K——安全系数,一般取K=2。 a=
802?2.0?19.992?1.0m
施工时a取900mm。 3、锚网选型计算:
考虑到岩块掉顶形成大小不等的尖桃状拱,使巷道周边不平整,顶板泥岩或砂质泥岩容易风化脱落,落块较小,根据两帮锚杆间排距900×900mm,有一定的锚网压接距,顶板锚网规格定为长38000mm,宽1000mm,两帮锚网规格定为长2400mm,宽1000mm,网孔40×40mm,使用直径3.5mm的冷拔铁丝制作加工。
通过以上计算,顶板选用直径20mm、长度2000mm的左旋无纵筋等强螺纹钢锚杆,锚杆间距900mm、排距900mm,两帮选用玻璃钢锚杆配合复合网,复合网规格:长2400mm、宽1000mm,锚杆打设后要及时全断面挂网。相邻两块网之间要压茬连接,前压后,压茬长度不小于100mm,每隔200mm用14#铁丝进行均匀连接,每张网互相压接处必须有锚杆穿过。当顶板正常时,综掘机掘进每2.0m为一个循环,每掘2.0m后,前移前探梁作为临时支护,然后在可靠临时支护下,进行永久支护施工,当顶板破碎时,缩小循环进度,应每掘进0.8m后进行永久,永久支护前,先用前探梁进行临时支护,锚网滞后工作面不大于0.7m,打锚杆时必须进行敲帮问顶,严禁空顶作业。当围岩稳定性较差时,加打锚索加强支护。
(三)临时支护
(1)掘进机施工过程中使用前探梁作临时支护。前探梁用三寸铁
11
管(两根)制作,长度为4000mm,U型卡子采用长300mm、宽250mm、厚10mm的钢板制作,钢板一面中间焊接φ20mm锚杆螺母,另一面用长400mm的φ20mm左旋无纵筋等强锚杆四根均匀焊接在钢板两端。每根前探梁使用3个U型卡子(使用前必须先验证卡子强度,卡子强度不小于20KN)。架设前探梁前必须由外向里进行敲帮问顶,不得站在未经支护的顶板下进行敲帮问顶工作,找掉帮顶活矸,伞岩等,确认无问题后方可作业。安装时,先将U型卡子拧在锚杆外露端,然后将管子穿入U型卡子里面,把U型卡子上的螺母上紧,并用背板或点帽将前探梁背紧。前探梁要互相平行,并且垂直迎头,前探梁弯曲埙坏时要及时更换。前移前探梁时,应先把一边前探梁卡子上的螺母逐个拧松,然后应由外向里逐个循环推移,推移到预定位臵时,再把卡子上的螺母逐个紧固,将锚网从前探梁上面穿过平铺,并用3块长2000mm、厚100mm、宽200mm的优质木板背紧,每块间隔600mm横向平铺在前探梁上,再用长500mm、宽200mm、厚200mm的木楔打紧、背牢,确保紧贴岩面不松动。每循环开机前临时支护距迎头不得超过700mm,临时支护最大控顶距不得超过2.7m。只有在临时支护打设可靠牢固后,施工人员方可进入迎头作业。打设锚杆时应由外向里站在顶板支护完好处施工,先打顶部正中锚杆,坚持打一根锚一根的原则,然后打顶部两边靠帮的锚杆,待锚固后,把前探梁上的背板取出,将前探梁向后边推移,在逐排打设顶部前探梁对应锚杆,进行锚固。严禁出现集中打眼,集中锚固、先打锚杆后挂网现象。
(四)锚索加强支护
12
掘进机施工过程中,遇顶板破碎时,锚索要及时跟进工作面加强支护,锚索间、排距为2000×5000mm,顶板压力大或顶板破碎时,减小锚索排距为3000mm。
1、确定锚索长度: 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; Lb——需要悬吊的不稳定岩层厚度,取1.15m; Lc——上托盘及锚具的厚度,取0.2m; Ld——需要外露的张拉长度,取0.1m。 按GBJ86—1985要求,锚索锚固长度La按下式确定: La≥K×
d1fa4fc
式中 K——安全系数,取K=2;
d1——锚索钢绞线直径,取15.24mm;
fa——钢绞线抗拉强度,N/mm2(1920Mpa,合1883.52N/mm2);
fc——锚索与锚固剂的粘合强度,取10N/mm2。 则
La≥2×
15.24?1883.524?10?1435.242mm?1.435m
取La=1.44m,则
L=1.44+1.15+0.2+0.1=2.9m
设计取锚索长度为4.0m。施工时结合顶板情况选择锚索长度,当顶板伪顶增厚不能保证安全时,及时增加锚索长度,锚索锚入砂岩老
13
顶的长度不得小于1.0m。
2、锚索倾角:锚索垂直巷道顶板安装布臵。 3、锚索数目的确定: N=K×
WP断
式中 N——锚索数目;
K——安全系数,一般取2;
P断——锚索的最低破断率,268.5kN; W——被吊岩石的自重,kN。 W=B×?h??r?D
式中 B——巷道掘进宽度,取最大宽度3.8m进行计算; ?h——悬吊岩石厚度,取1.15m; ?r——悬吊岩石平均容重,19.992kN/m3;
D——锚索间排距取不大于锚索长度的1/2,取2m。
则 W=3.8×1.15×19.992×2=174.7kN
N=2×
174.7268.5?1.30
通过以上计算:巷道安装锚索时, 2根即可满足设计要求。
第四节 支 护 工 艺
一、锚杆锚网支护
(一)支护材料
1、锚杆及锚固剂:顶板锚杆采用左旋无纵筋等强锚杆,直径为20mm,长度为2000mm,两帮采用玻璃钢树脂锚杆支护,直径为20mm,
14
长度为2000mm。每根锚杆均用2卷树脂锚固剂固定,锚固长度不少于700mm,锚杆外露长度为30~50mm,托盘为圆形(方形),直径为100mm,用10mm厚钢板压制成弧形。树脂锚固剂直径为23mm,每根长度为350mm,锚杆均使用配套标准螺母紧固,锚固剂型号为2335#,每根锚杆锚固力不小于80kN。
2、顶板锚网采用直径3.5mm的冷拔铁丝制作的经纬网,顶板网的规格为长×宽=3800mm×1000mm,网格为长×宽=40mm×40mm,两帮采用复合网,规格为:长×宽=2400mm×1000mm。施工时,网要压茬连接,前压后,搭接长度不小于100mm,相邻两块网之间要用14号铁丝连接,连接点要均匀布臵,间距200mm。 (二)永久支护的质量要求:
1、锚杆锚固力必须达到设计要求,锚固力不小于80KN,力矩不小于120N〃M。拧紧锚杆螺帽时必须使用专用风动力矩扳手。
2、锚杆锚入方向应垂直顶板,角度不小于75°。
3、锚杆、托盘的规格、型号、材质强度符合设计要求,托盘要紧贴岩面,锚杆外露长度30-50mm,托盘不得反向安装。
4、每眼装树脂药卷2卷。 5、锚杆间排距误差范围±100mm。 6、不合格及失效锚杆,必须及时补打。 7、锚网施工质量要求: (1)锚网必须铺平紧贴岩面。
(2)网与网之间的搭接间距不小于100不大于200mm。
15