锚杆支护设计.pptx

第三节锚杆支护设计一、工程类比法锚杆支护参数锚杆喷射混凝土支护技术规范煤巷锚杆支护二、理论计算法（一）按悬吊理论确定支护参数①当直接顶需要悬吊而它们的范围易于划定时，L2应大于或等于它们的厚度。②当巷道围岩存在松动破碎带时，L2应大于巷道松动破碎区高度hi，hi可按下式确定：有效长度L2的确定方法：2）锚杆杆体直径煤柱宽度>3m的煤巷锚杆支护（悬吊作用）煤柱宽度>3m的煤巷锚杆支护（悬吊作用）Kσ，应力集中系数，Kσ=Ks·KaKs，与巷道断面形状有关的应力集中系数，按下页表选取。Ka，受临近工作面采空区的影响系数，有下式确定。2．巷道顶板破坏高度b的确定③对于顶板岩层为非均质的情况，应分层计算顶板破坏深度。先用式(2-3-4)计算顶板最下一层的b值，得b1。如果b1小于该岩层的厚度，则破坏范围只出现在该层，即b＝b1。如果b1值大于该岩层的厚度，说明破坏范围还要深入到上一岩层。这时，应把抛物线拱在两岩层层面处的宽度作新的(a十C)值，井代入到式(2-3-4)，计算第二个岩层的b值，得b2，然后再行判断。此过程反复进行，直到第n个岩层的bn值小于该岩层厚度，则顶板岩层的破坏深度b为3.顶板载荷集度Qr的确定4．巷帮载荷的确定5．顶板锚杆支护参数的设计①当顶板破坏高度，0.2＜b＜1.6m时e.锚杆支护形式的确定②当b＞1.6m时，采用带倾斜锚杆的支护系统c.顶板锚杆d.锚杆支护形式的确定6．巷帮锚杆支护参数的设计①当巷帮破坏宽度，0.3＜C＜1.5m时②当巷帮破坏宽度，C≥1.5m时②当巷帮破坏宽度，C≥1.5m时②当巷帮破坏宽度，C≥1.5m时②当巷帮破坏宽度，C≥1.5m时不要求锚杆伸入坚固岩层中。这样锚杆长度和间距之间必须满足某种关系，才能形成一定厚度的挤压加固拱，以支承地压，按照挤压加固拱理论，加固拱厚础与锚杆长度和间距之间的关系可按下式组合拱作用计算锚杆参数根据锚杆组合拱作用，巷道围岩内的锚杆将在破裂区内形成一个防止破裂区扩展到承压拱，可以承受破裂区上部岩石的径向荷载。组合拱作用计算锚杆参数Rabcewicz,当原岩水平应力分量与垂直应力分量之比小于1时，巷道可能的破坏形式是在两帮形成楔体剪切滑移。如果以圆形断面巷道中心为原点作极坐标系，坐标系的垂直轴为极轴，并将楔形滑体的滑动迹面线用极径的矢端轨迹)K表示，则当极角沿反时针旋转到剪切破坏角α时，极径矢端与巷道边界的交点A就是滑动迹线的一个起点，它的另一个起点A’可以按照对称性在巷道边界的另一侧找到，图49-6所示。对于半径ri的圆形巷道，两帮楔形滑体的滑移迹线方程式为；喷层与围岩剪切破坏原理1.喷射混凝土的最大支护力由图49-6的几何关系不难得到楔形滑体在巷道边界出露的宽度b：为了阻止楔形滑体的滑动，混凝土喷层应有足够抗剪强度Tc，如果假定它们在喷射混凝土喷层中是均匀分布的，考虑到滑体平衡条件，可以得到喷射混凝土最大支护力(承载力)：2.金属网的最大支护力3.锚杆的最大支护力4.岩石承压拱的最大支护力5.锚喷总支护力6.承压拱计算实例1）锚杆与岩石的最大支护力6.承压拱计算实例6.承压拱计算实例三、数值模拟分析法四、系统设计法（一）地质力学评估（一）地质力学评估（二）锚杆支护初始设计（三）初始选定方案的巷道稳定性系统校核（四）现场施工（五）现场监测（六）信息反馈与修改第五节锚杆支护设计实例一、小松动圈设计实例一、小松动圈设计实例喷射混凝土厚度计算喷射混凝土厚度计算一、小松动圈设计实例二、综放顺槽锚杆支护设计实例综放顺槽锚杆支护设计实例综放顺槽锚杆支护设计实例综放顺槽锚杆支护设计实例综放顺槽锚杆支护设计实例综放顺槽锚杆支护设计实例按悬吊作用时计算（不知松动圈深度时）三、大松动圈巷道支护三、大松动圈巷道支护（二）试验巷道支护参数设计（二）试验巷道支护参数设计锚杆沿巷道全断面封闭布置，以形成封闭组合拱，详见图6-5。喷层与钢筋网只起局部支护作用。喷射混凝土主要用于封闭围岩表层，防止围岩风化与潮解；钢筋网可提高喷层抗弯和抗大变形的能力。根据大松动圈较软围岩地压大、锚喷变形大、围岩应力调整期长的特点，锚喷网支护必须采用二次复喷支护的方法。二次复喷支护喷层总厚为120mm，共分三次喷射。为了钻凿顶部锚杆孔的施工安全，开巷后立即喷30mm混凝土，然后在初喷面上打锚杆孔、挂网，网距初喷面不大于30mm，安设好锚杆后再喷50mm混凝土完成第一次支护；然后根据监测变形情况确定复喷时间后再复喷40mm，达到设计的永久支护喷厚120mm。钢筋选用直径6.0mm圆钢，点焊成1625mm×1125mm的网片，网格为125mm×125mm。(3)支护能力估算：用拉麦公式计算组合拱的支护强度，与29U型钢可缩支护对比，相对安全系数为2.8。经验算组合拱支护能力大大超过29U型钢支架的支护能力。(4