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锚杆、锚索支护参数设计
1、锚杆长度锚杆的长度L由锚杆外露长度L1、锚杆有效长度L2及锚杆锚固段长度L3三部分组成,锚杆外露长度L1与锚杆锚固段长度(L3)易于确定,关键是锚杆有效长度(L2)的确定。L2可按下述方法确定:(1)L1垫板厚度螺母厚度(002~003)m,一般取015m;(2)当巷道围岩存在松动破碎带时,L2应大于围岩松动破碎带h,h可由声测法或采用抛物形压力拱理论估算(f≥3);
H=B
2f
式中B巷道开挖宽度,m;f岩石坚固性系数,取3。
H=B5409
2f23
故此确定L2的长度≥09m;
L2应选择为不小于09m;(3)L3长度确定:
L3

d
2r
D2d2
lr

232302202
06

0635m
式中L3锚固长度,m;
dr锚固剂直径,23mm;
D钻孔直径,30mm;
d锚杆杆体直径,20mm;
Lr锚固剂长度,06m。
L3长度为0635m;
(4)锚杆长度L确定:
fLL1L2L30150906351685m。为了确保顶板安全选用锚杆长度为22m。
2、锚杆杆体直径
锚杆杆体直径根据杆体承载力和锚固力等强度原则确定,则σt
d3552Qσt
式中d锚杆杆体直径,mm;
Q锚固力,由拉拔实验确定,kN
σt杆体材料抗拉强度,MPa
d3552Q3552501372
σt
335
故此选择锚杆直径为d20mm。
3锚杆间、排距
锚杆间距(Sc)和排距(S1)根据每根锚杆悬吊的岩石重量确定,通过锚杆按等距排列,及aSCS1则
aQKγL2
式中a锚杆间距,m;
K锚杆安全系数,一般取K15~2;
Γ岩体容重,kNm
aQ
50107m
KγL222409
故此锚杆间排距确定为800×1000mm。
3、锚杆支护验证
(1)按照加固拱原理计算锚杆参数设计。
f锚杆长度计算公式为:L=N×11B÷10式中L锚杆长度:m;
N危岩稳定性影响系数,取12;B巷道宽度:54m;L=N×11B÷10=12×1154÷10=197通过以上设计计算及支护验算,使用φ20×2200mm的螺纹钢锚杆(左旋无纵肋)可以满足锚杆支护的要求。4、锚索长度计算
LLaLbLcLd式中L锚索的总长度,m;
La锚索深入到稳定岩层的锚固长度,取2m
Lb需要悬吊的不稳定岩层厚度,取18mLc上托盘及锚具的厚度,一般为01m;Ld需要外露的张拉长度,一般取02m。代入相关数值可得锚索最低长度L41m。5、锚索数目的确定
NKWP断式中N锚索数目;
K安全系数,一般取2;P断锚索的最低破断率,kN;W被悬吊岩层自重,kN
fWBΣhΣrD
式中B巷道掘进宽度,取54mΣh悬吊的岩层厚度,取18m;Σh悬吊的岩层的平均容量,24kN;
D锚索排距,r
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