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1、錨索、錨桿支護參數(shù)設計錨桿支護參數(shù)的確定一、錨桿長度L≥L1+L2+L3-------------------------①=0.1+1.5+0.3=1.9m式中:L——錨桿總長度,m;L1——錨桿外露長度(包括鋼帶+托板+螺母厚度),取0.1m;L2——錨桿有效長度或軟弱巖層厚度,m;L3——錨入巖(煤)層內深度(錨固長度),按經驗L3≥300mm。(一)錨桿外露長度L1L1=(0.1~0.15)m,[鋼帶+托板+螺母厚度+(0.02~0.03)](二)錨入巖(煤)層內深度(錨固長度)L31.經驗取值法《在錨桿噴
2、射混凝土支護技術規(guī)范》GBJ86-85“第三節(jié)錨桿支護設計”中、第3.3.3條第四款規(guī)定:第3.3.3條端頭錨固型錨桿的設計應遵守下列規(guī)定:一、桿體材料宜用20錳硅鋼筋或3號鋼鋼筋;二、桿體直徑按表3.3.3選用;三、樹脂錨固劑的固化時間不應大于10分鐘,快硬水泥的終凝時間不應大于12分鐘;四、樹脂錨桿錨頭的錨固長度宜為200~250毫米23錨索、錨桿支護參數(shù)設計,快硬水泥卷錨桿錨頭的錨固長度宜為300~400毫米;五、托板可用3號鋼,厚度不宜小于6毫米,尺寸不宜小于150×150毫米;六、錨頭的設計錨固力不應低于
3、50千牛頓;七、服務年限大于5年的工程,應在桿體與孔壁間注滿水泥砂漿。一般取300mm~400mm1.理論估算法《在錨桿噴射混凝土支護技術規(guī)范》GBJ86-85“第三節(jié)錨桿支護設計”中規(guī)定:第3.3.11條局部錨桿或錨索應錨入穩(wěn)定巖體。水泥砂漿錨桿或預應力錨索的水泥砂漿膠結式內錨頭錨入穩(wěn)定巖體的長度,應同時滿足下列公式:公式(3.3.11-1)、(3.3.11-2)見圖形所示。(3.3.11-1)(3.3.11-2)式中l(wèi)a——錨桿桿體或錨索體錨入穩(wěn)定巖體的長度(cm);d1——錨桿鋼筋直徑走私或錨索體直徑(cm)
4、;d2——錨桿孔直徑(cm);fst——錨桿鋼筋或錨索體的設計抗拉強度(N/cm2);fcs——23錨索、錨桿支護參數(shù)設計水泥砂漿與鋼筋或水泥砂漿與錨索的設計粘結強度(N/cm2);圓鋼為2.5MPa,螺紋鋼為5MPa。fcr——水泥砂漿與孔壁巖石的設計粘結強度(N/cm2);砂漿與石灰?guī)r粘結強度為2.5MPa,砂漿與粘土巖粘結強度為1.8MPa,K——安全系數(shù),取1.2。(一)錨桿有效長度或軟弱巖層厚度L21.根據(jù)“懸吊理論”確定L2L2=KH式中:K---安全系數(shù),一般取2;H---軟弱巖層厚度,m;2.根據(jù)“
5、普氏自然平衡供理論”確定L2l頂板錨桿有效長度L2頂當f≥3時,---------------②-1當f<3時,---------------②-2式中:K---安全系數(shù),一般取1.5~2;b或b1---(普氏免壓拱高)圍巖松動圈冒落高度,m;B---巷道開掘寬度,此處取B=5.3m;f---巷道頂板的巖石普氏堅固性系數(shù),(煤取2.5);H---巷道掘進高度,取3.3m;---頂板巖石普氏系數(shù);(煤取2.5);---兩幫圍巖的似內摩擦角,取反算;23錨索、錨桿支護參數(shù)設計=arctan(2.5)=68.2°l幫錨桿
6、有效長度L2幫的確定---------------②-3=0.64m或---------------②-4=1.27m式中:c---幫破碎深度(m);H---巷道掘進高度,取3.3m;---兩幫圍巖的內摩擦角,取40°;B---巷道開掘寬度,5.3m;f---巖石普氏系數(shù);(煤取2.5);將以上L1、L2、L3的值代入①式得:L頂≥L1+L2頂+L3L幫≥L1+L2幫+L32.根據(jù)“組合拱理論”計算L2組合拱理論設計錨桿的支護參數(shù),一般適用于圍巖破碎,巷道斷面為拱頂?shù)南锏愧?、兩幫煤體受擠壓深度C----------
7、-----①23錨索、錨桿支護參數(shù)設計=(2.8×24×100×1/(1000×2.5×1)×Cos1.5°-1)×3.3×tan(45°-68.2°/2)=2.05(m)式中:K——自然平衡拱角應力集中系數(shù),與巷道斷面形狀有關;矩形斷面,取2.8r---上覆巖層平均容重(KN/m3),取24KN/m3;H---巷道埋深(m),取100m;B---固定支撐力壓力系數(shù),按實體煤取1;fc---煤層普氏系數(shù),取2.5;Kc---煤體完整性系數(shù)(取0.9-1.0),取1;---煤層傾角,取3°;h---巷道掘進高度m,取
8、3.3m;---煤體內摩擦角,可按fc反算,取68.2°;=arctan(2.5)=68.2°Ⅱ、潛在冒落高度b--------------------②=(2.65+1.26)×cos3°/(0.45×3)=2.89(m)式中:a——頂板有效跨度之半(m),取2.65m;C——兩幫煤體受擠壓深度(m),由①式計算得1.05m;Ky——直接頂煤巖類型性系數(shù);