《锚杆支护设计》ppt课件2

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1、第六章巷道锚杆支护第一节简介第二节锚杆支护原理第三节锚杆支护类型第四节锚杆支护设计第三节锚杆支护设计一、工程类比法二、理论计算法三、数值模拟法四、锚杆支护设计系统五、锚杆支护设计实例一、工程类比法由于锚喷支护作用机理研究尚不完善，锚喷支护设计理论也不成熟。因此，锚喷设计中通常采用工程类比法。我国多数锚杆支护设计规范都明确规定，锚杆支护设计应以工程类比法为主，在必要时量测法及解析法为辅。工程类比法是建立在已有工程支护设计的成功经验基础之上，在围岩条件、施工条件等各种影响因素基本一致的情况下，根据工程师的经验和判

2、断能力，选定待建工程锚杆支护类型及参数。锚杆支护参数1.锚固力2.锚杆长度和直径3.锚杆间距和排距3.锚杆的间排距锚杆的间排距要根据顶板条件决定。一般间排距取0.6m、0.7m、0.8m、1.0m。顶板条件良好，少数情况下可采用1.1m和1.2m。按照选定的排距锚杆布置可采用正方形、长方形、五花形等型式，巷帮锚杆可参照顶板锚杆，适当放宽间、排距。锚杆喷射混凝土支护技术规范围岩类别松动圈支护方法备注小I稳定<40喷砼围岩整体性好中II较稳定~100锚，喷（悬吊）III一般~150锚，喷（悬吊）刚性支护局部破坏大

3、IV一般不稳定~200锚，喷，网（组合拱）刚性支护大面积破坏V不稳定~300锚，喷，网（组合拱）围岩变形有稳定期VI极不稳定>300二次支护无稳定期围岩松动圈分类表煤巷锚杆支护二、理论计算法（一）按悬吊作用计算（二）按挤压加固拱理论计算（三）组合梁理论计算（一）按悬吊理论确定支护参数1）锚杆长度锚杆长度的计算公式L1—锚杆外露长度，一般L1=0.1~0.15。端头锚固型锚杆，L1=垫板厚度+螺母厚度+（0.03-0.05）；全长锚固锚杆，还要加穹形球体厚度。L2—锚杆有效长度。L3—锚杆锚固段长度，一般端锚L

4、3=0.3～0.4m，由拉拔实验确定；当围岩松软时还要加大。对于全长锚固锚杆，锚杆的有效长度则为L2+L3。①当直接顶需要悬吊而它们的范围易于划定时，L2应大于或等于它们的厚度。②当巷道围岩存在松动破碎带时，L2应大于巷道松动破碎区高度hi，hi可按下式确定：有效长度L2的确定方法：式中，RMR为CSIR地质力学分级岩体总评分；B为巷道跨度。有效长度L2的确定方法：③一般还可按L2=KH进行计算，H为软弱岩层厚度（或冒落拱厚度），m；K为考虑软弱岩层变化的安全系数，一般取1.5～2。软弱岩层H的确定是根据地质

5、资料，实测或经验估计，冒落拱高度是按下式估算，即2）锚杆杆体直径式中，d为锚杆杆体直径，㎜；Q为锚固力，由拉拔实验确定，KN；σt为杆体材料抗拉强度，MPa。锚杆杆体直径根据杆体承载力与锚固力等强度原则确定，即3）锚杆间、排距锚杆的间距，排距计算，通常间、排距相等，取为a，并根据锚杆的锚固力应等于或大于被悬吊岩石的重量的原则确定，即：式中，γ—岩石重度，KN/m3;K—锚杆安全系数，1.5～24）适用悬吊作用使用层状岩、平顶巷道的锚杆支护。煤柱宽度>3m的煤巷锚杆支护（悬吊作用）煤柱宽度>3m的煤巷锚杆支护

6、（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·KaKs，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。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；h—采高，m；hi—直接顶厚度，m；σcc——被巷道切割的煤层单向抗压强度，MPa；γ—巷道上覆岩层的平均容重，kN／m3；H—巷道

7、理深，m；α——煤层倾角，°；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）μ—煤层波松比，用实测值，在无实测值情况下，按下页表确定；φ—煤层内摩擦角(°)，可由下式确定：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，Ky—顶板岩石完整性系数，可由下式确定。②对于拱形巷道，b值由下式确定式中h0—巷道高度，m。③对于顶板岩层为非均质的情况，应分层计算顶板破

8、坏深度。先用式(2-3-4)计算顶板最下一层的b值，得b1。如果b1小于该岩层的厚度，则破坏范围只出现在该层，即b＝b1。如果b1值大于该岩层的厚度，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十C)值，井代入到式(2-3-4)，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，则顶板岩层的破坏深度b为ti—岩层厚度