04、支护(K0+011.00～K0+017.00m)

不同岩石中的锚固力岩 石 名称锚固力(吨)岩 石 名 称锚固力(吨)煤 层粘土质页岩泥板岩砂质页岩砂 岩硬砂岩＜2.02.02.57.07.59.0中硬石灰岩玢 岩硬石灰岩磁铁矿斑 岩细颗粒石英岩11.010.09.010.06.56.8页 岩 5.0致密石英岩 1.8拱 部 锚 喷 结 构 类 型 和 尺 寸围岩分类毛 洞 跨 度 (米)2～55～1010～2020～30稳定岩层(I) 喷射混凝土厚3～5厘米,或喷浆2～3厘米喷射混凝土厚5～8厘米或3～5厘米,加长1.2～1.5米的锚杆喷射混凝土厚5～10厘米,加1.5～2.5米的锚杆喷射混凝土厚10～20厘米,加2.5～3.5米锚杆和钢筋网基本稳定岩层(II) 喷射混凝土厚5～8厘米喷射混凝土厚8～15厘米或5～8厘米加1.5～2.5米长的锚杆喷射混凝土厚10～15厘米，加长2.5～3.5米锚扦和钢筋网稳定性较差的岩层(III) 喷射混凝土厚8～10厘米或5～8厘米加1.5～2.0米长的锚杆喷射混凝土厚10～15厘米加2～3米长的锚杆稳定性差的岩层(IV) 喷射混凝土厚10～15厘米加钢筋网围岩分类锚喷支护参数劳 费尔围岩分类有大压力有 压 力很 破 碎中 破 碎轻 破 碎易 掉 块稳固分类编号7654321围岩支护参数喷混凝土厚喷射混凝土15～20喷射混凝土3～57～155～73～52～3不支护锚杆0.7～1米间距0.7～1米间距l～1.5米1.5～2米钢架支护用加强的钢拱架加背板钢筋网及钢拱架带支柱的钢拱架加背板钢拱架及背板钢筋网钢丝网顶拱加钢筋网拱部钢丝网喷射混凝土支护参数岩 层施工时间喷射厚度(厘米)坚硬完整的掉块的松动的非常松动的不粘结的土层几年后几天几周后几小时几分钟立 即3～55～10(可加配筋)10～20(需加配筋)20～30(需加配筋)按RQD指标确定锚喷支护参数(洞室直径5～10米)岩石RQ开挖可交替使用的支护形式钢 拱 架锚杆间距D指 标(％)方法荷 载(米)喷射混凝土厚度米类 型间距 (米) 优质的＞90％掘进机传统方法(0～0.2)B (0～0.3)B 不需要或拱型钢架不需要或轻型钢架不需要不需要不需要或局部使用不需要或局部使用厚～8厘米良好的＞75～90％掘进机传统方法(0～0.4)B (0.3～0.6)B 轻型钢拱轻型钢拱1.6～2.01.6～2.0 1.6～2.01.6～2.0不需要或局部使用厚～8厘米局部需要厚好的＞50～＜75％掘进机传统方法(0.4～1.0)B (0.6～1.3)B 轻型到中型钢拱轻型到中型钢拱1.6～2.01.3～1.6 1.3～1.61. 0～1.6顶拱厚5～10拱及边墙厚大于米差的＞25～＜50％掘进机传统方法(1.0～1.6)B (1.3～2.0)B 中型圆型钢拱中型或重型钢拱1.0～1.30.65～1.30.65～1.30.65～1.3拱及边墙厚米与锚杆共用拱及边墙厚大于米与锚杆共用差(不包括挤入及膨胀土) ＜25％掘进机传统方法(1.6～2.2)B (2.0～2.8)B 中型或重型钢拱重型圆型钢拱0.650.650.65～1.31.0拱及边墙厚大于米与锚杆共用全断面喷层厚大于厘米与钢拱共用很差(挤入及膨胀土)＜25％掘进机传统方法高达75米高达75米加重型钢拱加重型钢拱0.650.650.65～1.00.65～1.0全断面喷层大于米与钢拱共用全断面喷层厚大于厘米与钢拱共用注：。

支护参数计算附件1、支护参数计算（一）锚杆参数计算：按锚杆悬吊理论计算 1、锚杆长度Ｌ＝Ｌ１＋Ｌ２＋Ｌ３式中：Ｌ：锚杆长度，mm ；Ｌ１：锚杆外露长度，取50mm ；Ｌ２：有效长度，mm ，（顶锚杆取免压拱高b,帮锚杆取煤帮破碎深度c ）；Ｌ３：锚入稳定岩层内深度，mm ，(顶锚杆取800mm ，帮锚杆取600mm)；（1）普氏免压拱高:b=[B/2+Htan(45°-ω帮/2)]/f式中：Ｂ：巷道掘进宽度（B 皮=5.5m 、B 硐室=4.4m 、）Ｈ：巷道掘进高度（H 皮=3.8m 、H 硐室=3.6m ）ｆ煤：煤层普氏系数，f 煤=2.5；ω帮：两帮围岩的内摩擦角，ω帮取63.26°；皮带巷：1461mm /2.5]2)/26.6345tan(00832/5500[=-??+=皮b 探放水、调车硐室： b 硐室=mm 2221/2.5]2)/26.6345tan(36002/4400[=-??+ （2）破碎深度：)2/45tan(H c 帮ω-??=式中：Ｈ：巷道掘进高度（H 硐室=3.6m 、H 皮=3.8m ）ω帮：两帮围岩的内摩擦角，取63.26°；皮带巷：mm 903)2/26.6345tan(3800c =?-??=皮探放水、调车硐室：c 硐室=mm 856)2/26.6345tan(3600=?-?? 由（1）、（2）可得巷道顶、帮锚杆长度分别为：皮带巷：L 皮顶＝Ｌ1＋Ｌ2＋Ｌ3＝50＋1461＋800＝2311mm ；L 皮帮＝Ｌ1＋Ｌ2＋Ｌ3＝50＋903＋600＝2003mm ；探放水、调车硐室：L 硐室＝Ｌ1＋Ｌ2＋Ｌ3＝50＋1222＋800＝2072mm ；L硐室＝Ｌ1＋Ｌ2＋Ｌ3＝50＋856＋600＝1506mm ；23111皮带巷掘进工作面实际所选用的锚杆长度分别为：顶锚杆长度为2600mm ，帮锚杆长度为2100mm ，经计算工作面巷道实际所选用的锚杆长度均大于计算出的长度，所以满足设计要求。

40119运顺宽度5.8m ，高度3.5m ，全煤层中掘进，煤厚10.5m 。

根据工程经验，顶部锚杆规格为φ20mm ×2300mm ，间排距700×800mm 。

运顺顶板锚索间排距为1400×800mm ，每排4根。

运顺帮部采用螺纹钢锚杆配以金属网、锚索进行支护；帮部锚杆规格均为φ18×2000mm,间排距均为800×800mm 。

用极限平衡下塑性区计算法、悬吊理论、组合梁理论、自然平衡拱理论验算。

1、极限平衡塑性区法 ①极限平衡下的塑性区半径()ϕφφφγφsin 2sin 1)K (sin 1-⎥⎦⎤⎢⎣⎡⨯⨯+⨯-=ctg C ctg C H R R o s式中：s R —巷道塑性区半径，m ；o R —巷道外接圆半径，通过几何法算出外接圆半径3.39m ；γ—上覆岩石平均容重，取0.025MN/m 3； H —巷道埋深，最大埋深560m ； C —围岩粘结力，2.65MPa ； φ—围岩内摩擦角，30°。

经计算得：()m 51.730)303(30sin 139.330sin 230sin 1=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⨯⨯+⨯︒-=-ctg C ctg C H R s γ②计算维持极限平衡区岩石不冒落所需要的支护力 顶部岩石荷载的厚度为：h d =Rs-b/2式中：s R —巷道塑性区半径，m ；b —巷道高度 经计算得：h d ＝7.51-1.75=5.76m为了维持极限平衡区岩石不冒落所需要的最小支护力为： 顶部：P 顶＝=∑i i h γ 5.76×13.6kN/m3＝78.3kN/m2 ③锚索提供的支护抗力为：DB q ns⨯=s P式中：q s --锚索破断力，18.9mm 钢绞线取q s ＝400kN ，；B —巷道宽度，5.8m ； D —锚索排距，0.8m ； n —每排锚索根数，4； 计算得：8.3440.88.54004KN P s =⨯⨯=。

煤矿各类掘进巷道（顶板支护）质量标准化标准一、锚网、钢性支架支护巷道标准1、巷道净宽：主要巷道：允许误差0--+100㎜一般巷道：允许误差-50--+100㎜无中线测全宽：允许误差-50--+150㎜2、巷道净高：主要巷道：允许误差0--＋100㎜一般巷道：允许误差－30--＋100㎜无腰线测全高：允许误差－30--＋150㎜3、顶板支护：⑴、永久支护到工作面端头的距离，符合作业规程最大、最小控顶距要求⑵、临时支护必须符合作业规程规定要求4、水平巷道前倾后仰：支架前倾后仰不超过±1°5、支架迎山角：不超过设计＋1°6、撑(拉)杆数量、位置：不符合设计要求的不超过2处在工作面端头10米内选点7、背板安设位置数量：符合作业规程设计要求8、柱窝深度：在实底上，其深度不小于设计30㎜（不出现空吊现象）9、锚固力：最低值不小于设计值的90﹪，锚索的预紧力8--12T，锚固力20-23T，破断力27-28T，搅拌时间不少于45秒，反之为不合格，巷道每10-30米或100-200根锚杆为一组，每组至少检查3根10、间、排距：允许误差-100--+50㎜11、锚杆角度：锚杆方向与巷道轮廓线的角度≥75°12、外露长度：锚杆有托板，30≤露出托板≤40㎜；30≤无托板≤40㎜锚索外露长度≤350㎜13、孔深：孔距锚杆孔深：允许误差0～+40mm 锚索孔距：允许偏差±100mm，孔深：允许偏差0～+200mm（二）、架棚支护巷道标准1、巷道净宽：主要巷道：允许误差0--+50mm一般巷道：允许误差-30--+50mm无中线测全宽：允许误差-30--+50mm2：巷道净高：主要巷道：允许误差-30--＋50mm一般巷道：允许误差-30--＋50mm无腰线测全高：允许误差-30--＋50mm3、巷道前倾后仰：水平支架前倾后仰不超过±1°4、支架迎山角：不超过设计+1°5、撑(拉)杆位置、数量：不符合设计要求的不超过2处。

双线隧道复合式衬砌支护参数表
工缝处应留设Φ16插筋，每延米单侧至少设4根，每根插筋要求在施工缝上下各30cm长。

3. Ⅲ、Ⅳ级围岩拱墙二次衬砌素混凝土结构中掺加纤维素，掺量未0.9kg/m3。

5.相邻钢架间采用Φ22钢筋连接，环向间距1.0m，斜向布置。

6.当钢架分节与施工工法不匹配时，施工过程中可适当调整其分节位置，并根据施工方法设置锁脚钢管，锁脚钢管采用φ42、壁厚3.5mm钢管，长4m。

7.钢筋混凝土衬砌和仰拱（底板）的钢筋净保护层厚度5cm。

8.素混凝土二衬使用里程局隧道洞口≤150m时，采取在二村内设置三肢钢架与单层钢筋网片相结合的方式对结构进行加强。

三肢钢架纵向间距2m一榀，钢架主筋采用Φ22钢筋，单层钢筋网位于衬砌内侧，采用Φ16钢筋，间距200mm×200mm。

锚杆支护参数的确定一、锚杆长度L≥L1+L2+L3------------------------- ①=0.1+1.5+0.3=1.9m式中：L——锚杆总长度，m；L1 ——锚杆外露长度(包括钢带+托板+螺母厚度)，取0.1m；L2 ——锚杆有效长度或软弱岩层厚度，m；L3——锚入岩（煤）层内深度（锚固长度），按经验L3≥300mm。

(一)锚杆外露长度L1L1=(0.1～0.15)m，[钢带+托板+螺母厚度+（0.02～0.03）](二)锚入岩(煤)层内深度(锚固长度)L31.经验取值法《在锚杆喷射混凝土支护技术规范》GBJ86－85“第三节锚杆支护设计”中、第3.3.3条第四款规定：第3.3.3条端头锚固型锚杆的设计应遵守下列规定:一、杆体材料宜用20锰硅钢筋或3号钢钢筋;二、杆体直径按表3.3.3选用;三、树脂锚固剂的固化时间不应大于10分钟,快硬水泥的终凝时间不应大于12分钟;四、树脂锚杆锚头的锚固长度宜为200～250毫米,快硬水泥卷锚杆锚头的锚固长度宜为300～400毫米;五、托板可用3号钢,厚度不宜小于6毫米,尺寸不宜小于150×150毫米;六、锚头的设计锚固力不应低于50千牛顿;七、服务年限大于5年的工程,应在杆体与孔壁间注满水泥砂浆。

一般取300mm ～400mm2. 理论估算法《在锚杆喷射混凝土支护技术规范》GBJ86－85“第三节 锚杆支护设计”中规定：第3.3.11条 局部锚杆或锚索应锚入稳定岩体。

水泥砂浆锚杆或预应力锚索的水泥砂浆胶结式内锚头锚入稳定岩体的长度,应同时满足下列公式:公式(3.3.11-1)、(3.3.11-2)见图形所示。

cs st f f d k l 412≥ (3.3.11-1)crst a f d f d k l 2214≥ (3.3.11-2) 式中la ——锚杆杆体或锚索体锚入稳定岩体的长度（cm ）； d1——锚杆钢筋直径走私或锚索体直径（cm ）；d2——锚杆孔直径（cm ）；f st ——锚杆钢筋或锚索体的设计抗拉强度（N/cm 2）；f cs ——水泥砂浆与钢筋或水泥砂浆与锚索的设计粘结强度(N/cm 2)；圆钢为2.5MPa ，螺纹钢为5MPa 。