锚杆(锚索)支护设计公式001

锚杆(锚索)支护设计公式001

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1、锚索支护设计一、锚索设计锚固力钢绞线直径为φ15.24mm时锚固力不小于200kN。二、锚索支护参数校核1、锚索通过悬吊作用,达到支护效果的条件,应满足:L≥L1+L2+L3式中:L——锚索总长度,m;L1——锚索外露长度(包括钢带、托板、锁具厚度),m;L2——有效长度(锚索取围岩松动圈冒落高度b),m;L3——锚入岩(煤)层内深度,m。其中L1=0.20mL2=b(锚索取围岩松动圈冒落高度)b=式中B——巷道掘宽(切眼掘宽4.6m)H——巷道掘高(3.6m)——顶板岩石普氏系数;(取2.5)`——两帮围岩的似内摩擦角,=。带入公式算的b=1.18mL2=1.18mL3=锚固剂体积/

2、锚索眼面积与锚索横截面之差(锚固剂型号;CK2335,使用数量:4根,锚索直径:15.24mm,锚索眼直径:28mm)带入公式得L3=2.6mL1+L2+L3=0.20m+1.18m+2.6m=3.98m2、锚索长度校核,应满足式中——锚索总长度,m;——锚索深入到较稳定岩层的锚固长度,m;其中:——安全系数;(取2)——锚索直径;(15.24mm)——锚索抗拉强度,N/㎜2;(1426.05)——锚索与锚固剂的粘合强度,N/㎜2;(10)带入公式得La≥1.1m——需要悬吊的不稳定岩层厚度,m;(2.2m,经实际打眼,我矿顶板2m以上为砂岩)——托板及锚具的厚度,m;——外露张拉长度

3、,m;(LC+Ld=0.20m)带入公式≥1.1m+2.2m+0.20m≥3.50m以上得出:我矿锚索长度为4.2m满足设计要求。3、校核锚索间、排距:应满足式中——锚索间、排距,m;——锚索设计锚固力,kN/根;k——安全系数,一般取2;(松散系数)L2——有效长度(取b);——岩体容重其中G取200kN/根K取2L2=1.18m(上式已算出)取25kN/m3算的a<5.82m经验公式:L/S≥2(L为锚索孔深,S为间排距)我矿切眼内锚索排距1m,间距为1.6m,我矿锚索参数很大程度上满足锚索间排距校核公式和经验公式。经上述计算及验算得出结论:我矿锚索选长4.2m,排距1m,间距1.

4、6m足以满足支护要求,且满足锚索大于4m的国家要求。附表1锚索抗拉强度(1MPa=1N/mm2)锚索直径(mm)抗拉强度(N/mm2)抗拉强度(MPa)φ15.241426.051860φ17.801427.311860φ21.601376.111770附表2煤岩容重岩性容重(kN/m3)砂岩21.58-26.59页岩22.56-25.70煤11.77-13.72附表3预应力钢绞线技术指标规格mm破断负荷kN屈服负荷kN伸长率%L0≥5001000h松弛率≤强度Mpaφ15.24264.6-269.4 ≥234.6 4-5.5 2.5 18604、悬吊理论校核锚索排距:L≤nF2/[B

5、Hγ-(2F1sinθ)/L1]式中L---锚索排距,m;B---巷道最大冒落宽度,m;H---巷道最大帽落高度,m;(最大取锚杆长度)γ---岩体容重,kN/m3(包括顶煤+直接顶)L1---锚杆排距,m,F1---锚杆锚固力,kN;70F2---锚索极限承载力,kN;θ---角锚杆与巷道顶板的夹角,75°;n---锚索排数,取1。5、加强锚索数目的校核,应满足式中——锚索数目;——安全系数;2——锚索最低破断力,kN;——被悬吊岩石的自重,kN;其中:——巷道掘进荒宽,m;——锚索间排距,m;∑——悬吊岩石厚度,m;∑——悬吊岩石平均容重,kN/m3。四、锚索抗拉强度(1MPa=1

6、N/mm2)锚索直径(mm)抗拉强度(N/mm2)抗拉强度(MPa)φ15.241426.051860φ17.801427.311860φ21.601376.111770五、煤、岩容重岩性容重(kN/m3)砂岩21.58-26.59页岩22.56-25.70煤11.77-13.72六、预应力钢绞线技术指标(检测报告)规格mm破断负荷kN屈服负荷kN伸长率%L0≥5001000h松弛率≤强度Mpaφ15.24264.6-269.4 ≥234.6 4-5.5 2.5 1860七、锚固剂主要参数(固化与搅拌时间)型号属性凝胶时间(s)等待时间(s)备注CK超快8-4010-60在22°±1°

7、C环境温度下测定抗压强度≥40MPaK快速41-9090-180Z中速91-180480

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