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特厚煤層中巷道支護(hù)材料選型計(jì)算

作者:煤礦安全網(wǎng) 2014-07-06 11:19 來源:煤礦安全網(wǎng)

一、錨桿選型計(jì)算

根據(jù)煤質(zhì)硬度及圍巖情況選擇錨桿類型,現(xiàn)礦山一般使用螺紋鋼錨桿,螺紋鋼錨桿有左旋和右旋兩種,一種選用左旋,左旋錨桿可以有效防止錨桿螺帽脫落。

1、錨桿長度的確定

頂錨桿通過懸吊作用,幫錨桿通過加固幫體作用,達(dá)到支護(hù)效果的條件,應(yīng)滿足:

L ≥ L1 + L2 + L3

式中  L -- 錨桿總長度,m;

      L1 -- 錨桿外露長度(頂錨桿取0.12m,幫錨桿取0.1m);

      L2 -- 有效長度(頂錨桿取免壓拱高b,幫錨桿取煤幫破碎深度c),m;

      L3 -- 錨入巖層內(nèi)深度(頂錨桿取0.8m,幫錨桿取0.6m),m。

普氏免壓拱高:

 

式中  B、H -- 巷道掘進(jìn)跨度和高度,B=5m,H=2.8 m;

      f -- 頂板巖石普氏系數(shù),f頂取2.5;

      ω-- 兩幫圍巖的內(nèi)摩擦角,ω幫取63.43°。

b = [ 5000/2 + 2800×tan(45°-63.43°/2)]/2.5

  =  1264mm

C = 3000 × tan(45°-63.43°/2) = 708mm

依據(jù)上述公式計(jì)算得出:頂錨桿長度2184mm;幫錨桿長度1408mm,因此,錨桿選擇長2.4米。

2、錨桿間排距的確定

按錨桿所能懸吊的重量校核錨桿的排距:

式中——錨桿間、排距,m;      

    ——錨桿設(shè)計(jì)錨固力,85kN/根;

    k——安全系數(shù),一般取2;(松散系數(shù))

    L2——有效長度(頂錨桿取b),取1264mm

   ——巖體容重,取1.29t/m3即12.642KN/m3。

計(jì)算錨桿間、排距 a =1.6m

錨桿間、排距選800mm,可以滿足要求。

3、頂錨桿直徑

由公式d=L/110計(jì)算確定。

式中:d——錨桿直徑,mm

則:d=1650/110=19.8mm    

選取錨桿直徑d=20mm。

4、 錨桿角度

靠近巷幫的頂板錨桿安設(shè)角度與垂線成15°,其它錨桿垂直于巷道頂部安設(shè)。

二、錨索選型

1、錨索長度的確定

長度根據(jù)煤層厚度確定,以進(jìn)入穩(wěn)定的煤層頂板巖石1.5米為宜(最短不得小于0.9m),在施工過程中根據(jù)煤層的厚度隨時(shí)調(diào)整錨索長度。

2、錨索間排距的確定

     

式中    L---錨索排距,m;

        B---巷道最大冒落寬度, 取5m;

        H---巷道最大帽落高度,取2.4米(最大取錨桿長度);

        γ---巖體容重,取26.7kN/m3(包括頂煤+直接頂)

        L1---錨桿排距,取0.8m,

        F1---錨桿錨固力, 取85kN;

        F2---錨索極限承載力, Ø17.8mm的錨索取355kN;

        θ---角錨桿與巷道頂板的夾角,75°;

        n---錨索排數(shù),取1。

通過公式計(jì)算,錨索間距為3.08由于頂煤有10米厚,考慮頂板壓力較大,故每排布置3根或2根錨索,間距為1.6米,排距2.4米,即錨索間排距為1600mm×2400mm,布置成3-2-3的形式。

 

 

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