锚杆锚索支护的设计公式.docx

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锚杆锚索支护的设计公式

锚杆（锚索）支护设计技术参数

一、锚索设计承载力

钢绞线直径为φ15.24mm时230kN，钢绞线直径为φ17.8mm时320kN，钢绞线直径为φ21.6mm时454kN。

二、锚索设计破断力

钢绞线直径为φ15.24mm时260kN，钢绞线直径为φ17.8mm时355kN，钢绞线直径为φ21.6mm时504kN。

三、锚杆（锚索）支护参数校核

1、顶锚杆通过悬吊作用，帮锚杆通过加固帮体作用，达到支护效果的条件，应满足：

L≥L1+L2+L3

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），m；

L2——有效长度（顶锚杆取围岩松动圈冒落高度b，帮锚杆取帮破碎深度c），m;

L3——锚入岩（煤）层内深度，m。

其中围岩松动圈冒落高度

b=

式中B、H——巷道掘进荒宽、荒高；

——顶板岩石普氏系数；

——两帮围岩的似内摩擦角，

=

。

2、校核顶锚杆间、排距：

应满足

式中

——锚杆间、排距，m；

——锚杆设计锚固力，kN/根；

k——安全系数，一般取2；（松散系数）

L2——有效长度（顶锚杆取b）;

——岩体容重

3、加强锚索长度校核，应满足

式中

——锚索总长度，m；

——锚索深入到较稳定岩层的锚固长度，m；

其中：

——安全系数；

——锚索直径；

——锚索抗拉强度，N/㎜2；

——锚索与锚固剂的粘合强度，N/㎜2；（10）？

——需要悬吊的不稳定岩层厚度，m；

——托板及锚具的厚度，m；

——外露张拉长度，m；

4、悬吊理论校核锚索排距：

L≤nF2/[BHγ-（2F1sinθ）/L1]

式中L---锚索排距，m；

B---巷道最大冒落宽度，m；

H---巷道最大帽落高度，m；（最大取锚杆长度）

γ---岩体容重，kN/m3（包括顶煤+直接顶）

L1---锚杆排距,m,

F1---锚杆锚固力,kN;70

F2---锚索极限承载力,kN;

θ---角锚杆与巷道顶板的夹角,75°;

n---锚索排数,取1。

5、加强锚索数目的校核，应满足

式中

——锚索数目；

——安全系数；2

——锚索最低破断力，kN；

——被悬吊岩石的自重，kN；

其中：

——巷道掘进荒宽，m；

——锚索间排距，m；

∑

——悬吊岩石厚度，m；

∑

——悬吊岩石平均容重，kN/m3。

四、A3圆钢对岩石粘结强度（设计手册）

砂岩5-8MPa泥岩3.5-5.5MPa煤1-2MPa

C25混凝土≥7MPa

五、螺纹钢对树脂药卷粘结强度（设计手册）

锚杆直径

锚固长度

粘结度

φ22mm

600mm

22MPa

φ16mm

600mm

22.3MPa

φ16mm

1000mm

24.8MPa

六、锚索抗拉强度（1MPa=1N/mm2）

锚索直径（mm）

抗拉强度（N/mm2）

抗拉强度（MPa）

φ15.24

1426.05

1860

φ17.80

1427.31

1860

φ21.60

1376.11

1770

七、煤、岩容重

岩性

容重（kN/m3）

砂岩

21.58-26.59

页岩

22.56-25.70

煤

11.77-13.72

八、预应力钢绞线技术指标（检测报告）

规格

mm

破断负荷

kN

屈服负荷

kN

伸长率%

L0≥500

1000h

松弛率≤

强度

Mpa

φ15.24

264.6-269.4　

≥234.6　

4-5.5　

2.5　

1860

φ17.80

≥360

≥335

5

2.5

1860

φ21.60

≥520

≥484

5

2.5

1770

九、Ⅰ锚杆技术指标（检测报告）

规格

屈服强度

MPa

抗拉强度

MPa

伸长率%

尾部螺纹承载强度

MPa

φ20×2000mm

（螺纹钢）

≥335

≥490

≥16

≥杆体极限强度85%

φ18×1800mm

（圆钢）

≥225

≥375～460

≥25

≥杆体极限强度85%

Ⅱ锚杆承载力（学习的时总结）

锚杆规格

（螺纹钢）

承载力（kN）

锚杆规格

（圆钢）

承载力（kN）

φ22mm

125

φ22mm

90

φ20mm

105

φ20mm

70

φ18mm

85

φ18mm

60

φ16mm

75

φ16mm

50

十、锚索测力计技术指标

型号

测力范围

穿孔直径

精度等级

质量

QLMC-300

夜光式记忆型

0--300kN

φ25

1.5

5kg

QLMC-500

夜光式记忆型

0--500kN

φ25

2.5

5kg

十、锚具技术指标

型号

适用

锚索

规格

适用

锚索

强度

静载

硬度

极限

拉力

（kN）

效率

系数

ηa（%）

总

应变量

εapu（%）

锚环

夹片

KM15-1860

φ15.24mm

1860、1570

251.8

≥0.95

≥2.5%

HRC33-46

HRC53-65

KM18-1860

φ17.80mm

1860

342

≥0.95

≥2.5%

HRC30-65

HRC30-65

QLKM22-1770

φ21.60mm

1770

488.3

≥0.95

≥2.5%

HRC30-65

HRC30-65

十一、顶板离层测距仪（普通）技术指标

型号

测量方式

测量点数

深基点

最大深度

浅基点

深度

最大量程

读值精度

安装钻孔

直径

QLDC-1

反光彩色显示

与测尺读数

2（深、浅）

7m

2.5m

200mm

1mm

28mm

42mm

十二、钢筋混凝土（水泥托板）技术指标（检测报告）

规格（mm）

标准要求（kN）

支点距离（mm）

实测结果（kN）

500×150×80

＞62

200

67.4

300×180×80

＞62

200

66.4

十三、槽钢技术指标（检测报告）

规格

抗拉强度MPa

屈服强度MPa

伸长率%

14#

410

290

35

12#

315-450

225

31

十四、锚固剂主要参数

性能

指标

抗压强度

＞40MPa

剪切强度

＞35MPa

容量

1.9-2.2g/cm3

弹性模量

＞1.6×104MPa

粘结强度

对混凝土（C20）＞7MPa，对螺纹钢＞16MPa

贮藏条件

20°-25°储存6个月

稠度

＞16mm

十五、锚固剂主要参数（固化与搅拌时间）

型号

属性

凝胶时间（s）

等待时间（s）

备注

CK

超快

8-40

10-60

在22°±1°C环境温度下

测定抗压强度≥40MPa

K

快速

41-90

90-180

Z

中速

91-180

480

十六、波纹钢托板（检测报告）

规格（mm）

支点距离（mm）

压力（kN）

挠度（mm）

500×200×100

260

550

4

350×120×50

200

196

9

150×150×24

90

294

6

十七、钢带（检测报告）

规格（mm）

支点距离（mm）

压力（kN）

挠度（mm）

W型钢带220×4

260

30

15

波纹钢带220×4

260

48

10

十八、玻璃钢锚杆（检测报告）

规格

抗拉强度

MPa

抗剪强度

MPa

扭矩

N·m

锚固力

kN

φ18×1800mm

≥244

≥75

≥40

≥58.8