锚索支护设计
一、锚索设计锚固力
钢绞线直径为φ15.24mm时锚固力不小于200kN。
二、锚索支护参数校核
1、锚索通过悬吊作用,达到支护效果的条件,应满足:L≥L1+L2+L3 式中:
L——锚索总长度,m;
L1——锚索外露长度(包括钢带、托板、锁具厚度),m; L2——有效长度(锚索取围岩松动圈冒落高度b),m; L3——锚入岩(煤)层内深度,m。 其中 L1=0.20m
L2=b(锚索取围岩松动圈冒落高度)
B
⎛︒ω⎫
+Htan 45-⎪22⎭⎝
f顶
b=式中
B——巷道掘宽(切眼掘宽4.6m) H——巷道掘高 (3.6m)
f顶
——顶板岩石普氏系数;(取2.5)`
ω——两帮围岩的似内摩擦角,ω=arctan(f顶)。 带入公式算的b=1.18m L2=1.18m
L3=锚固剂体积/锚索眼面积与锚索横截面之差(锚固剂型号;CK2335,使用数量:4根,锚索直径:15.24mm,锚索眼直径:28mm)
带入公式得L3=2.6m
L1+L2+L3=0.20m+1.18m+2.6m=3.98m
2、锚索长度校核,应满足L=La+Lb+Lc+Ld
式中
L
——锚索总长度,m;
La
——锚索深入到较稳定岩层的锚固长度,m;
Ld1faa≥K⨯
4fc
其中:
K
——安全系数;(取2)
d1——锚索直径;(15.24mm)
fa
——锚索抗拉强度,N/㎜2;(1426.05) fc
——锚索与锚固剂的粘合强度,N/㎜2;(10)
带入公式得La≥1.1m
Lb
——需要悬吊的不稳定岩层厚度,m;(2.2m,经实际打眼,我矿顶
板2m以上为砂岩)
Lc
——托板及锚具的厚度,m;
Ld
——外露张拉长度,m;(LC+ Ld=0.20m)
带入公式L=
La+Lb+Lc+Ld
≥1.1m+2.2m+0.20m≥3.50m
以上得出:我矿锚索长度为4.2m满足设计要求。 3、校核锚索间、排距:应满足
a
G
kL2γ
式中
a——锚索间、排距,m;
G——锚索设计锚固力,kN/根; k——安全系数,一般取2;(松散系数)
L2——有效长度(取b);
γ
——岩体容重
其中 G取200kN/根 K取2
L2=1.18m(上式已算出)
γ
取25kN/m3
算的a
经验公式:L/S≥2(L为锚索孔深,S为间排距)
我矿切眼内锚索排距1m,间距为1.6m,我矿锚索参数很大程度上满足锚索间排距校核公式和经验公式。
经上述计算及验算得出结论:我矿锚索选长4.2m,排距1m,间距1.6m足以满足支护要求,且满足锚索大于4m的国家要求。
附表1 锚索抗拉强度(1MPa=1 N/mm2)
附表2 煤岩容重
附表3预应力钢绞线技术指标
4、悬吊理论校核锚索排距: L≤nF2/[BHγ-(2F1sinθ)/L1] 式中 L---锚索排距,m;
B---巷道最大冒落宽度, m;
H---巷道最大帽落高度, m;(最大取锚杆长度) γ---岩体容重,kN/m3(包括顶煤+直接顶)
L1---锚杆排距, m,
F1---锚杆锚固力, kN;70 F2---锚索极限承载力, kN;
θ---角锚杆与巷道顶板的夹角,75°; n---锚索排数,取1。
N≥K⨯
WP断
5、加强锚索数目的校核,应满足
式中N——锚索数目;
K
——安全系数;2
——锚索最低破断力,kN;
P断
W——被悬吊岩石的自重,kN; W=B⨯∑h⨯∑γ⨯D
其中:B——巷道掘进荒宽,m;
D
——锚索间排距,m;
∑h——悬吊岩石厚度,m;
∑γ——悬吊岩石平均容重,kN/m3。
四、锚索抗拉强度(1MPa=1 N/mm2)
五、煤、岩容重
六、预应力钢绞线技术指标(检测报告)
七、锚固剂主要参数(固化与搅拌时间)
锚索支护设计
一、锚索设计锚固力
钢绞线直径为φ15.24mm时锚固力不小于200kN。
二、锚索支护参数校核
1、锚索通过悬吊作用,达到支护效果的条件,应满足:L≥L1+L2+L3 式中:
L——锚索总长度,m;
L1——锚索外露长度(包括钢带、托板、锁具厚度),m; L2——有效长度(锚索取围岩松动圈冒落高度b),m; L3——锚入岩(煤)层内深度,m。 其中 L1=0.20m
L2=b(锚索取围岩松动圈冒落高度)
B
⎛︒ω⎫
+Htan 45-⎪22⎭⎝
f顶
b=式中
B——巷道掘宽(切眼掘宽4.6m) H——巷道掘高 (3.6m)
f顶
——顶板岩石普氏系数;(取2.5)`
ω——两帮围岩的似内摩擦角,ω=arctan(f顶)。 带入公式算的b=1.18m L2=1.18m
L3=锚固剂体积/锚索眼面积与锚索横截面之差(锚固剂型号;CK2335,使用数量:4根,锚索直径:15.24mm,锚索眼直径:28mm)
带入公式得L3=2.6m
L1+L2+L3=0.20m+1.18m+2.6m=3.98m
2、锚索长度校核,应满足L=La+Lb+Lc+Ld
式中
L
——锚索总长度,m;
La
——锚索深入到较稳定岩层的锚固长度,m;
Ld1faa≥K⨯
4fc
其中:
K
——安全系数;(取2)
d1——锚索直径;(15.24mm)
fa
——锚索抗拉强度,N/㎜2;(1426.05) fc
——锚索与锚固剂的粘合强度,N/㎜2;(10)
带入公式得La≥1.1m
Lb
——需要悬吊的不稳定岩层厚度,m;(2.2m,经实际打眼,我矿顶
板2m以上为砂岩)
Lc
——托板及锚具的厚度,m;
Ld
——外露张拉长度,m;(LC+ Ld=0.20m)
带入公式L=
La+Lb+Lc+Ld
≥1.1m+2.2m+0.20m≥3.50m
以上得出:我矿锚索长度为4.2m满足设计要求。 3、校核锚索间、排距:应满足
a
G
kL2γ
式中
a——锚索间、排距,m;
G——锚索设计锚固力,kN/根; k——安全系数,一般取2;(松散系数)
L2——有效长度(取b);
γ
——岩体容重
其中 G取200kN/根 K取2
L2=1.18m(上式已算出)
γ
取25kN/m3
算的a
经验公式:L/S≥2(L为锚索孔深,S为间排距)
我矿切眼内锚索排距1m,间距为1.6m,我矿锚索参数很大程度上满足锚索间排距校核公式和经验公式。
经上述计算及验算得出结论:我矿锚索选长4.2m,排距1m,间距1.6m足以满足支护要求,且满足锚索大于4m的国家要求。
附表1 锚索抗拉强度(1MPa=1 N/mm2)
附表2 煤岩容重
附表3预应力钢绞线技术指标
4、悬吊理论校核锚索排距: L≤nF2/[BHγ-(2F1sinθ)/L1] 式中 L---锚索排距,m;
B---巷道最大冒落宽度, m;
H---巷道最大帽落高度, m;(最大取锚杆长度) γ---岩体容重,kN/m3(包括顶煤+直接顶)
L1---锚杆排距, m,
F1---锚杆锚固力, kN;70 F2---锚索极限承载力, kN;
θ---角锚杆与巷道顶板的夹角,75°; n---锚索排数,取1。
N≥K⨯
WP断
5、加强锚索数目的校核,应满足
式中N——锚索数目;
K
——安全系数;2
——锚索最低破断力,kN;
P断
W——被悬吊岩石的自重,kN; W=B⨯∑h⨯∑γ⨯D
其中:B——巷道掘进荒宽,m;
D
——锚索间排距,m;
∑h——悬吊岩石厚度,m;
∑γ——悬吊岩石平均容重,kN/m3。
四、锚索抗拉强度(1MPa=1 N/mm2)
五、煤、岩容重
六、预应力钢绞线技术指标(检测报告)
七、锚固剂主要参数(固化与搅拌时间)