特厚煤層中巷道支護(hù)材料選型計(jì)算

一、錨桿選型計(jì)算

根據(jù)煤質(zhì)硬度及圍巖情況選擇錨桿類型，現(xiàn)礦山一般使用螺紋鋼錨桿，螺紋鋼錨桿有左旋和右旋兩種，一種選用左旋，左旋錨桿可以有效防止錨桿螺帽脫落。

1、錨桿長(zhǎng)度的確定

頂錨桿通過(guò)懸吊作用，幫錨桿通過(guò)加固幫體作用，達(dá)到支護(hù)效果的條件，應(yīng)滿足：

L ≥ L1 + L2 + L3

式中  L -- 錨桿總長(zhǎng)度，m；

      L1 -- 錨桿外露長(zhǎng)度（頂錨桿取0.12m，幫錨桿取0.1m）；

      L2 -- 有效長(zhǎng)度（頂錨桿取免壓拱高b，幫錨桿取煤幫破碎深度c），m；

      L3 -- 錨入巖層內(nèi)深度（頂錨桿取0.8m，幫錨桿取0.6m），m。

普氏免壓拱高：

式中  B、H -- 巷道掘進(jìn)跨度和高度，B=5m，H=2.8 m；

      f頂 -- 頂板巖石普氏系數(shù)，f頂取2.5；

      ω幫-- 兩幫圍巖的內(nèi)摩擦角，ω幫取63.43°。

b = [ 5000/2 + 2800×tan(45°-63.43°/2)]/2.5

  =  1264mm

C = 3000 × tan(45°-63.43°/2) = 708mm

依據(jù)上述公式計(jì)算得出：頂錨桿長(zhǎng)度2184mm；幫錨桿長(zhǎng)度1408mm，因此，錨桿選擇長(zhǎng)2.4米。

2、錨桿間排距的確定

按錨桿所能懸吊的重量校核錨桿的排距：

式中——錨桿間、排距，m；      

    ——錨桿設(shè)計(jì)錨固力，85kN/根；

    k——安全系數(shù)，一般取2；（松散系數(shù)）

    L2——有效長(zhǎng)度（頂錨桿取b），取1264mm；

   ——煤巖體容重，取1.29t/m3即12.642KN/m3。

計(jì)算錨桿間、排距 a =1.6m

錨桿間、排距選800mm，可以滿足要求。

3、頂錨桿直徑

由公式d=L/110計(jì)算確定。

式中：d——錨桿直徑，mm

則：d=1650/110=19.8mm    

選取錨桿直徑d=20mm。

4、 錨桿角度

靠近巷幫的頂板錨桿安設(shè)角度與垂線成15°，其它錨桿垂直于巷道頂部安設(shè)。

二、錨索選型

1、錨索長(zhǎng)度的確定

長(zhǎng)度根據(jù)煤層厚度確定，以進(jìn)入穩(wěn)定的煤層頂板巖石1.5米為宜（最短不得小于0.9m），在施工過(guò)程中根據(jù)煤層的厚度隨時(shí)調(diào)整錨索長(zhǎng)度。

2、錨索間排距的確定

式中    L---錨索排距，m；

        B---巷道最大冒落寬度， 取5m；

        H---巷道最大帽落高度，取2.4米（最大取錨桿長(zhǎng)度）；

        γ---巖體容重，取26.7kN/m3（包括頂煤+直接頂）

        L1---錨桿排距,取0.8m,

        F1---錨桿錨固力, 取85kN；

        F2---錨索極限承載力, Ø17.8mm的錨索取355kN；

        θ---角錨桿與巷道頂板的夾角,75°；

        n---錨索排數(shù),取1。

通過(guò)公式計(jì)算，錨索間距為3.08米。由于頂煤有10米厚，考慮頂板壓力較大，故每排布置3根或2根錨索，間距為1.6米，排距2.4米，即錨索間排距為1600mm×2400mm，布置成3-2-3的形式。