锚杆支护设计-冒落拱+片帮.

煤巷锚杆支护煤巷锚杆支护煤巷锚杆支护设计（按悬吊作用）•巷道开掘以后，两帮与顶底板都程度不同地出现一定范围的破坏区。•锚杆支护的作用就在于保持破坏区范围内岩层的稳定性。•锚杆支护设计的根据是悬吊原则，–第一，当顶板一定范围内有稳定岩层时，将破坏区载荷悬吊于稳定岩层上；–第二，当顶板一定范围内不存在稳定岩层时，将将破坏载荷悬吊于巷道两帮上部的岩层上；–第三，如果巷道两帮上部岩层中的锚固力破坏区岩层的重力时，则不应单独采用锚杆。煤巷锚杆支护设计（按悬吊作用）煤柱宽度3m的煤巷锚杆支护（悬吊作用）锚杆支护设计主要是确定以下参数：（1）巷帮破坏深度C；（2）顶板破坏高度b；（3）顶板载荷集度Qr（4）两帮载荷集度Qs（5）锚杆参数hc2aQrQs煤柱宽度3m的煤巷锚杆支护（悬吊作用）•1．巷道两帮破坏深度C的确定•2．巷道顶板破坏高度b的确定•3.顶板载荷确定•4.巷帮载荷确定•5.顶板锚杆支护参数的设计•6.帮锚杆支护参数的设计•Kσ—应力集中系数，Kσ=Ks·Ka•Ks—与巷道断面形状有关的应力集中系数，按下页表选取。•Ka—受临近工作面采空区的影响系数，有下式确定。1.帮破坏深度C•X—煤柱实际宽度，对于两侧为实体煤的顺槽，取X为100m。•σrm—老顶单向抗压强度，MPa；•σcc—被巷道切割的煤层单向抗压强度，MPa；•h—采高，m；•H—巷道理深，m；•hi—直接顶厚度，m；•hc—被巷道切割的煤层厚度，m；•l—巷道切割煤层（岩层）的最大宽度(图2-3-13）hc的选取•α—煤层倾角，°；•γ—巷道上覆岩层的平均容重，kN／m3；•μ—煤层波松比，用实测值，在无实测值情况下，按上页表确定；•φ—煤层内摩擦角(°)，可由下式确定：φ=arctan(σcc/10)2．巷道顶板破坏高度b的确定•①对于顶板为均质岩层，b值由下式确定•a—悬臂岩层的半跨距，其计算方法如图2-3-14所示，m；•C—巷道两帮破坏深度，m；•侧压系数，λ=μ/(1-μ)；•Ky—顶板岩石完整性系数，可由下式确定。10110cos10crycrycryKKKCabrcyDDKlg1lg61125.021当D1·D2≥100，σcr≥100MPa时，Ky=1；D1—节理间距，m；D2—分层厚度，m；σcr顶板岩石单轴抗压强度，MPa。•②对于拱形巷道，b值由下式确定•式中h0—巷道高度，m。101104cos1000crycryccryKKahhhKCab③对于顶板岩层为非均质的情况，应分层计算顶板破坏深度。•先按均质岩层计算顶板最下一层的b值，得b1。•如果b1h1（该岩层的厚度），则破坏范围只出现在该层，即b＝b1。•如果b1h1，说明破坏范围还要深入到上一岩层。这时，应把抛物线拱在两岩层层面处的宽度作新的(a+C)值，再按均质岩层计算，计算第二个岩层的b值，得b2，•然后再行判断。此过程反复进行，直到第n个岩层的bn值小于该岩层厚度tn，则顶板岩层的破坏深度b为ti—岩层厚度，mnnbtttb1213.顶板载荷集度Qr的确定•顶板载荷集度，KN/m•用于倾斜锚杆设计的顶板载荷集度，KN/m2cos2arwabKQcryarKHabKQ100012cos24．巷帮载荷Qs的确定①巷道两帮均为煤层时巷帮载荷集度②两帮既有煤层又有岩层时的巷帮载荷集度•ht—巷道切割岩层的总厚度，m。290tan2cossin10001bhHKCQccccas290tan2cossin10001bhhhHKCQctccccas5．顶板锚杆支护参数的设计•当顶板破坏高度b≤0.2m时，顶板无须支护;•①当顶板破坏高度，0.2m＜b≤1.6m时；•②当b＞1.6m时，应采用带倾斜锚杆的支护系统(图2-3-15)。①当顶板破坏高度，0.2＜b≤1.6m时•a．锚杆长度lbrΔ—锚杆外露长度与锚固段长度之和，一般取Δ＝0.4～0.5m。•b．锚杆杆体直径：根据设计锚固力选取•c．锚杆排距blbrrrrrrPKQaKQPD2.08112•d.每排锚杆个数•将每排锚杆个数N’取整数N，然后再计算Dr•如果Dr1.2，取Dr＝1.2；•如果Dr1.2，从排距系列中取与之最近的排距。rrrPDKQNrrrKQNPDe.锚杆支护形式的确定•当Ky＝[0.75～1]，单体锚杆支护；•当Ky＝[0.6～0.75)，–当b0.8m，单体锚杆＋大托板；–当b≥0.8m，锚杆＋钢筋梁或桁架。•当Ky＝[0.45～0.6)，–当b0.8m，锚杆＋网；–当b≥0.8m，锚杆＋钢筋梁＋网。•当Ky0.45，–当b0.8m，锚杆＋网；–当b≥0.8m，锚杆＋W钢带＋网。•当Ky0.45，必须缩小锚杆间距、排距。•锚杆个数•Dr’和N’取相应系列的整数。•当Dr0.6m，取Dr＝0.6m。14.02rDaN22yrrKDD②当b＞1.6m时，采用带倾斜锚杆的支护系统a．倾斜锚杆长度lbi•bs—倾斜锚杆在破坏范围的长度，m。•当lbi2m时，取lbi＝2m。b．钢带排距：Dr—钢带排距，m；K1—安全系数，取1.2～1.5；Pri—倾斜锚杆拉拔力，kN；β—倾斜锚杆安装角（与铅垂方向），一般取30～45°。8.0sbiblcos21rirwrPQKDc.顶板锚杆•锚杆长度lbrh0—巷道中高，m。•锚杆间距：t—岩层组合高度，t＝0.35ab1/2φr—岩层内摩擦角，度。•每排锚杆个数2.0,2.0min0hllbibr490tanrbrstlD14.02sDaNd.锚杆支护形式的确定•当Ky＝[0.6～1]，锚杆+W钢带；•当Ky＝[0.45～0.6)，全长锚固锚杆＋W钢带＋网•当Ky0.45，全长锚固锚杆＋W钢带＋网，并缩小间距、排距。22yrrKDD•当Ky0.45，必须缩小锚杆间距、排距。•锚杆个数•Dr’和N’取相应系列的整数。•当Dr0.6m，取Dr＝0.6m。14.02rDaN22yrrKDD6．巷帮锚杆支护参数的设计•巷帮破坏宽度C≤0.3m时，巷帮可不支护。•①当巷帮破坏宽度，0.3＜C≤1.5m时；•②当巷帮破坏宽度，C＞1.5m时。①当巷帮破坏宽度，0.3＜C≤1.5m时•a．锚杆长度lbs=C+Δ•b．每排锚杆个数•Ps—帮锚杆拉拔力，kN。srssPDKQN②当巷帮破坏宽度，C＞1.5m时•采用带倾斜锚杆的支护系统（图2-3-15）。a．倾斜锚杆长度lbsi•β—倾斜锚杆安装角（同水平方向夹角），度。•Dso—倾斜锚杆孔口到顶板的距离，一般取Dso=0.3m，β=30°。6.0)sin(cossobsiDl②当巷帮破坏宽度，C＞1.5m时b．钢带排距：Dr’—钢带排距，m；K1—安全系数，取1.2～1.5；Prs—倾斜锚杆拉拔力，kN；cos21sisrPQKD②当巷帮破坏宽度，C＞1.5m时c.巷帮中部锚杆：长度：倾斜锚杆长度。每排锚杆个数式中，hc—被巷道切割的煤层厚度，m。490tan)(tlDbss16.0sccDhN5.024.0Chtc②当巷帮破坏宽度，C＞1.5m时d.当C≥1.3m时，巷帮支护应该加网。