上组煤钢带网强度验算Word文档格式.docx

1、（二）两帮锚杆支护参数计算 巷道两帮潜在松塌区宽度M 式中：h巷道掘进高度，取2.2m 煤层内摩擦角，取25计算得M=0.8m锚杆长度L=M+L1+L2L1帮锚杆伸出潜在松塌区的额定锚固长度，取0.4m L2帮锚杆外露长度，取0.15mL=1.35m 可取锚杆长度为1.5m。2、锚杆直径D=13.6mm取锚杆直径为18mm。Q锚杆锚固力，设计为0.05MN； K安全系数，一般取1.52，取值为2。 支护煤岩体的容重，由于巷道两帮为半煤岩巷道，从安全角度考虑，取值为0.025MN/m3。a=1.1m，即锚杆的间排距应小于1.1m。 可取锚杆的排距为1m，间距为0.9m。（三）锚索补强支护参数计算

2、1、锚索长度 L=k（L1+L2+L3）L1锚索外露长度，取0.3m L2潜在的不稳定岩层高度，取1.5m L3锚索锚固长度，取1.5m K安全系数，取值1.5。L=4.95m。取锚索长度为5.5m2、锚索直径因为钻孔直径为28mm，考虑“三径”匹配，索体直径与钻孔直径的差值控制在410mm之间有利于树脂药卷锚固效果的发挥，所以选择直径为17.8mm的锚索。3、间排距、单根锚索所悬吊的潜在不稳定岩层的重力应小于锚索的拉断载荷。直径为17.8mm的锚索破断载荷为443kN。则单根锚索所悬吊的潜在不稳定岩层的重力应443kN。设单根锚索所悬吊顶板的面积为S则单根锚索所悬吊的潜在不稳定岩层的重力F=

3、F岩层=10岩层h S =102.51.5S=37.5S443 kN 所以S 11.8m2 则单根锚索所支护的顶板面积应小于11.8m2。当锚索支护排距为3m，单根锚索支护顶板面积为11.4 m 2 11.8 m2，符合。故顶板锚索支护排距为3m，采用单锚索布置。方法二采用自然平衡拱理论作为锚杆支护设计方法和依据。（一）巷道围岩破坏指数计算C煤帮松塌破坏深度 m； K巷道周边挤压应力集中系数一般取3.0；1顶板岩层平均容重25KN/m3；查表得 H巷道埋深，取350 m；B固定（残余）压力影响系数，一般取1-1.2，取1.2；F1煤体单向抗压强度14-20MPa，取20MPa；KC煤体完整性系

4、数1.0；煤层倾角（）,取4；h巷道掘进高度，取2.2m；煤体内摩擦角16-40，取25。计算可得：C=0.8m。（二）顶板潜在的冒落拱高度b顶板潜在的冒落拱高度m； C巷道两帮松塌破坏深度，取0.8 m； a巷道顶板有效跨度之半，取1.9m； Ky直接顶煤岩类型系数，取0.6； Fz直接顶普氏坚固性系数 ，取5。b=0.9m。（三）顶板锚杆长度计算L垂直锚杆长度m；L1锚杆外露长度，0.15m；L2锚杆有效长度，1.5m；L3锚杆锚固长度，0.4m。经验公式L=N（1.1B10）=1.8m N与稳定性有关的系数，取1.20； B巷道宽度，取3.8 m。结合实际，取锚杆长度为2200mm。（四

5、）顶板锚杆直径计算d锚杆直径mm； Q设计锚固力，80kN；抗拉强度，取285MPa考虑锚杆屈服变形后势必造成顶板离层严重，取=285Mpa，计算 d=18.7mm。锚杆长度2000mm。根据实际情况，确定锚杆长度直径为20mm。（五）顶板锚杆间排距根据矿区生产地质条件和巷道支护经验，我矿一般顶板锚杆间距小于900mm，取为850mm，排距的确定按下式计算：d锚杆排距m；m每排锚杆的数量，取5；n每根锚杆的屈服载荷66KN；K安全系数，2；顶板岩石容重,25KN；A巷道掘进跨度，3.8m；L锚杆长度2.2mL0锚杆外露长度0.15m。所以间距取0.85m，排距取0.8m为合适。（六）煤帮锚杆长

6、度煤帮锚杆的作用主要是控制因剪切而造成的两帮煤体松动与挤出，煤帮锚杆必须穿过潜在的剪切松塌，其长度必须满足下式要求：LL0L3C1.35mL煤帮锚杆长度m；L0煤帮锚杆外露长度0.15m；L3煤帮锚杆在潜在松塌区之外的锚固长度0.4m。根据实际选取长度为1.5m的煤帮锚杆。（七）煤帮锚杆间排距煤帮锚杆的间距取为0.9m，煤帮锚杆的排距按下式计算：D煤帮锚杆间距m； F每根锚杆的锚固力设计值，50KN； h煤帮高度，2.2m； K安全系数，2.5d间距，0.9mQs煤帮侧压值。Qs=KUCrhsina+bcos（a/2）tg（45-/2）=43 kN/mQS两煤帮侧压值，kN/m； KU采动影响

7、系数，取15，取5； C巷道两帮松塌破坏深度，0.8m； r煤体容重，15kN/m3h巷道掘进高度，2.2m。a煤层倾角，4b顶板潜在的冒落拱高度，0.9 m；煤体内摩擦角，25结合实际考虑取1m。通过以上计算可知，从降低锚杆、锚索支护强度上不可行。二、锚网支护附件强度降低可行性分析上组煤目前在掘巷道顶、帮支护所用钢带为16mm圆钢制成的钢筋梯子梁，金属网采用12#铁丝编制成的菱形金属网。常用钢筋梯子梁规格及力学参数见下表1，铁丝的规格及力学参数见表2。表1 钢筋梯子梁规格及力学参数钢筋直径/mm截面积/mm2屈服载荷/kN拉断载荷/kN10157.137.759.712226.254.386

8、14307.973.911716402.196.5152.8表2 铁丝规格及力学参数型号直径/mm截面积/ mm2拉断载荷/N12#2.65.3186014#23.1110016#1.62.174018#1.2420以011005-9#顺槽为例：巷道顶板支护所用锚杆规格为：201800mm的螺纹钢锚杆，锚杆支护间排距为8501000mm。巷道两帮支护所用锚杆规格为：161600 mm的胀套锚杆，锚杆支护间排距为900（一）顶板钢带降低型号可行性分析顶板潜在的冒落拱高度： C巷道两帮松塌破坏深度；计算得C=0.8m巷道每根顶钢带所承受载荷为：LDbR=3.8m1m0.9m25 kN /m3=85

9、.5kN。L巷道跨度，3.8m； D锚杆支护排距，1m； b顶板潜在的冒落拱高度，取0.9m； R岩体平均容重，25kN/m3。则顶板钢带的屈服载荷小于85.5kN时，钢带发生不可恢复变形；钢带的破断载荷小于85.5kN时，钢带拉断。从变形角度考虑选用16mm的钢带合理；如果从节约支护成本考虑允许一定的变形，则只准将钢带型号降低到14mm，并配合矿压监测，对巷道围岩支护情况及时分析。（二）顶板铁丝网降低型号可行性分析巷道宽度为3.8m，支护排距为1m。巷道每排顶板铁丝网所能承受的最大垂直载荷为： f铁丝网铁丝的破断力，kN；d巷道支护排距，1m。12#铁丝的破断力为1.86kN，则其编制成的铁

10、丝网按巷道宽为3.8m，排距为1m，所能承受垂直载荷为：F=189kN。14#铁丝的破断力为1.1kN，则其编制成的铁丝网按巷道宽为3.8m，排距为1m，所能承受垂直载荷为：F=112kN。16#铁丝的破断力为0.74kN，则其编制成的铁丝网按巷道宽为3.8m，排距为1m，所能承受垂直载荷为：F=75kN。而巷道顶板每排锚网所承受载荷为：因此，顶板锚网所用铁丝标号需14#。（三）两帮钢带降低型号可行性分析巷道两帮侧压值为：巷道两帮潜在松塌区宽度C 式中： r煤体容重，15kN/m3；h巷道掘进高度，2.2m；b顶板潜在的冒落拱高度，0.9 m；巷道帮锚杆支护排距为1m。BQs =43kN。B巷

11、道帮锚杆支护排距，1m； Qs两煤帮侧压值，43kN/m。则帮部钢带的屈服载荷小于43kN时，钢带发生不可恢复变形；钢带的破断载荷小于43kN时，钢带拉断。从变形角度考虑必须选用12mm及以上的钢带。（四）两帮铁丝网降低型号可行性分析巷道高度为2.2m，帮锚杆支护排距为1m。巷道帮部每排铁丝网所能承受的最大水平载荷为：L巷道高度，2.2m；12#铁丝的破断力为1.86kN，则其编制成的铁丝网按巷道高为2.2m，排距为1m，所能承受水平载荷为：F=115.7kN。14#铁丝的破断力为1.1kN，则其编制成的铁丝网按巷道高为2.2m，排距为1m，所能承受水载荷为：F=68kN。16#铁丝的破断力为

12、0.74kN，则其编制成的铁丝网按巷道高为2.2m，排距为1m，所能承受水平载荷为：F=46kN。而巷道两帮侧压值为：Qs= 43 kN/m。因此，从安全角度考虑，帮锚网选取铁丝型号最低应为14#。三、结论为了达到增收节支的目的，从降低锚杆、锚索支护强度上不可行，只可以降低钢带和锚网的强度。可将顶板钢带型号由16mm的圆钢降低到14mm；可将顶板锚网所用铁丝标号由12#降低为14#；可将两帮钢带型号由16mm的圆钢降低到12mm；可将两帮锚网所用铁丝标号由12#降低为14#。另外，必须配合矿压监测，对巷道围岩支护情况及时分析。对锚网、钢带降低其强度后：原巷道每米支护所需锚网、钢带的成本为：钢带 13.4（3.4+1.82）=93.8元。16mm钢带每米13.4元。锚网 27/102）=18.9元。1.210m铁丝网12#的每卷27元。改变锚网、钢带强度后巷道每米支护所需锚网、钢带的成本为：钢带 11.93.4+10.11.82=76.8元。14mm钢带每米11.9元，1,2mm钢带每米10.1元。锚网 16/102）=11.2元。10m铁丝网14#的每卷16元。则每米巷道可节省：（93.8+18.9）-（76.8+11.2）=24.7元。则按照目前该巷道的平均进尺5m，年工作天数330天计，一年可节省40755元。