锚杆支护设计汇总.docx

1、锚杆支护设计汇总一、基本情况22111回风顺槽巷道原设计1110m，施工沿2#煤层底板布置掘进，S100A型综掘机落煤、装煤。采用矿用耐压坑木，梯形断面平棚、亲口结合支护。临时支护采用4.0m长的10#槽钢，配合40T型圆环大链，用连接环加螺丝锚固，截割后及时窜入迎头空顶地段。棚梁、腿均为2.7m，巷道上净宽2.4m，下净宽3.4m，净高2.5m，掘进毛断面8.64m2，棚距0.7m，断面顶部铺设10#铁丝金属菱形网，长边搭接100mm，每300mm联一道，每一道为三扭一扣压辩式，勾盘“六、六、六”，严密牢固，严禁空帮空顶。地质条件为：2#煤平均煤厚6.8m，煤层结构简单，夹矸层数13层，稳定

2、可采，夹石多为灰黑色页岩及泥岩，位于中上部，下部煤质好于中部。顶板为砂岩，底板为砂岩及砂质页岩；据邻近巷道观测，瓦斯绝对涌出量为0.51m3/min；据煤尘爆炸性试验，2#煤火焰长度为50400mm，煤的自燃倾向性等级为易自燃自燃，自然发火期36个月；煤层倾角最大为11度，最小为9度，平均10度，走向近似东西向，据掘进2217工作面回风巷时有一条落差大于3m的断层存在，在进风巷掘进时，这条断层已不存在，没有延伸到22111工作面内。根据现有的技术资料，考虑2#煤较硬，为推广锚杆支护，也为提高我矿掘巷的机械化程度，借鉴焦家寨矿锚杆、锚索支护经验，对22111回风顺槽木支150m后进行锚杆支护。二

3、、支护设计方法结合通风要求、综采设备安装要求和巷道围岩变形情况等，根据附近钻孔的柱状资料分析，2#煤顶煤直接顶为砂岩，厚度为5.07.0m，属较稳定岩层，适合锚网支护。为了将锚杆加固的“组合梁”悬吊于基本顶坚硬岩层中，需用高强锚索做辅助支护。根据公司焦家寨矿2#煤层回采巷道支护经验，初步确定22111回风顺槽采用矩形断面，掘进宽度3.4m，掘进高度2.6m，掘进毛断面积8.84m2，锚杆+网+锚索联合支护。顶部锚杆采用左旋无纵筋螺纹钢，直径20mm，长度2.0m，排距0.8m，间距0.9m，四根锚杆均匀分布，两侧各留350mm间隙；巷道靠上帮一侧采用左旋无纵筋螺纹钢，直径18mm，长度1.7m

4、，靠下帮一侧采用玻璃钢锚杆，直径18mm，长度1.7m，间距1.0m，排距0.8m，三根锚杆均匀分布，上下侧各留300mm间隙；巷道顶帮均采用钢筋托梁并铺设金属网；巷道顶板补打锚索15.24-6000，用30030012mm钢托盘，间距1.5m，排距3.2m。巷顶锚杆锚固力不小于70KN，预紧力矩不小于100Nm，帮锚杆锚固力不小于30KN，预紧力矩不小于60Nm，锚索预紧力不小于120KN，锚索锚固力不小于221KN。一、采用计算法校核支护参数。1、顶锚杆通过悬吊作用，帮锚杆通过加固帮体作用，达到支护效果条件，应满足：LL1+L2+L3式中：L锚杆总长， m L1锚杆外露长（钢带厚度+托板厚

5、度+螺母厚度+0.020.05m，顶锚杆取0.17m，帮锚杆取0.15m） m 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），m L3锚入岩层内深度，即锚固长度（顶锚杆取0.8m，帮锚杆取0.6m），m普氏免压拱高：b=B/2+Htan（45帮/2）/f顶式中：B、H巷道掘进跨度和高度， B=3.4m，H=2.6m f顶顶板煤岩普氏系数，f取3 帮两帮围岩的内摩擦角，帮取71.5（查表得） b=3400/2+2600tan（4571.5/2）/3=708mm c=2600tan（4571.5/2）=423mm依据上述公式计算得出：顶锚杆长L顶1678mm；帮锚杆长L帮1173mm

6、，所选锚杆长度均能满足计算要求。2、按锚杆所能悬吊的重量校核锚杆的排距每根锚杆悬吊岩体重量G= L22，锚杆锚固力应能承担G的重量。为安全起见，再考虑安全系数K，取K=2KGQ式中：岩体容重，KN/m，=26.7 KN/m（Q/KL2）1/2所选顶锚杆的锚固力Q70KN，计算得1.2m，因而间排距参数能满足计算结果。3、悬吊理论校核锚索间距为防止巷道顶部大面积整体垮落，用15.24mm，L=6000mm的钢绞线，将锚杆加固的“组合梁”整体悬吊于煤岩层中，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的整体冒落考虑。此时靠巷道两帮的角锚杆和锚索一起发挥悬吊作用，取垂直方向力的平衡可用下式计

7、算锚索间距。L=nF2/BH（2F1sin）/L1式中：L锚索排距， m B巷道最大冒落宽度， 3.4m H巷道冒落高度，按严重冒落取2.0m 煤岩体容重， 26.7 KN/m L1锚杆排距， 0.9m F1锚杆锚固力，70KN F2锚索极限承载力，取221KN 角锚杆与巷道顶板的夹角， 80 n锚索牌数， 取1通过以上计算，回风顺槽锚索排距L小于7.8m，所选锚索参数符合设计要求。（1）顶板支护锚杆形式和规格：杆体为左旋无纵筋高强螺纹钢筋，长度2.0m，杆尾螺纹为M24。锚固方式：树脂加长锚固，采用一支规格为Z2360和一支K2335树脂锚固剂。钻孔直径为28mm，锚固长度为1300mm。钢

8、筋托梁规格：采用 14mm的钢筋焊接而成，宽度80mm，长度3.2m。加工尺寸如图1-1所示。托板：采用拱型高强度A3钢托盘。锚杆角度：顶板两端第一根锚杆安设角度为与垂线成10度，其它顶板锚杆与岩体垂直。网片规格：采用菱形金属网护顶。锚杆布置：锚杆排距0.8m，每排4根锚杆，间距0.9m。锚索：直径为 15.24mm，长度为6.0m，加长锚固，采用一支规格K2335和两支规格Z2360树脂药卷。锚索每排2根，排距为3.2m，锚索头部设有树脂药卷搅拌头，尾部配有高强度锚具，配套金属托板规格为30030012mm。(2) 巷帮支护锚杆形式和规格：（巷道上帮）杆体为左旋无纵筋高强螺纹钢筋，长度1.7

9、m，杆尾螺纹为M20。（巷道下帮）杆体为 18玻璃钢锚杆，长度1.7m，杆尾螺纹为M20。锚固方式：树脂加长锚固，采用一支规格为Z2360锚固剂和一支K2335锚固剂。钢筋托梁规格：采用 14mm的钢筋焊接而成，宽度80mm，长度2.4m。加工尺寸如图1-2所示。托板：采用拱型高强度A3钢托盘锚杆角度：巷道两帮上下锚杆安设角度为与水平线成10度，其它帮锚杆与岩体垂直。网片规格：采用菱形金属网护帮。锚杆布置：锚杆排距0.8m，每排每帮3根锚杆，间距1.0m。梨园河煤矿22111回风顺槽锚杆支护如图1-1所示。图1-1、1-2 托梁加工示意图图1-1 梨园河煤矿22111回风顺槽锚杆支护三、锚杆支

10、护材料及施工工具（一） 锚杆支护材料22111回风顺槽锚杆支护材料如表表 22111回风顺槽锚杆支护材料表名称型号数量玻璃钢锚杆（巷道下帮用）18-1700-M203.75根/米左旋无纵筋螺纹钢锚杆（巷道上帮用）18-1700-M203.75根/米左旋无纵筋螺纹钢锚杆（顶）20-2000-M245根/米锚索15.24-60000.625根/米钢筋托梁（两帮）14-2400-3-10002.5架/米钢筋托梁（顶）14-3200-4-9001.25架/米菱形金属网（帮）28009002.5片/米菱形金属网（顶）35009001.25片/米树脂药卷K233513.125卷/米树脂药卷Z236012.

11、625卷/米锚索托板300300120.625块/米注：1. 数量按每米计算，实际用量按顺槽的实际剩尺计算并考虑一些富余量。 2. 锚杆托板及配套构件等与锚杆一起配套购买或制作。（1）顶板锚杆杆体锚杆杆体为左旋无纵筋高强螺纹钢筋，专用锚杆钢材。杆体公称直径20mm，长度2.0m，延伸率17%。杆尾螺纹规格M24，采用滚压加工工艺成型。（2）树脂药卷树脂锚固剂型号分别为：Z2360，即直径23mm，长度600mm，固化时间为中速；K2335，即直径23mm，长度350mm，固化时间为快速。（3）托板拱型高强度托盘，锚杆托板尺寸为1201208mm，锚索托板尺寸为30030012mm，力学性能与锚

12、杆杆体配套。（4）钢筋托梁钢筋托梁规格：采用 14mm的钢筋焊接而成，宽度80mm，顶板托梁长度3.2m，帮部托梁长度为2.4m。在安装锚杆的位置处焊上两段纵筋，以便安装和固定锚杆位置。（5）金属网巷道顶板铺设菱形金属网，材料为12铁丝，网孔5050mm。顶板钢筋网规格为3.6m0.9m，帮部规格为2.80.9m。（6）帮锚杆巷道上帮侧锚杆杆体为左旋无纵筋高强螺纹钢筋，专用锚杆钢材。杆体公称直径18mm，长度1.7m，延伸率17%。杆尾螺纹规格M20，采用滚压加工工艺成型。巷道下帮侧为不影响割煤，采用可切割的玻璃钢锚杆进行支护，其杆体公称直径18mm，长度1.7m。（7）锚索采用型号规格为 1

13、5.24-6000的矿用预应力锚索。（二）施工机具所需施工机具，如表 所列。采用单体风动锚杆钻机钻装顶板锚杆，配套钻杆为B19型中空钻杆，钻头为 27mm双翼岩石钻头。采用煤电钻(或风动帮锚杆机)钻装两帮锚杆，配套钻杆为 26mm麻花钻杆，钻头为 27mm双翼煤电钻钻头。表 施工所需机具名称型号数量单体风动锚杆钻机MQT1202煤电钻(或风动帮锚杆机)MQC-602钻杆B19，1m5钻杆B19，2.0m、1.7m各5接长钻杆7 1m3岩石钻头 27mm，双翼5煤电钻钻杆 26，1m5煤电钻钻杆 26，1.7m5煤电钻钻头 27mm，双翼5锚杆预紧扳手300Nm2气扳机3800 Nm2锚索张拉设

14、备18t2四、矿压监测内容和方法矿压监测是动态信息设计方法的核心内容之一。通过测试锚杆受力和巷道围岩位移分布，就可比较全面地了解锚杆支护的工作状态，进而验证或修改锚杆支护初始设计，并保证巷道的安全状态。1、矿压监测的准备工作井下实施矿压监测之前，需做好以下工作：(1) 组建矿压监测队伍队伍成员由矿方安排，要求对监测工作认真负责，并具有一定锚杆支护经验。(2) 准备监测仪器和测点安设物品按照设计要求的规格和数量购置所需监测仪器，准备测点安设所需物品。(3) 准备监测记录表格矿压监测所需记录表格应提前准备好，以供井下测试时使用。(4) 技术培训在井下测试之前，由试验小组对测工进行技术培训。2、 矿压监测内容和方法矿压监测分为综合监测和日常监测。前者的主要作用是验证或修改初始设计，后者主要是为了保证巷道安全。1）综合监测巷道综合监测内容如表 。测站布置如图 。表 巷道综合监测内容序号项目内容1巷道表面位移巷道顶底板、两帮相对移近量，顶板下沉量。2顶板离层锚固区内外顶板岩层位移。3锚杆受力顶板锚杆受力分布，两帮锚杆受力。4巷道破坏状况统计记录巷道围岩破坏位置和程度。测站 1 2支护巷道（距离，m） 20m 50m 巷道表面位移 顶板离层锚杆受力