煤矿锚杆支护技术参数

1、煤层集中皮带机道锚杆锚索支护参数设计及计算方法煤层平均厚度3.5m,煤层结构简单，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,采用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用悬吊作用理论进行。1)锚杆长度的确定L=Li+L2+L3式中L锚杆长度，m；Li锚杆外露长度，m;L2锚杆有效长度，m;L3锚杆锚固长度，m°(1)锚杆

2、外露长度Li的确定Li=垫板厚度+螺母厚度+(0.020.03)m,一般Li=0.05m(2)锚杆有效长度L2的确定巷道顶锚杆有效长度L2的确定：采用解释法中普式自然平衡拱理论确定L2。fA3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。因止匕，L=Li+L2+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按下式计算：D<0.5L=0.5*2=1m3）锚杆直径的

3、确定锚杆直径d可按下式计算：d=L/110=2000/110=18.2mm,锚杆直径取20mm>18.2mm4）锚杆锚固力计算锚杆锚固力可按下式计算：_2Q=KL2Dr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;r视密度，t/m3。2Q=KL2Dr=3*1.60*1*1.45=69.6KN,采用直径20mm的等强螺纹钢锚杆通过树脂药卷锚固后，锚固力约70KN>Q=69.6KN,符合要求。锚杆锚固采用树脂药卷。当顶部煤体较好时，锚杆锚固方式可端部锚固；当顶板煤体松软破碎时，采用全长锚固。（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控制因剪切而

4、造成的两帮煤体松动与挤出，煤帮锚杆必须穿过潜在的剪切松塌，其长度必须满足下式要求：LL0+L3+C=1.9m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。根据实际选取长度为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计算公式ma中Qs=KuMCM%>hMsina+b>costg（45-）=100KN/m式中：b顶板潜在的冒落拱高度4m;Ku采动影响系数2;C巷道两帮松塌破坏深度系数1.5m;72煤体容重14.5KN/m3;h巷道掘

5、进高度3m;a煤层倾角0;中一一煤体内摩擦角34°。4-2煤层集中皮带巷掘进时基本不受采动影响，采动影响系数Ku取1,则每个煤帮测压值为：100/4=25KN/m,要求帮锚杆的锚固力不小于25KN,根据现场实际，现设计使用的直径18mm的金属锚杆锚固力不小于30KN>25KN,能够满足安全使用要求。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、承载能力高、可施加较大的预紧力，因而可获得比较理想的支护效果。具加固范围、支护强度、可靠性是普通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

6、延伸率/6/%1X715.22603.517.83534(1)锚索长度的确定X=X1+X2+X3=0.3+4+1.5=5.4m根据现场实际，顶板为全岩层，稳定性较好，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潜在不稳定岩层高度，X2=B=4m。B为巷道跨度，m。(2)锚索排距s=3d4B2水=3X260/(4X42M2.0X0.5)=2.0m式中c-每根锚索最低破断载荷，260kN;丁煤岩体积力，12.0kN/m3;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=(0.85X4)/2=1.7m取1.5m。式中n排数；B巷道宽度，4m。故锚索采用长度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