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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 煤层集中皮带机道锚杆锚索支护参数设计及运算方法煤层平均厚度 3.5m,煤层结构简洁,夹石层数 12层,夹石岩性为炭质泥岩、泥岩、粉砂岩,厚度一般为0.200.40m,煤层顶板岩性为砂砾岩、粉砂岩、细砂岩及泥岩；煤层底板岩性有炭质泥岩、粉砂岩、砂砾岩；煤层集中皮带巷断面设计为矩形,巷道宽度4.0m,高度 3.2m,采纳锚网梁索联合支护方式支护顶板,锚网支护方式支护巷帮；一、巷道锚杆支护参数设计（一）顶板锚杆支护参数确定1、锚杆支护参数确定采纳悬吊作用理论进行；1）锚杆长度的确定L=L1+L2+L3 式中L锚杆长度, m；L1锚杆外露长度, m；L
2、2锚杆有效长度, m；L3锚杆锚固长度, m；（1）锚杆外露长度 L1的确定 L1= 垫板厚度 +螺母厚度 +（0.02 0.03）m,一般 L1=0.05m （2）锚杆有效长度 L2的确定名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 5 页精选学习资料 - - - - - - - - - 巷道顶锚杆有效长度 理论确定 L2；L2的确定：采纳说明法中普式自然平稳拱f 3时, L=1.8B/f 式中f 普氏系数,取 4.5 ；B巷道跨度,取 4m；L2= 1.8B/f =1.6m,取1.65m （3）锚杆锚固长度 L3的确定 L3 = 0.30.4m ,取0.3m；因此, L=L1+L
3、2+L3= 0.05+1.6+0.3=1.95m ,结合矿井实际,取 L=2.0m；2）锚杆间排距的确定对锚杆支护巷道,考虑施工工艺通常取间排距相等,锚杆间排 距D按下式运算：D0.5 L=0.5*2= 1m3）锚杆直径的确定 锚杆直径 d可按下式运算：d=L/110=2000/110=18.2mm,锚杆直径取 20mm18.2mm 4）锚杆锚固力运算锚杆锚固力可按下式运算：QKL2D2r式中Q锚杆锚固力, t ；K锚杆安全系数,取 23；L2锚杆有效长度, m；名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 5 页精选学习资料 - - - - - - - - - r 视密度, t/m
4、 3；QKL2D2r=3*1.60*1*1.45=69.6KN ,采纳直径 20mm的等强螺纹钢锚杆通过树脂药卷锚固后,锚固力约 70KNQ=69.6 KN,符合要求；锚杆锚固采纳树脂药卷；当顶部煤体较好时,锚杆锚固方式可端部锚固；当顶板煤体松软破裂时,采纳全长锚固；（一）煤帮锚杆支护参数确定1）煤帮锚杆长度煤帮锚杆的作用主要是掌握因剪切而造成的两帮煤体松动与挤出,煤帮锚杆必需穿过潜在的剪切松塌,其长度必需满意下式要求：LL0L3C1.9m 式中： L煤帮锚杆长度 m；L0煤帮锚杆外露长度 0.1m；L3煤帮锚杆在潜在松塌区之外的锚固长度 0.3m；C巷道两帮松塌破坏深度系数 1.5m；依据实
5、际选取长度为 2.0m 的煤帮锚杆；2）煤帮锚杆间排距煤帮锚杆的间排距与顶板锚杆的排距相同,为 1.0m；3）两帮侧压值 Qs运算公式Q sK u C 2 h sinb cos2式中： b顶板潜在的冒落拱高度 4m；tg（452）100KN/m Ku采动影响系数2；1.5m；C巷道两帮松塌破坏深度系数2煤体容重 14.5KN/m 3；h巷道掘进高度 3m；煤层倾角 ；名师归纳总结 煤体内摩擦角 34 ；4-2 煤层集中皮带巷掘进时基本不受采动影响,采动影响第 3 页,共 5 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 系数 K u 取 1,就每个煤帮测压值为：
6、100/4=25KN/m,要求帮锚杆的锚固力不小于 25 KN,依据现场实际,现设计使用的直径 18mm的金属锚杆锚 固力不小于 30KN25 KN,能够满意安全使用要求；二、锚索支护参数的确定锚索由索体、锚具和托板等组成,索体一般用具有可弯曲、柔 性的钢绞线制成；锚索的特点是锚固深度大、承载才能高、可施加 较大的预紧力,因而可获得比较抱负的支护成效；其加固范畴、支 护强度、牢靠性是一般锚杆支护所无法比拟的；表 1 锚索索体的力学性能结构直径 / mm拉断载荷 / kN延长率 /% 1 7 15.2 260 3.5 17.8 353 4 （1）锚索长度的确定 X= X1 + X 2 + X 3
7、 =0.3+4+1.5=5.4m 依据现场实际,顶板为全岩层,稳固性较好,且层间距平均仅 5.8m,取5m；式中X1锚索外露长度,取 0.3m；X3锚索锚固长度,取 1.5m；X2潜在不稳固岩层高度,X2 = B=4m；B为巷道跨度, m；（2）锚索排距 s=3 /4 B 2 k名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 5 页精选学习资料 - - - - - - - - - =3 260/ （4 42 12.0 0.5 ）=2.0m 式中 每根锚索最低破断载荷,260 kN； 煤岩体积力, 12.0kN/m 3；B巷道宽度, 4m；k安全系数,取 0.5 ；由于巷道宽度为 4m,因此,布置 2排锚索,即锚索排数为 2排,排距2m,布置在靠巷道中间位置；（3）锚索间距 m=0.85B/ n=（0.85 4）/2=1.7m 取1.5m；式中n排数；B巷道宽度, 4m ；故锚索采纳长度 5m、直径 17.8mm的钢绞线预应力锚索,锚索排 拒2m、间距 1.5m；基于以上测算和分析,我矿掘进巷道顶板支护锚杆选用长 2.0m, 20mm的左旋无纵筋等强锚杆,巷道两帮支护锚杆选用长 1.8m, 18mm的一般螺纹钢锚杆；1.5m 锚索选用直径为 17.8mm的钢绞线,以锚入顶板稳固岩层 为宜；名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 5 页