支护设计参考.wps

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1、支护设计参考一、锚杆支护设计锚杆支护设计依据现有的锚杆支护理论，产生了多种锚杆支护设计方法。 这里主要介绍利用巷道检测及计算机模拟技术或现有理论公式计算，进行锚杆支护设计。锚杆支护设计中应遵守以下步骤：1地质力学评估：包括对巷道围岩（顶底板及煤层）力学性质测定、 地应力（3个主应力的大小和方向）测试和现场调查。2初始设计：利用计算机数值模拟方法或现有理论公式计算，在巷道施工前进行。3现场监测：利用计算机数值模拟方法或现有理论公式计算。4信息反馈和修改、完善设计：根据现场监测的数据及曲线与初始设计进行对比，若相同则证明初始设计正确；否则应修正初始设计，调整支护结构参数，使设计更加合理。、锚杆支护

2、设计所需原始资料，见表1。巷道顶板锚杆支护形式与主要支护参数选择，见表2。节理、层理发育程度分级，见表3。表表1 1 锚杆支护设计所需原始资料锚杆支护设计所需原始资料序号原始资料说明 1一般取 1.5 倍巷道宽度范围内顶板岩层层数与厚度（m）由地质柱状图或钻孔资料确定 2各层节理裂隙间距D（m）指沿结构面法线方向上的平均间距，在巷道内（或类似条件巷道内）测取 3岩层的分层厚度D（m）指分层厚度的平均值4岩层的单向抗压强度 （MPa）在井下直接测取，或在实验室内利用岩样测定5煤层厚度h（m）指被巷道切割的煤层厚度6煤层倾角a()由地质报告给出，或井下直接量取 7煤层单向抗压强度 （MPa）井下测

3、取，或实验室内测定 8巷道埋伸H(m)地表到巷道的垂直距离 9主应力方向与大小一般应在井下实测 10地质构造情况描述 11水文情况描述 12煤柱宽度X(m)煤柱的实际宽度 13锚杆在顶板岩层中锚固力p(kN)14锚杆在煤层中锚固力p(kN)15巷道几何形状与尺寸 表表2 巷道顶板锚杆支护与主要支护参数选择巷道顶板锚杆支护与主要支护参数选择巷道类别巷道围岩状况基本支护形式主要支护参数非常稳定整体砂岩、石灰岩类岩层：不支护其他岩层：单体锚杆端锚：杆体直径 1618mm锚杆长度 1.61.8m排间距 0.81.2m设计锚固力 大于50kN 稳定顶板较完整：单体锚杆顶板较破碎：锚杆+网端锚：杆体直径

4、1618mm锚杆长度 1.62.0m排间距 0.81.0m设计锚固力 大于50kN中等稳定顶板较完整：锚杆+W 钢带或桁架顶板较破碎：锚杆+W 钢带+网，或增加锚索加固桁架+网，或增加锚索端锚或加长锚：杆体直径 1618mm锚杆长度 1.62.2m排间距 0.61.0m设计锚固力 端锚50kN；加长锚固90kN 不稳定锚杆+W 钢带+网，或增加锚索桁架+网，或增加锚索加长锚固或全长锚固：杆体直径 1822mm锚杆长度 1.82.4m排间距 0.61.0m设 计 锚 固 力 加 长 锚 固90kN；全长锚固110kN 极不稳定顶板较完整：锚杆+金属可缩支架，或增加锚索顶板较破碎：锚杆+网+金属可

5、缩支架，或增加锚索底臌严重：环形或可缩支架+锚杆全长锚固：杆体直径 1824mm锚杆长度 2.02.6m排间距 0.61.0m设计锚固力 110kN注：1煤巷围岩稳定性分类可参考原煤炭部（1988 年 163 号文）决定试行的我国缓倾斜、 倾斜煤层回采巷道围岩稳定性分类方案 方法及其他分类规定。2对于复合顶板，破碎围岩，易风化、潮解、水膨胀围岩，可考虑在基本支护形式基础上增加锚索加固围岩或注浆加固、封闭围岩等措施。3.锚杆各构件强度应与相应设计锚固力相匹配。4.“顶板较完整”指表 3 中节理分级的“不发育或稍发育”、“较发育”“顶板较破碎”指“发育”、“很发育”。5.顶板必须采用金属杆体锚杆。

6、全长锚固或加长锚固锚杆应选用左旋螺纹钢杆体。6.锚杆孔径与锚杆杆体锚固段直径之差，应控制在410mm范围内。7.巷帮锚杆的支护形式与参数应根据巷道用途、 巷道断面、 煤层厚度与强度、节理裂隙发育程度、 埋藏深度、 护巷煤柱尺寸、 锚杆是否经受剪切等因素确定。同时按“巷道地压理论计算公式”计算测压力及自然平衡拱跨度延伸到巷道两侧煤体内的距离，以考虑帮锚杆的布置密度及长度，使其既能承受自然平衡拱上部岩柱重量，又可防止煤壁片帮。8.顶板靠巷道两帮的锚杆，应向巷道倾斜1530角（与铅垂线夹角）。表表3 3 围岩节理（裂隙）发育程度等级划分围岩节理（裂隙）发育程度等级划分等级裂 隙 系数 节理（裂隙）特

7、征附注不 发 育 或稍发育0.75节理（裂隙）12 组，规则，多为原生型或构造型，多数间距为 1m以上，多闭合延伸不长对基础工程无影响在不含水且无其他特殊不良因素时，对围岩稳定性影响不大 较发育0.450.75节理（裂隙）23 组，呈 X 形，较规则，以构造型为主，多数间距大雨 0.4m，多闭合，部分张开（宽度大于 2mm，下同），少有充填对基础工程影响不大，对其他可能产生相当影响发育0.450.75节理（裂隙）3 组以上，不规则，呈 X 形或米字形，以构造型或风化形为主，多数间距小于 0.4m，大部分张开，部分为粘性土充填，少量剪切节理面上可见擦痕对工程建筑可能产生较大影响等级节理（裂隙）特

8、征附注裂 隙 系数 很发育80 时，按立井地压公式计算。当斜巷倾角a45时和45a80时P=2abrcos aT=2abrcos a式中 p每米巷道顶压值，N/m；T巷道顶部每延米切向分力，N/m； b压力拱高度，m；当3 （两帮稳定时）， 当2 （两帮不稳定时），巷道跨度之半，m； 巷道高度，m；巷道倾角；巷道计算角度，（）；顶板及两帮围岩内摩擦角；顶板围岩普氏系数。注注：当斜巷倾角大于底板岩石的似内摩擦角或安息角时，底板岩石有下滑趋势，故底板也必须支护。3用采矿工程设计手册选用的锚喷参数计算方法，进行锚杆参数设计。（1）锚喷参数单体、整体计算方法，见表5.1、表5.2。（2）锚杆参数整体计

9、算方法，见表6。（3）求锚杆不同有效长度修正系数值的曲线，见图 1；求 1 根锚杆所分配顶板面积修正系数值的曲线见图2。三、规定及要求三、规定及要求（一）锚杆支护材料1进行锚杆支护的所有材料必须符合有关标准要求。2树脂锚固剂执行中华人民共和国煤炭行业标准MT146.12002。3树脂锚杆的金属杆体及其附件，执行中华人民共和国煤炭行业标准MT146.22002。4W 型钢带应由 2.53mmQ235 钢板制成，其性能参数应符合矿用 W 钢带的有关技术要求。5网：优先选用具有一定刚度的钢板网或钢筋网（这种网适用于大变形、 高地应力巷道；也可选用符合设计要求的其他材料和形式的网，如菱形金属网、塑料网

10、等。（二）锚杆支护施工1采用锚杆支护的单位，应根据地质部门提供的地质资料，制定相应的施工技术管理办法、作业规程及安全技术措施，经矿总工程师批准后执行。2首次进行锚杆施工的单位，要对施工人员进行锚杆支护原理、锚杆性能、机具及施工等技术培训，经考试合格后方可上岗。3地质部门要对采用锚杆支护的巷道加强地质预测预报工作，地质条件变化时，施工单位和生产管理部门，及时采取相应技术措施。4巷道锚杆、锚索应紧跟迎头施工，打一个眼，锚固一根锚杆，防止顶板离层破坏，维持顶板的稳定性。（三）锚杆支护质量及巷道日常监测1要定期对巷道锚杆支护的锚固质量进行检查。2检测锚杆锚固质量应做拉拔试验。巷道每掘进 3050m 或

11、每施工 300 根抽样一组（3 根）进行检查，拉拔加载至锚杆设计锚固力。3锚杆锚固质量合格条件：受检测的3 根锚杆锚固力都应符合要求。如本组锚杆出现不合格的，再抽查一组（3 根），如仍有不合格的，应组织有关人员研究锚杆质量不合格原因，并采取处理措施。4锚杆螺母与桁架拉杆螺母扭矩应符合要求，每小班逐根进行螺母扭矩的检验；对桁架拉杆螺母还应每月检查1次。5所有采用锚杆支护的煤巷都应进行日常监测，监测的主要内容是顶板离层与顶底、两帮相对移近量以及锚杆锚索锚固力6在掘进与回采影响期间应每天监测1次；其他时间每周监测1 次。7当出现围岩移近速度急剧增加时，召集有关人员调查原因，并采取相应措施。8出现锚杆

12、、锚索锚固力急剧增大时，要立即查明原因，并采取相应措施。表表5.1 5.1 锚喷参数单位计算方法锚喷参数单位计算方法项目原则与假设计算图示与公式说明适用条件锚杆长度l按单体锚杆悬吊所用计算l外露长度，cm，取决于锚杆类型与构造要求：砂 浆锚杆钢 锚杆竹、 木锚杆l=喷厚+（25）l=木托 板厚+铁垫 板厚+螺母厚+（23）l=木托 板厚+（35）1 层状岩体、平顶巷道的顶板锚杆2 距顶板周边往上11.5m处最好有一层厚度大于2ml伸入基本顶长度，可按经验取 l30cm，或按锚固粘结力（dr l）等于杆体屈服（软钢）或拉断承载力而得的公式估算：l=d锚杆直径，cm；杆体材料的设计抗拉强度，Mpa锚杆与砂浆的黏结强度，圆 钢 2.5Mpa, 螺 纹 钢5.0Mpa,所得 l,尚需对砂浆与孔壁岩石见粘结强度进行校核