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文檔簡介

1、錨桿支護參數(shù)錨桿支護參數(shù)確定方法取決于錨桿支護理論,錨桿支護理論不同,錨桿支護參數(shù)的確定方法也不同。方案一懸吊作用理論設計錨桿支護參數(shù)1、錨桿長度的確定L二L1+L2+L3式中L錨桿長度,mL1-錨桿外露長度,mL2-錨桿有效長度,mL3錨桿錨固長度,m錨桿外露長度L1的確定L1二墊板厚度+螺母厚度+ (0.020.03 ) m 一般L仁0.15m(2) 錨桿有效長度L2的確定錨桿有效長度L2的確定方法有三種,一是采用聲波法測出巷道圍巖松動圈圍; 二是采用巖層探測分析儀進行測量;三是采用解釋法中普式自然平衡拱理論確定L2。a. 巖層探測分析儀確定L2b. 普式自然平衡拱理論確定L2巷道頂錨桿有

2、效長度L2的確定:L2=B/2ff> 3L2= B/2+Hctg 45 o+© /2/ f f < 3巷道幫錨桿有效長度L2的確定:L2= (1+ f ) / (1+2 f ) + ( B 1) / ( B+1)式中f普氏系數(shù);b巷道跨度,mh巷道掘進高度,m©摩擦角,(o)。(3) 錨桿錨固長度L3的確定L3 = 0.30.4mD按下2、錨桿間排距的確定公式一:對錨桿支護巷道,考慮施工工藝通常取間排距相等,錨桿間排距式計算:DC 0.5L二式中 L-錨桿長度公式二:錨桿間、排距計算:1/2D= Q /(如)1/2二0.0588 - 2 >0.58 >

3、;0.02744) =1.36mD-錨桿間排距,mQ錨桿錨固力,一般按經驗取6噸合0.0588MNK安全系數(shù),一般取r 不穩(wěn)定巖層的重力密度,2.8 >9.8/1000=0.02744MN/m經計算選擇錨桿間、排距1.0米符合要求。3、錨桿直徑的確定公式一:頂錨桿:d=L/110=幫錨桿:d=L/110=式中L-錨桿長度公式二:錨桿直徑計算:1/2d= (4Q/nc t)1/2=4 >.0588/ (3.142 >30)=0.0137md錨桿最小直徑,m(T t錨桿桿體的抗拉強度,MPaQ錨桿錨固力,一般按經驗取6噸合0.0588MN經計算選擇錨桿直徑18mn符合要求。4、錨

4、桿錨固力計算錨桿錨固力可按下式計算:Q=Kkd r式中Q錨桿錨固力,t;K錨桿安全系數(shù),取23;L2錨桿有效長度,mD 錨桿直徑mr視密度,t/m3。5、錨桿角度靠近巷幫的頂板錨桿安設角度與垂線成15°,其它錨桿垂直于巷道頂部安設6、錨桿的選擇(1)常用錨桿桿體的材料性能常用鋼材及其性能見表5;錨桿適宜選用45Mn羅紋鋼,其承載能力見表6。(2)錨桿的選擇巷道錨桿選擇© =20mm 45Mn螺紋鋼錨桿。Q=10.7 t v 12.4 t3)錨固劑的確定錨桿支護巷道采用樹脂錨固劑。樹脂錨固劑應具備的主要特性見表7,樹脂錨固劑產品型號見表8,樹脂錨固劑的規(guī)格見表9,樹脂錨固劑的

5、主要技術指標見表 10。方案二用有限元數(shù)值分析方法,錨桿的基本參數(shù)設計如下:1、用D18,長度為1.8米325號鋼的高強錨桿,基本支護參數(shù) 巷道寬度:5米(以最大設計巷道寬度)間距: 1米排距:1-1.2米(以最大1.2米為限)每排錨桿數(shù):5根錨桿長度:1.8米錨桿直徑:18毫米安裝應力:4噸屈服載荷:8.7 噸最大抗拉載荷:12.7噸鉆孔直徑:28毫米樹脂:2卷23毫米X350毫米超快藥卷2、錨桿強度校核:校核準則1 )錨桿的安裝載荷不大于錨桿最大抗拉強度的50%2)考慮到1.5的安全系數(shù),錨桿系統(tǒng)的支護強度應大于支護圍的凈載荷 根據(jù)準則一:所需錨桿的屈服載荷為Qs=Qc/0.5=4/0.5

6、=8 噸Qm錨桿滿足強度要求Qs-錨桿所需的屈服載荷Qc-錨桿的安裝載荷Qm-錨桿桿體的最大抗拉強度。根據(jù)準則二:錨桿系統(tǒng)的支護強度P=N x Qm/(W x L)=5 x12.7/(5 x 1.2)=10.58 噸/m2P-錨桿系統(tǒng)的支護強度N-每排錨桿數(shù)目Qm錨桿桿體的最大抗拉強度W-巷道寬度L-錨桿排距頂板靜載荷Qd= Lm x 丫 =1.8 x 2.7=4.86 噸 /m2Qc頂板靜載荷Lm-錨桿長度Y -巖石比重 安全系數(shù)SF=P/Qd= 10.58/4.86=2.18當?shù)刭|條件變化時應根據(jù)工程監(jiān)測結果和現(xiàn)場實際修改支護設計。具體要求:1、 錨桿固力應大于錨桿桿體的強度。錨桿的安裝應

7、力不小于4噸。換算成扭矩 不小于250牛米。2、充填阻尼必須全部脫落,否則錨桿很難達到安裝載荷。塑料墊圈必須溶化掉。3、 錨桿托盤強度不小于錨桿桿體的強度。托盤尺寸不小于150mm x 150 mm4、 錨索應采用鳥窩式的錨固端以增加錨固力。錨索托盤強度不小于32噸,尺寸 大于 200mm x 200 mm5、錨索的安裝載荷不應小于10噸。方案三(1) 錨桿長度計算:錨桿的長度L由錨桿錨固段長度Lx軟弱巖層厚度或冒落拱高度L2及錨桿外 露長度L3三部分組成。按公式 L= L 1+L2+ L3( 1)式中L 錨桿長度,;Li錨桿錨入穩(wěn)定巖層的深度,一般取 300400mm L3錨桿外露長度,一

8、般取10015 0 mmL2錨桿的有效長度,L2= KH=KB/2f(2)K錨桿安全系數(shù),一般取值在1.52之間;f頂板巖石普氏堅固性系數(shù), 取46; B巷道寬度,H軟弱巖層厚度或冒落拱高度。(2) 、錨桿間、排距計算:錨桿間、排距可根據(jù)每根錨桿懸吊的巖石重量進行確定,因此,錨桿長度主要是確定錨桿有效長度L2。依據(jù)公式:a= Q/KHy1/2(3)式中a錨桿間、排距,Q錨桿設計錨固力,丫一被懸吊巖石的密度,(3) )錨桿桿體直徑根據(jù)桿體承載力和錨固力等強度數(shù)值加以確定1/2d = 35.52(Q/6 )式中d 錨桿桿體直徑,6 錨桿桿體抗拉強度,Mpa.當復合頂板厚度小于1.15 m,即在巷道

9、上方1.15m圍有關鍵層存在條件下, 關鍵層下面復合頂巖層可懸吊在穩(wěn)定的關鍵層巖層上 ,支護設計按懸吊理論計算 且不需錨索補強(4)。錨桿的有效長度L2大于或等于關鍵層下位復合頂板厚度, 錨桿的間排距則有:1/2a =( Q/ K 丫 H(3)式中,Q為錨固力,按50kN十算;K為錨桿安全系數(shù),丫為頂板巖層重力密 度。2)、按擠壓加固拱理論計算錨桿參數(shù)擠壓加固拱理論并不要求錨桿深入堅硬巖層中如圖 3示,加固拱厚度與錨桿 的長度及間距之間按下式確定,b =(L tan a -a)/ tan a(5)式中,b 加固拱厚度,L 錨桿的有效長度,a錨桿在松散巖體的控制角,a 錨桿間距,如果錨桿間距按4

10、5°計算,則b =L a般情況下,錨桿的長度應大于2倍錨桿間距錨索支護參數(shù)方案一錨索支護參數(shù)的選擇1、錨索支護參數(shù)的確定(1) 錨索長度的確定X= X1 + X 2 + X 3式中X 1 錨索外露長度,取0.3m;X3錨索錨固長度,取1.7m;X2潛在不穩(wěn)定巖層高度,取 4.5m。X2 =B=4.5m式中B為巷道跨度,m錨索長度取8m(2) 錨索排距2s=3(T /4B 丫 k由于巷道寬度為4.5m,因此,布置3排錨索,即錨索排數(shù)為3排,排距1.5m。 式中(T 每根錨索最低破斷載荷,260 kN;丫一一煤巖體積力,12.0kN/m3;B巷道寬度,4.5m;k安全系數(shù),取0.5 ;(

11、3) 錨索間距m=0.85B/n式中n排數(shù);B 巷道寬度,4.5m。方案二確定錨索長度為了加強錨固體的強度,減少煤巖頂板冒落,采用預應力錨索作加強支護,采用 低松弛、高強度錨索,15.24 mm>8000mml索的最低破斷載荷為 350KN其延 伸率4%應用懸吊理論,進行參數(shù)計算:錨索長度:L= L1 L2 L3 aL錨索長度;L1錨索外露長度,取300伽L2 巷道頂板潛在破壞圍,取 L2=3120 mmL3 錨索伸入老頂長度,按13 =計算4 t式中d 錨索直徑為15.24 m(T t 錨索的抗拉強度,350KN的破斷載荷作用在© 15.24 m的錨索上相 當于強度1417M

12、pa 所以。t取1417Mpat c錨索與樹脂粘結強度,取10Mpaa偽頂平均厚度,取 400 m15.24 1417代入數(shù)據(jù)得L3=4 10= 540 mm。計算得:L= 300+4600+540+400= 5840 m通過計算采用© 15.24 >8000mn錨索能滿足支護要求。按懸吊理論驗算錨索排間距:為防止巷道頂板巖層發(fā)生大面積整體跨落,采用©15.24 >8000mm的錨索將錨桿加固的“組合梁”整體懸吊于穩(wěn)定巖層中,校核錨索排間距、冒落方式,按最大 的冒落高度大于錨桿長度的整體冒落考慮。此時,靠錨索發(fā)揮懸吊作用,在忽略 巖體粘結力和摩擦力的條件下,取垂

13、直方向力的平衡,可用下式計算錨索排、間 距。L=nF2/BHy -(2F1sin 0 )/L1式中L 錨索間距mm;B 巷道最大冒落寬度,取 4600 mH 巷道冒落高度,按最大冒落高度取2800 m丫一巖體容重,22kN/m3L1錨桿排、間距,1mF1 錨桿錨固力,60kN;F2錨索極限承載力,取350kN0錨桿與巷道頂板的夾角,按最小角度取,85° ;n錨索排數(shù),取1.5。L= 1.5 >350/4.600 >2.800 >22-(2 >60冶in85 °)/1 = 3.205m若巷道錨索采用2-1-2布置,排距不應大于3.205m為此根據(jù)以上計算,錨索設計間距 2400排距2000 m能夠滿足支護要求。方案三錨索長度計算:La二La1+La2+La3=0.3+4+1.4=5.7mLa錨索長度La1錨索外露長度,一般取030.4mLa2潛在不穩(wěn)定巖層高度,取4.0mLa3錨索錨固長度,一般取1.2-1.5m 經計算選擇6米錨索符合要求。

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