支护理论计算方法

1、1、按悬吊理论(1)锚杆长度L,L=Ll+L2+L3=50+1000+300=1350mm式中：L1锚杆外露长度L2软弱岩层厚度，可根据柱状图确定mmL3锚杆伸入稳定岩层7度，一般不小于300mm(2)锚固力N:可按锚杆杆体的屈服载荷计算N=u/4(d%屈)=0.25X3.14X(0.02)2X335X106=105KN式中：0屈杆体材料白屈服极限Mpad杆体直径(3)锚杆间排距锚杆间距D<1/2LD<0.5x2200=1100mm锚杆排距L0=Nn/2kraL2=105X103x13/2x3X24X103X2.1x1=4.51m式中：n每排锚杆根数N设计锚固力，KN/根K安全系数

2、，取2-3r上覆岩层平均容重，取24KN/m3a1/2巷道掘进宽度m2、按自然平衡拱理论计算I、两帮煤体受挤压深度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自然平衡拱角应力集中系数，与巷道断面形状有关；矩形断面，取2.8r上覆岩层平均容重，取24KN/m3H巷道埋深mB固定支撑力压力系数，按实体煤取1fc煤层普氏系数，Kc煤体完整性系数，0.9-1.0a煤层倾角h巷道掘进高度m煤体内摩擦角，可按fc反算n、潜在冒落高度bb=(a+c)

3、Cosa/Kyfr=(2.1+8.9)X0.92/0.45X4=5.62m式中：a顶板有效跨度之半mKy直接顶煤岩类型性系数。当岩石f=3-4时，取0.45;f=4-6时，取0.6;f=6-9时，取0.75。Fr直接顶普氏系数m两煤帮侧压值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采动影响系数，取2-5r煤煤体容重，KN/m(1)顶锚杆长度LL=L+b+L2=0.05+5.62+0.35=6.02式中：Li锚杆外露长度mL2锚固端长度mb潜在冒落拱高度m锚杆间

4、距DW1/2L锚杆排距LO=Nn/2Krab=105x12/2x2X24X2.1x5.62=式中：n顶板每排锚杆根数N每根锚卞T锚固力，KNK安全系数，取2-3r上覆岩层平均容重，取24KN/m3a1/2巷道掘进跨度，m(2)煤帮锚杆锚杆长度：L=Li+C+L2=0.05+8.9+0.35=9.3锚杆间距：D=Nh/LoKQs=105X2.65/X2X155=式中：N设计锚卞T锚固力，MPaK安全系数，取2-3L0煤帮锚杆排距，同顶板排距Qs-两帮侧压值，KN3、按组合梁原理计算(1)锚杆长度LL=Li+L2+L3式中：Li锚杆外露长度mL3锚固端长度mL2组合梁自撑厚度mL2=0.612BK

5、iP/少°1°x/2=0.612X4.2(2X/)Ki与施工方法有关的安全系数。掘进机掘进2-3;爆破法掘进3-5;巷道受动压影响5-6P组合梁自重均布载荷MPa与组合梁层数有关的系数组合层数：123>4少值：1.00.750.70.65B巷道跨度mCT1最上一层岩层抗拉计算强度，可取试验强度的0.3-0.4倍MPaax原岩水平应力，ax=入rzMPa=0.4X24X510=0.00489MPa,入一侧压力系数，一般为0.25-0.4,Z一巷道埋深m(2)锚杆间距以上所选锚杆长度，还需验算组合梁各层间不发生相对滑动，并保证最下面一层岩层的稳定性A1.63mh(ti/K

6、P)/2=1.63X(/8x)/2=式中：m最下面一层岩层的厚度mK-安全系数，取8-10P本层自重均布荷载P=r1R1=24x,MPa;r1最下面一层岩层的容重，KN/岳锚索支护参数的确定:1、锚固长度LaLa>fst/兀fcsXdl=(1870/3.14X10)117.8=1060mm设计锚固长度1.4m>1.06m式中：d1一锚索钢绞线直径，mmfst钢绞线抗拉强度，Mpa10MPa计算fcs一锚索与锚固剂的设计粘接强度，按2、锚索间排距L/S>2S<L/2=6600/2=3300mm设计间排距1.8mv3.3m式中：L锚索孔深度S锚索间距3、锚索锚固力PPi&g

7、t;P>Pi/K或P2/KP>400/2=200KN设计锚固力200KN式中：P设计锚索锚固力KNP1锚固段锚固剂与孔壁的粘结力KNP2锚固段锚固剂与钢绞线的粘结力KNK-安全系数，取2切眼锚杆支护参数的确定：1、顶锚杆按加固拱原理确定锚杆参数：锚杆长度：L=NX(1.1+B/10)=1.1x(1.1+4.2/10)=1.67m(N取1.1)锚杆直径:D=L/110=1.67/1.10=15.2mm锚杆间排距:a<0.5L=0.5X1670=835mm根据以上计算，为提高安全度和支护效果，选取020X2200mm左旋无纵筋锚杆，锚杆间排距900X900mm每眼使用Z2335药

8、卷3卷。2、帮锚杆两邦锚杆选用20mm,L=2200mmE旋无纵筋锚杆，间排距750X700,每眼使用Z2335i5卷3卷(最末一排距底板不超过300mm)。三、护网护网选取直径4mm网格40X40mm的经纬网。四、锚索因机、风巷及切眼埋深大，跨度也较大，为确保安全和支护效果，施工时在顶板打锚索加强支护。机巷顶锚索规格：17.8mm(7000mm间距1.5m,排距1.5m,每眼使用Z2335药卷4卷。锚杆支护参数的确定:一、按加固拱原理确定锚杆参数：1、顶锚杆(1)锚杆长度：L=N(1.1+B/10)=1.0X(1.1+4.2/10)=1.52m；根据我矿支护经验，锚杆长度取L=2.2m。式中

9、：L锚杆长度；N一围岩稳定影响系数，取1.0m；B一巷道跨度。(2)锚杆直径：D=L/110=2.2/110=0.02m,取D=20mm(3)锚杆间距：d<0.5L=0.5X2.2=1.1m,取间排距为900X900mm(4)锚杆型号：选用小20X2200mm的左旋无纵筋锚杆，其锚固力)100KN/根；配用W®带及小4mm勺钢网联合支护顶板。2、巷帮锚杆：巷帮支护锚杆选用小20X2200mm的左旋无纵筋锚杆，并配合小14mmi勺钢筋梯形梁和小4mmi勺钢网联合支护。二、按悬吊理论确定锚杆参数：1、锚杆长度L,L=L+L2+L3=50+1200+300=1550mm设计锚杆长度L

10、=2200mm式中：Li锚杆外露长度L2软弱岩层厚度，可根据柱状图确定mmL3锚杆伸入稳定岩层深度，一般不小于300mm2、锚固力N:可按锚杆杆体的屈服载荷计算2N=%/4(d(T屈)=0.25X3.14X(0.02)2X335X106=105KN式中：(T屈杆体材料的屈服极限Mpad杆体直径3、锚杆间排距锚杆间距D<1/2LD<0.5x2200=1100mm锚杆排距L0=Nn/2kraL2=105X103x13/2X3X24X103X2.1X1.2=3.76m设计锚杆间排距为900x900mm式中：n每排锚杆根数N设计锚固力，KN/根K安全系数，取2-3r上覆岩层平均容重，取24KN/m3a1/2巷道掘进宽度m锚索支护参数的确定:1、锚固长度LaLa>fst/兀fcsdi=(1870/3.14X10)X17.8=1060mm设计锚固长度1.4m>1.06m式中：d1锚索钢绞线直径，mmfst钢绞线抗拉强度，Mpafcs一锚索与锚固剂的设计粘接强度，按10MPO+算2、锚索间排距L/S>2S<L/2=