P拉=Q固=1лd2δ
4拉
得d=
4Q固/(??拉)
式中: Q固—锚杆设计锚固力 Q固=60KN
δ拉
—锚杆设计抗拉强度 δ
螺纹
=2400Mpa
d=
4?60/(??240?103)=0.0178m
取d=20mm。
(3)顶锚杆间排距的确定
锚杆间距要保证其约束强度尽可能均匀分布,考虑围岩的完整性与作用角,锚杆间距应不大于锚杆长度一半。 锚杆间距a≤L/2=1.8/2=0.9m,取0.8m 每排锚杆(间距)根数2.8÷0.8=3.5 取4根 锚杆排距LO=nQ/(2Kγa1L) 式中: n —每排锚杆根数n=4
Q —锚杆设计锚固力 K —安全系数 取2
a1 —巷道掘进宽度之半 1.4M L —加固岩石长度 1.8-0.1=1.7m γ—顶板岩石容重 26.5KN/M
3
LO=(4×60)/(2×2×1.4×1.7×26.5)=0.95 取排距LO=1.0M。
最后确定顶锚杆排间距为1.0×0.8m。 3、帮锚杆参数的选择 (1)帮锚杆长度的确定 L帮= C+Z+LO
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式中:C—两帮煤体非有效承载区宽度取0.8M;
Z—帮锚杆伸入非有效承载区之外的额外锚固深度取0.5M; LO—帮锚杆外露长度取0.15M;
L帮=0.8+0.5+0.15=1.45M 取1.5M。 (2)帮锚杆间距的确定
锚杆间距D=NH/(LKPa)=30×2.4/(1.45×2×11.94)=2.08M 取1.20M 式中 N —设计锚杆锚固力≥30KN K —安全系数 取1.2
L —帮锚杆伸入煤壁的长度1.6-0.15=1.45M Pa—总侧压 Pa=11.94KN/m2 (3)帮锚杆布置方式的确定
根据以上计算得知总侧压作用点X=0.92m,在X=0.9m处布置一排帮锚杆。施工中片帮煤一般发生在中上部,因此在中上部多布置一排,其位置总在黄金分割点处(2.4-0.9)×0.618=0.9m,距顶板0.6 m,间距按0.9m。最后确定帮锚杆排间距为1.0×0.9m。
四、防范措施
1、本设计仅适用于本工作面,顶板、煤帮在均质状态下的情况,若出现裂隙,岩性突变等薄弱面时,必须加强支护,重新制定支护措施。
2、掘进巷道时,锚杆支护要紧跟掘进头及时安设,以防围岩松动破坏,在未安设锚杆前必须搞好工作面临时支护。
3、巷道超挖宽度应≤200㎜,当超过该范围时补打点锚杆。 4、锚杆支护巷道从掘进到回采期间,对顶帮失效锚杆要及时维护,
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不得使用支护锚杆起吊重物,且要加强对巷道顶底、两帮相对移近量进行观测,相对移近量过大时,必须及时加强支护。
5、当顶板岩性、分层厚度发生变化,锚杆支护不足以发挥作用,需改变支护形式时,要制定有针对性措施。
6、锚杆支护巷道每300根进行一组不小于3根锚杆拉力试验,特殊地带要加密拉力试验。同时要有顶板离层监测,有牌板显示。 7