小14mmi勺鋼筋梯形梁和小4mmi勺鋼網(wǎng)聯(lián)合支護(hù)。二、按懸吊理論確定錨桿參數(shù)：1、錨桿長度L,L=L+L2+L3=50+1200+300=1550mm設(shè)計(jì)錨桿長度L

10、=2200mm式中：Li錨桿外露長度L2軟弱巖層厚度，可根據(jù)柱狀圖確定mmL3錨桿伸入穩(wěn)定巖層深度，一般不小于300mm2、錨固力N:可按錨桿桿體的屈服載荷計(jì)算2N=%/4(d(T屈)=0.25X3.14X(0.02)2X335X106=105KN式中：(T屈桿體材料的屈服極限Mpad桿體直徑3、錨桿間排距錨桿間距D<1/2LD<0.5x2200=1100mm錨桿排距L0=Nn/2kraL2=105X103x13/2X3X24X103X2.1X1.2=3.76m設(shè)計(jì)錨桿間排距為900x900mm式中：n每排錨桿根數(shù)N設(shè)計(jì)錨固力，KN/根K安全系數(shù)，取2-3r上覆巖層平均容重，取24KN/m3a1/2巷道掘進(jìn)寬度m錨索支護(hù)參數(shù)的確定:1、錨固長度LaLa>fst/兀fcsdi=(1870/3.14X10)X17.8=1060mm設(shè)計(jì)錨固長度1.4m>1.06m式中：d1錨索鋼絞線直徑，mmfst鋼絞線抗拉強(qiáng)度，Mpafcs一錨索與錨固劑的設(shè)計(jì)粘接強(qiáng)度，按10MPO+算2、錨索間排距L/S>2S<L/2=