阳煤集团新补进、回风大巷及联络横贯掘进作业规程
应满足L≥L1 +L2+L3
式中:L——锚杆总长mm;
L1 ——锚杆外露长(钢带+托板+螺母厚mm,顶锚杆取70mm,帮锚杆取140mm);
L2 ——有效长度(顶锚杆取免压拱高b,帮锚杆取煤帮破碎深度c); L3 ——锚入岩层内深度(顶锚杆取800mm,帮锚杆取800mm)。 普氏免压拱高:b=[B/2+Htan(45°-ω帮/2)]/f顶
c= Htan(45°-ω帮/2)
式中:B、H——巷道掘进跨度和高度, Bmax=5240mm,H=3520mm;联络横贯取Bmax=4200mm,H=3000mm;
f——顶板岩石普氏系数,f顶取2;
ω——两帮围岩的内摩擦角,ω= arctan(f顶)。 ω= arctan(f顶)=arctan2=63.43495° 新补进、回风大巷:
Bmax=[5240/2+30003tan(45°-63.43/2)]/2= 1725.36mm c= Htan(45°-ω帮/2)=35203tan(45°-63.43°/2)=830.72mm 联络横贯:
Bmax=[4200/2+30003tan(45°-63.43/2)]/2=1404.03mm c= Htan(45°-ω帮/2)=32003tan(45°-63.43/2)=755.2mm 根据上述公式计算得出:
新补进、回风大巷顶部支护为全锚支护,故不需计算校核顶锚杆; 新补进、回风大巷帮锚杆长L帮=140+830.72+800=1770.72mm; 联络横贯顶锚杆长L顶=70+1404.03+800=2274.03mm; 联络横贯帮锚杆长L帮=140+755.2+800=1695.2mm;
实际顶、帮锚杆长度均为2400mm,因此所选顶、帮锚杆的长度均能满足计算要求。
3)校核顶锚杆间、排距,应满足:
Ga?
kL2? - 9 -
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式中:a—锚杆间、排距,m;
G—锚杆设计锚固力,取70KN/根; k—安全系数,一般取2; L2—有效长度(顶锚杆取b);
?—岩体容重
a<(G/kγL2)1/2=[70/(231.404326.7)] 1/2=0.966m
新补进、回风大巷顶部支护为全锚支护,故不需计算校核顶锚杆,只需计算横贯顶锚杆间排距。
横贯实际施工时取a=800mm, b=800mm; 因此,顶锚杆间、排距参数能满足计算结果。
4)顶锚索通过悬吊作用,达到支护效果的条件,应满足:L≥L1+L2+L3 式中:L—锚索总长度;
L1—锚索外露长度(包括钢带、托板、螺母厚度),m; 计算:L1=4+10(8)+70+200=284(282)mm=0.284(0.282)m,取280mm
L2—有效长度(顶锚索取围岩松动圈冒落高度b,帮锚索取煤帮破碎深度c);
L3—锚入岩(煤)层内深度。 其中围岩松动圈冒落高度 b=[B/2+Htan(45°-ω帮/2)]/f顶 c= Htan(45°-ω帮/2)
式中:B、H——巷道掘进跨度和高度, Bmax=5240mm,H=3520mm;联络横贯取Bmax=4200mm,H=3000mm;
f——顶板岩石普氏系数,f顶取2; ω——两帮围岩的内摩擦角。 新补进、回风大巷:
Bmax=[5240/2+30003tan(45°-63.43/2)]/2= 1725.36mm c= Htan(45°-ω帮/2)=35203tan(45°-63.43°/2)=830.72mm 联络横贯:
Bmax=[4200/2+30003tan(45°-63.43/2)]/2=1404.03mm
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c= Htan(45°-ω帮/2)=32003tan(45°-63.43/2)=755.2mm 根据上述公式计算得出:
新补进、回风大巷顶锚索长L顶=280+1725.36+1200=3205.36mm; 新补进、回风大巷帮锚索长L帮=280+830.72+1200=2310.72mm; 联络横贯顶锚索长L顶=280+1404.03+1200=2884.03mm; 联络横贯帮部不打锚索,故不计算横贯帮锚索长度。
实际补进、回风大巷顶锚索长度8300mm(φ21.6),6300mm(φ17.8),帮锚索长度6200mm(φ17.8);横贯顶锚索长度8300mm(φ17.8),因此所选顶、帮锚索的长度均能满足计算要求。
5)校核锚索间、排距,应满足:
a?
G kL2?=[320÷(231.725326.7)]1/2=(320÷92.115)1/2=1.86m
式中:—锚索间、排距,m;
—锚索设计锚固力,取320KN/根; k—安全系数,一般取2;
L2—有效长度(顶锚索取b,帮锚索取c); —岩体容重,26.7KN/m3。 现场施工锚索间排距为0.8m,小于L护要求。
6)按“组合梁”悬吊理论校核锚索的间距:
根据地质钻孔柱状分析,直接顶为泥岩,无坚硬岩层,为防止巷道顶板岩层发生大面积整体垮落,用每排至少两根钢绞线,将锚杆加固的“组合梁”整体悬吊于坚硬岩层中,校核锚索间距,冒落方式按最严重的冒落高度大于锚杆长度(细锚索长度)的整体冒落考虑,在忽略岩体粘结力和内摩擦力的条件下,取垂直方向力的平衡,可用下式计算锚索间距。
L=n2F2/[B2H2γ-(2F12Sinθ)/L1] 式中:L——锚索间距,m;
锚索
的1.86m,因此满足巷道支
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B——巷道最大冒落宽度,取4.8m;
H——巷道冒落高度,按最严重冒落高度取2.4m; γ——岩体比重,26.7KN/m3; L1——锚杆排距0.8m; F1——锚杆锚固力70KN;
F2——锚索极限承载力,取320KN; θ——角锚杆与巷道顶板的夹角75°; n——锚索排数。 通过计算:
L =nf2/[BHr-(2F1sinθ)/L1]=73320/(5.236.3326.7)=2.56m L横贯 =nf2/[BHr-(2F1sinθ)/L1]=23320/[4.232.4326.7-(23703sin75°)/0.8]=6.4m
巷道实际所选锚索间距小于L。故选择的锚索参数都符合设计要求。
第四节 支护工艺
一、支护形式及材料规格 1、支护形式
新补进、回风巷顶部支护形式为7孔波纹钢带、金属网、锚索联合支护。锚索上铸钢波纹托板涨拉预紧,巷道顶部支护为全锚支护,钢带第三与第五个锚孔安装φ21.638300mm的锚索,其它锚孔安装φ17.836300mm锚索,钢带两端最外侧两根锚孔间距200mm,其它锚孔间距800mm,波纹钢带压金属网与岩面紧贴。帮部支护形式为金属网、槽钢、钢筋钢带、锚杆、锚索联合支护。锚索上2000mm的14#b型槽钢涨拉预紧,锚索距底板1800mm,间距1600mm。帮锚杆每排每帮各4根,间距800mm,排距800mm。(具体支护形式见附图3、附图4)。
联络横贯支护形式顶部为锚杆、6孔W钢带、金属网、锚索支护,锚索上加强托板安装预紧。两帮支护为锚杆、金属网、钢筋钢带支护,帮锚杆每排每帮各4根,间距800mm,排距800mm。(具体支护形式见附图5)
2、支护材料及规格(隔断区采用钢塑复合网)
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