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           煤礦井下支護(hù)計(jì)算方法
          
          
                                                        
          
								
						     				                                                         
          1、按懸吊理論
          (1)錨桿長(zhǎng)度L，
          L=L1+L2+L3
                        =50+1000+300=1350mm    
          式中：L1——錨桿外露長(zhǎng)度
          L2——軟弱巖層厚度，可根據(jù)柱狀圖確定 mm
          L3——錨桿伸入穩(wěn)定巖層深度   一般不小于300mm
          (2)錨固力N：可按錨桿桿體的屈服載荷計(jì)算
          N=π/4(d2σ屈)
          =  0.25×3.14×（0.02）2×335×106=105KN
          式中：σ屈——桿體材料的屈服極限Mpa
          d——桿體直徑
          (3)錨桿間排距
          錨桿間距D≤1/2L
          D≤0.5×2200=1100mm
          錨桿排距L0=Nn/2kra L2
          =105×103×13/2×3×24×103×2.1×1=4.51m
          式中：n——每排錨桿根數(shù)
          N——設(shè)計(jì)錨固力，KN/根
          K——安全系數(shù)，取2-3
          r ——上覆巖層平均容重，取24KN/ m3
          a——1/2巷道掘進(jìn)寬度 m

          2、按自然平衡拱理論計(jì)算
          Ⅰ、兩幫煤體受擠壓深度C
          C=(（KrHB/1000fcKc）Cos(a/2)-1)h×tg(45-ψ/2)
          =（（2.5×24×510×1/1000×2×1.0）Cos（23°/2）-1）×2.65×tg（45°-63°/2）=8.9m
          式中：K——自然平衡拱角應(yīng)力集中系數(shù)，與巷道斷面形狀有關(guān)；矩形斷面，取2.8
          r ——上覆巖層平均容重，取24KN/ m3
          H——巷道埋深m
          B——固定支撐力壓力系數(shù)，按實(shí)體煤取1
          fc——煤層普氏系數(shù)，
          Kc——煤體完整性系數(shù)，0.9-1.0
          a——煤層傾角
          h——巷道掘進(jìn)高度m
          ψ——煤體內(nèi)摩擦角，可按fc反算
          Ⅱ、潛在冒落高度b
          b=(a+c)Cosa/Kyfr
           =（2.1+8.9）×0.92/0.45×4=5.62m
          式中：a——頂板有效跨度之半 m
          Ky——直接頂煤巖類型性系數(shù)。當(dāng)巖石f=3-4時(shí)，取0.45 ;f=4-6 時(shí)，取0.6; f=6-9時(shí)，取0.75。
          Fr——直接頂普氏系數(shù)
          Ⅲ、兩煤幫側(cè)壓值Qs
          Qs=KnCr煤[h×sina+b×cos(a/2)×tg(45-a/2)
            =2.5×2×8.9×1.48[2.65×0.39+5.62×0.98×0.24=155kN/m
          式中：n——采動(dòng)影響系數(shù)，取2-5
          r煤——煤體容重，KN/m3
          (1)頂錨桿長(zhǎng)度L
          L=L1+b+L2
          =0.05+5.62+0.35=6.02
          式中：L1——錨桿外露長(zhǎng)度 m
          L2——錨固端長(zhǎng)度 m
          b——潛在冒落拱高度 m
          錨桿間距D≤1/2L
          錨桿排距LO=Nn/2K·rab
                     =105×12/2×2×24×2.1×5.62=
          式中：n——頂板每排錨桿根數(shù)
          N——每根錨桿錨固力，KN
          K——安全系數(shù)，取2-3
          r ——上覆巖層平均容重，取24KN/ m3
          a——1/2巷道掘進(jìn)跨度，m

          (2)煤幫錨桿
          錨桿長(zhǎng)度：L=L1+C+L2
                               =0.05+8.9+0.35=9.3
          錨桿間距：D=Nh/L0KQs
                     =105×2.65/×2×155=
          式中：N——設(shè)計(jì)錨桿錨固力，MPa
          K——安全系數(shù)，取2-3
          L0——煤幫錨桿排距，同頂板排距
          Qs——兩幫側(cè)壓值，KN
          3、按組合梁原理計(jì)算
          (1) 錨桿長(zhǎng)度L
          L=L1+L2+L3
          式中：L1——錨桿外露長(zhǎng)度 m
          L3——錨固端長(zhǎng)度  m
          L2——組合梁自撐厚度  m
          L2=0.612B[K1P/ψσ1σx]/2
           =0.612×4.2(2×/)
          K1——與施工方法有關(guān)的安全系數(shù)。掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)2-3；爆破法掘進(jìn)3-5；巷道受動(dòng)壓影響5-6
          P——組合梁自重均布載荷 MPa
          ψ——與組合梁層數(shù)有關(guān)的系數(shù)
          組合層數(shù)：1    2      3      ≥4
          ψ  值：1.0  0.75    0.7    0.65
          B——巷道跨度 m
          σ1——最上一層巖層抗拉計(jì)算強(qiáng)度，可取試驗(yàn)強(qiáng)度的0.3-0.4倍  MPa
          σx——原巖水平應(yīng)力，σx=λrz MPa=0.4×24×510=0.00489MPa，
          λ—側(cè)壓力系數(shù)，一般為0.25-0.4,
          Z—巷道埋深  m
          (2)錨桿間距
          以上所選錨桿長(zhǎng)度，還需驗(yàn)算組合梁各層間不發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，并保證最下面一層巖層的穩(wěn)定性
          D≥1.63m1(σ1/KP)/2
             =1.63×(/8×)/2=
          式中：m1——最下面一層巖層的厚度  m
          K——安全系數(shù)，取8-10
          P——本層自重均布荷載 P=r1m1=24×,MPa  ；
          r1——最下面一層巖層的容重，KN/m3
           
          錨索支護(hù)參數(shù)的確定：
          1、 錨固長(zhǎng)度La
          La≥fst/πfcs d1
          =（1870/3.14×10）×17.8=1060mm
          設(shè)計(jì)錨固長(zhǎng)度1.4m＞1.06m
                   式中：d1—錨索鋼絞線之徑，mm
          fst—鋼絞線抗拉強(qiáng)度，Mpa
          fcs—錨索與錨固劑的設(shè)計(jì)粘接強(qiáng)度，按10MPa計(jì)算
          2、 錨索間排距
                   L/S≥2
                S≤L/2=6600/2=3300mm
              設(shè)計(jì)間排距1.8m＜3.3m
          式中：L—錨索孔深度
          S—錨索間距
          3、 錨索錨固力P
          P1≥P≥P1/K或P2/K
          P≥400/2=200KN
          設(shè)計(jì)錨固力200KN
                    式中：P—設(shè)計(jì)錨索錨固力  KN
          P1—錨固段錨固劑與孔壁的粘結(jié)力  KN
          P2—錨固段錨固劑與鋼絞線的粘結(jié)力  KN
          K—安全系數(shù)，取2
          切眼錨桿支護(hù)參數(shù)的確定：
          1、頂錨桿
          按加固拱原理確定錨桿參數(shù)：
           錨桿長(zhǎng)度：L=N×（1.1+B/10）=1.1×(1.1+4.2/10)=1.67m    (N取1.1)
           錨桿直徑:D=L/110=1.67/1.10=15.2mm
           錨桿間排距:a<0.5L=0.5×1670=835mm
          根據(jù)以上計(jì)算，為提高安全度和支護(hù)效果，選取φ20×2200mm左旋無(wú)縱筋錨桿，錨桿間排距900×900 mm,每眼使用Z2335藥卷3卷。
          2、幫錨桿
          兩邦錨桿選用Φ20mm,L=2200mm 左旋無(wú)縱筋錨桿，間排距750×700,每眼使用Z2335藥卷3卷（最末一排距底板不超過(guò)300 mm）。
          三、護(hù)網(wǎng)
          護(hù)網(wǎng)選取直徑4 mm，網(wǎng)格40×40 mm的經(jīng)緯網(wǎng)。
          四、錨索
          因機(jī)、風(fēng)巷及切眼埋深大，跨度也較大，為確保安全和支護(hù)效果，施工時(shí)在頂板打錨索加強(qiáng)支護(hù)。機(jī)巷頂錨索規(guī)格：17.8 mm×7000 mm，間距1.5 m，排距1.5 m,每眼使用Z2335藥卷4卷。
           
           
          錨桿支護(hù)參數(shù)的確定：
          一、按加固拱原理確定錨桿參數(shù)：
          1、頂錨桿
          (1)錨桿長(zhǎng)度：Ｌ= N（1.1+B/10）=1.0×(1.1+4.2/10)=1.52m；根據(jù) 我礦支護(hù)經(jīng)驗(yàn)，錨桿長(zhǎng)度?。?2.2m。
          式中：L—錨桿長(zhǎng)度；
          N—圍巖穩(wěn)定影響系數(shù)，取1.0m；
          B—巷道跨度。
          (2)錨桿直徑：Ｄ=L/110=2.2/110=0.02m，取D=20mm。
          (3)錨桿間距：d≤0.5L=0.5×2.2=1.1m，取間排距為900×900mm。
          (4)錨桿型號(hào)：選用φ20×2200mm的左旋無(wú)縱筋錨桿，其錨固力≥100KN/根；配用W鋼帶及φ4mm的鋼網(wǎng)聯(lián)合支護(hù)頂板。
          2、巷幫錨桿：巷幫支護(hù)錨桿選用φ20×2200mm的左旋無(wú)縱筋錨桿，并配合φ14mm的鋼筋梯形梁和φ4mm的鋼網(wǎng)聯(lián)合支護(hù)。
           
          二、按懸吊理論確定錨桿參數(shù)：
          1、錨桿長(zhǎng)度L，
          L=L1+L2+L3
                        =50+1200+300=1550mm   
          設(shè)計(jì)錨桿長(zhǎng)度L=2200mm
          式中：L1——錨桿外露長(zhǎng)度
          L2——軟弱巖層厚度，可根據(jù)柱狀圖確定 mm
          L3——錨桿伸入穩(wěn)定巖層深度   一般不小于300mm
          2、錨固力N：可按錨桿桿體的屈服載荷計(jì)算
          N=π/4(d2σ屈)
          =  0.25×3.14×（0.02）2×335×106=105KN
          式中：σ屈——桿體材料的屈服極限Mpa
          d——桿體直徑
          3、錨桿間排距
          錨桿間距D≤1/2L
          D≤0.5×2200=1100mm
          錨桿排距L0=Nn/2kra L2
          =105×103×13/2×3×24×103×2.1×1.2=3.76m
          設(shè)計(jì)錨桿間排距為900×900mm
          式中：n——每排錨桿根數(shù)
          N——設(shè)計(jì)錨固力，KN/根
          K——安全系數(shù)，取2-3
          r ——上覆巖層平均容重，取24KN/ m3
          a——1/2巷道掘進(jìn)寬度 m
           
          錨索支護(hù)參數(shù)的確定：
          1、錨固長(zhǎng)度La
          La≥fst/πfcs d1
          =（1870/3.14×10）×17.8=1060mm
          設(shè)計(jì)錨固長(zhǎng)度1.4m＞1.06m
          式中：d1—錨索鋼絞線直徑，mm
          fst—鋼絞線抗拉強(qiáng)度，Mpa
          fcs—錨索與錨固劑的設(shè)計(jì)粘接強(qiáng)度，按10MPa計(jì)算
          2、錨索間排距
          L/S≥2
          S≤L/2=6600/2=3300mm
          設(shè)計(jì)排距1.8m＜3.3m
          設(shè)計(jì)間距1.6m＜3.3m
          式中：L—錨索孔深度
          S—錨索間距
          3、錨索錨固力P
          P1≥P≥P1/K或P2/K
          P≥400/2=200KN
          設(shè)計(jì)錨固力200KN
          式中：P—設(shè)計(jì)錨索錨固力，KN
          P1—錨固段錨固劑與孔壁的粘結(jié)力，KN
          P2—錨固段錨固劑與鋼絞線的粘結(jié)力，KN
          K—安全系數(shù)，取2