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锚索支护安全措施

  
评论: 更新日期:2016年01月23日

根据矿生产接替部署安排,7507上段工作面将于2008年12月安装综采设备,因该工作面为单体支护,无法满足安装综采设备,为满足该面综采设备的运输安装要求,需对该工作面进行锚索支护,为保证安全施工,特拟如下技安措施。
        一、工作面布置及通风示意图附图一
        二、7507上段煤系地层柱状图附图五
        三、锚索支护设计与计算参考资料
        ㈠.锚索支护设计
        1.短锚索支护计算
        因7507上段工作面采高为1.2~1.3m,无法施工锚杆,只能采用锚索代替锚杆支护。按照悬吊理论计算短锚索参数(短锚索眼沿煤层顶板垂直布置)。
        ⑴.短锚索长度
        L短=KH+L1 +L2
        式中:   L-短锚索长度, m;
                   H-冒落拱高, m;
                   K-安全系数, 一般取2;
        L1-锚索锚入稳定岩层的长度,一般按照经验取0.4m;
        L2-锚索在巷道中的外露长度,一般取上托盘及锚具的厚度 0.2m;需要外露的张拉长度0.35m, L2取0.2+0.35=0.55m。
        其中    H=B÷2f=5.4÷(2×4.958)=0.54 m  ………采用减跨理论计算
        式中    B-巷道开掘宽度,取5.4 m;
                   f-岩石坚固性系数,钙质页岩取4.958。
        则      L=2×0.54+0.4+0.55=2.03m
        设计短锚索长度取2.4m。
        ⑵.锚索柱、排距计算,设计柱、排距为a,则
                a=(Q/KHYCOS?)1/2
        式中    a-锚索柱、排距
                    Q-锚索设计锚固力,根据张拉千斤顶使用说明书25Mpa折合为79.5KN/根;
                    H-冒落拱高度,取0.54m;
        Y-被悬吊页岩的重力密度,取25KN/ m3;
        K-安全系数, 一般取2。
        ?-煤层倾角,平均38度。
        a=(79.5÷2÷0.54÷25÷COS380)1/2
        =1.933 m
            施工时,取锚索排距1.0~1.20 m;倾斜间距1.6 m。(见附图二、三、四)
        2.按照悬吊理论计算加强(长)锚索参数
            在工作面采用短锚索替代锚杆支护后,施工过程中,为防止工作面大面积垮落,采用加强(长)锚索支护,锚索间排距为3.2 m。
        ⑴.锚索倾角
          锚索眼沿煤层顶板垂直布置。
        ⑵.确定锚索长度
        L=LA+LB+LC +LD
        式中   L-锚索总长度
               LA-锚索深入到稳定岩层的锚固长度, m;
               LB-需要悬吊的不稳定岩层厚度,取1.58m;
        LC-上托盘及锚具的厚度,取0.2 m;
        LD-需要外露的张拉长度,取0.35 m。
        根据GBJ86-1985要求,锚索锚固长度LA按照下式确定:
        LA≥K×D1FA÷4FC
        式中   K-安全系数,取K=2;
                    D1-锚索钢绞线直径,取15.24㎜;
                    FA-钢绞线抗拉强度,N/㎜2(1920MPa,合1883.52 N/㎜2);
        FC-锚索与锚固剂的粘合强度,取10 N/㎜2。
        则     LA≥2×15.24×1883.52÷4÷10=1435㎜
                 L=1.435+1.58 +0.2+0.35=3.57 m
        施工时取加强锚索长度为4.5m。
         ⑶.锚索数目的确定
               N=K×W/P断
        式中   N-锚索数目
                 K-安全系数,一般取2,
                 P断-锚索的最低破断率,查数据为268.5KN;
                 W-被吊岩石的自重,KN。
        其中   W=B×∑H×∑Y×D×COS?
        式中   B-巷道掘进宽度,5.4 m;
                 ∑H-悬吊岩石厚度,1.58m;
        ∑Y-悬吊岩石平均容重,25KN/ m3;
        D-锚索倾斜间距,取3.2m。
        ?-煤层倾角,平均38度。
        则    W=5.4×1.58×25×3.2×COS380=537.857KN
                    N=2×537.857÷268.5=4.00根
        通过以上计算:切割上山安装加强(长)锚索时,考虑到锚索是在原有短锚索替代锚杆支护基础上的加强支护,故取4根锚索即可满足设计要求。
        ⑷.每眼树脂药卷数目的确定
        按照锚固长度的要求,须确定树脂药卷数目。
                  X=La(﹠12-﹠22)/Ls﹠23
        式中      X-树脂药卷数目,㎜;
                  La-树脂药卷锚固长度,㎜;
                  Ls-树脂药卷长度,㎜;
                       ﹠1-锚索孔径, ㎜;
                  ﹠2-锚索直径,㎜;
                            ﹠3-树脂药卷直径,㎜;
           X=1.435×(282-15.242)÷500÷232=2.99㎜
        施工中取药卷X=3。

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