最新同煤集團巷道支護理論計算設計方法初稿(編輯修改稿)
2025-07-20 08:58 本頁面
【文章內容簡介】 與錨桿間排距有以下近似關系：式中 —加固拱厚度，～； —錨桿的控制角，煤體的硬度越大，控制角也越大，一般取30～45176。； —錨桿的間距，與排距近似相等，～1m；錨桿的直徑選擇直徑的錨桿。錨桿的錨固力錨桿的錨固力應該不小于桿體屈服載荷。式中 —錨桿錨固力，KN；—錨桿直徑，m； —錨桿桿體的屈服強度，MPa。錨索的長度式中 —錨索長度，m； —錨索外露頂板長度，m； —錨索的有效長度，不小于頂板煤層的厚度，m； —錨索的錨固長度，～2m；錨索的間排距錨索的間距應根據錨桿的間距確定，每2～3根錨桿應布置1根錨索。錨索的排距按下式計算：式中 、—錨索間距、排距，m； —錨索承載力，查材料強度檢驗報告可得，KN； —安全系數，一般取2～5；—頂板煤層厚度，m；—頂板煤層的平均重力密度，KN/m3；錨索的錨固力錨索的錨固力應不小于錨索的承載力，即：式中：—錨索錨固力，KN；—錨索承載力，KN。第五部分 特厚放頂煤巷道支護設計特厚放頂煤巷道（煤層厚度大于10米）沿煤層底板掘進，頂煤厚度一般大于6米，這類巷道應采用錨桿、錨索聯合支護方式，應采用加固拱理論和自然平衡拱理論進行設計。加固拱理論強調錨桿的群體作用，該理論認為：頂板安裝錨桿后，在錨桿的有效長度范圍形成了錐形體壓縮區(qū)，只要錨桿間距足夠小，各個錨桿形成的錐形體壓縮區(qū)彼此重疊聯結，便在圍巖中形成了一個厚度為m的均勻連續(xù)壓縮帶，它不僅能保持自身的穩(wěn)定，而且能承受地壓，阻止上部圍巖的松動和變形。錨索對組合梁起減跨作用，對自然平衡拱下部的煤層起懸吊作用，把巷道頂板自然平衡拱下部易冒落的煤層懸吊在上部穩(wěn)定的煤層中。加固拱理論、自然平衡拱理論力學模型如圖5。圖5 加固拱理論、自然平衡拱理論力學模型。錨桿長度及間排距 式中 —錨桿長度，m； —錨桿外露頂板長度，m； —錨桿的有效長度，m； —錨桿的錨固長度，～1m，～； 加固拱厚度、錨桿長度與錨桿間排距有以下近似關系：式中 —加固拱厚度，～； —錨桿的控制角，煤體的硬度越大，控制角也越大，一般取30～45176。； —錨桿的間距，與排距近似相等，～1m；錨桿的直徑選擇直徑的錨桿。錨桿的錨固力錨桿的錨固力應該不小于桿體屈服載荷。式中 —錨桿錨固力，KN；—錨桿直徑，m； —錨桿桿體的屈服強度，MPa。冒落拱高式中：—自然平衡拱高度，m；—巷道掘進寬度，m；—巷道掘進高度，m；—兩幫煤的內摩擦角，查采礦工程設計手冊表1—4—37和表1—4—40。 錨索長度式中 —錨索長度，m； —錨索外露頂板長度，m； —錨索的有效長度，不小于自然平衡拱的高度，m； —錨索的錨固長度，～2m；錨索的間排距錨索的間距應根據錨桿的間距確定，每2～3根錨桿應布置1根錨索。錨索的排距按下式計算：式中 —錨索的排距，m； —錨索承載力，查材料強度檢驗報告可得，KN； —安全系數，一般取2～5； —自然平衡拱高度，m；—冒落拱煤層平均重力密度，KN/m3；錨索的錨固力錨索的錨固力應不小于錨索的承載力，即：式中：—錨索錨固力，KN；—錨索承載力，KN。第六部分 極近距離煤層巷道支護設計層間距小于4米的巷道應采用錨桿、11工字鋼棚聯合支護方式，應采用組合梁理論和簡支梁理論進行支護設計。錨桿的作用是將層狀巖層組合起來形成組合梁結構，11工字鋼梁起簡支梁作用，對巖層起支撐作用。組合梁理論、簡支梁理論力學模型如圖6。圖6 組合梁理論、簡支梁理論力學模型錨桿長度式中 —錨桿長度，m； —錨桿外露頂板長度，m； —錨桿的有效長度，m； —錨桿的錨固長度，～1m，～； 還必須滿足小于巖層的厚度。式中 —安全系數，一般取3～5；—組合梁巖層平均重力密度，KN/m3； —組合梁最下一層巖石的抗拉強度MPa；錨桿間排距及桿體直徑假設錨桿的間距與排距相等，即：式中 、—錨桿的間距、排距；—錨桿桿體直徑，選擇直徑的錨桿，mm； —錨桿桿體材料的抗剪強度，查材料的強度檢驗報告可得，MPa；—安全系數，一般取3～6，MPa；—組合梁巖層平均重力密度，KN/m3；—巷道寬度，m。錨桿的錨固力錨桿的錨固力應該不小于桿體屈服載荷。式中 —錨桿錨固力，KN；—錨桿直徑，m； —錨桿桿體的屈服強度，MPa。11工字鋼的棚距工作鋼梁最大彎矩按下式計算：式中：—工字鋼梁上的最大彎矩，kNm；—均布載荷, kN/m；—巷道上部盡寬，m。式中：—組合梁巖層平均重力密度，KN/m3；—11工字鋼棚距， m。所以有：工字鋼彎矩如圖7。圖7 工字鋼彎矩工字鋼的最大彎曲拉應力應按下式計算：式中：—最大拉應力，KN/m2；—工字鋼的抗彎截面模量，cm2。鋼梁穩(wěn)定應滿足條件：式中：—工字鋼梁剛才的屈服強度，查強度檢驗報告可得，KN/m2；—安全系數，一般取3～5。所以有可求得11工字鋼的棚距為：
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