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
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