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锚杆支护参数的确定
一、锚杆长度-------------------------------------------------=
0.1+
1.5+
0.3=
1.9mL2L1+L2+L3
①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），mo.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L32300mll1
（一）锚杆外露长度L1（）［钢带+托板+螺母厚度+（
0.02-
0.03）］Ll=
0.1-
0.15m,
（二）锚入岩（煤）层内深度（锚固长度）L
31.经验取值法《在锚杆喷射混凝土支护技术规范》第三节锚杆支护设GBJ86-85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镒硅钢筋或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毫米,快硬水泥卷锚杆锚头〜200250的锚固长度•（顶）锚杆间排距_Nn_Nn°2kyaL2kyab2式中L-----锚杆间、排距,m；oN锚杆设计锚固力，105KN/根n每排锚杆根数，根；K安全系数，一般取23；〜Y被悬吊岩石的容重，取24KN/m\a1/2巷道掘进宽度，m；L—锚杆有效长度（顶锚杆取b冒落拱高度），取
1.31m；2•（帮）锚杆间排距KQsL式中D------锚杆间、排距，m；N锚杆设计锚固力，105KN/根h巷道掘进高度，m；K安全系数，一般取23；〜Y--被悬吊岩石的容重，取24KN//a1/2巷道掘进宽度，m；Lo—帮锚杆排拒（同顶锚杆排拒），取m；
4.根据“组合梁原理”计算锚杆间、排距
1.63m,D2KP式中:D锚杆间、排距，m；mi最上一层岩石厚度，m；1--最上一层岩石抗拉强度MPa,可取实验强度的
0.
30.4倍；〜K-----安全系数，一般取2~3；P——本层自重均布载荷，P=ml XrlMPa；rl—-最下面一层岩层的容重，取24kN/n；经计算选择锚杆间距X排距=900mniX900nnii符合要求
三、锚杆直径《方法一》经验公式d=-------------------------110@-l式中d—锚杆最小直径，mm；L—锚杆长度，mm；-----------------------4-2《方法二》:式中:d—锚杆最小直径mm;Q—4x锚
0.1杆—设Roi计g锚固力MPa,100KN取380MPa
3.14x380ot—锚杆杆体的抗拉强度MPa,取380MPa；《方法三》根据杆体承载力和锚固力等强度数值加以确定D
35.52@-3式中:D-锚杆间、排距,m；Q-锚杆设计锚固力，105KN/根-锚杆杆体抗拉强度MPa；《方法一》可按锚杆杆体的屈服载荷计算N=—c^xcr=
0.25X
3.14X202X335=105KN式中屈——杆体材料的屈服极限620mm螺纹钢为335MPa；d-------杆体直径d=20mmo《方法二》N=KL d2r--------------------------------2式中§-2Q—锚杆锚固力，kNK—锚杆安全系数，取23；〜L2-锚杆有效长度m；d-------锚杆杆体直径m,d=
0.02m；r-锚杆视密度，t/m3；
五、锚杆角度靠近巷帮的顶板锚杆安设角度与垂线成15，其它锚杆垂直于巷道顶部安设
六、锚杆的选择
1、常用锚杆杆体的材料性能常用钢材及其性能见表5；锚杆适宜选用45Mn罗纹钢，其承载能力见表6o
2、锚杆的选择巷道锚杆选择中二20nlln、45Mn螺纹钢锚杆锚固力Q=
10.7tV
12.4t
3、锚固剂的确定锚杆支护巷道采用树脂锚固剂树脂锚固剂应具备的主要特性见表7,树脂锚固剂产品型号见表8,树脂锚固剂的规格见表9,树脂锚固剂的主要技术指标见表Wo有关煤矿标准择录中华人民共和国国家标准锚杆喷射混凝土支护技术规范GBJ86-85主编部门中华人民共和国冶金工业部批准部门中华人民共和国国家计划委员会实行日期:一九八六年七月一日关于发布《锚杆喷射混凝土支护技术规范》的通知计标
[1985]2064号根据原国家建委
（81）建发设字第546号文的通知，由冶金工业部负责主编，由冶金工业部建筑研究总院会同有关单位编制的《锚杆喷射混凝土支护技术规范》已经有关部门会审现批准《锚杆喷射混凝土支护技术规范》GBJ86-85为国家标准，自一九八六年七月一日起施行本规范由冶金工业部管理，其具体解释等工作由冶金工业部建筑研究总院负责国家计划委员会一九八五年十二月十七日围岩物理力学性质计算指标表
3.
1.7-1参数围岩奖凝聚力（兆内摩擦角弹性模量波松比册、帕）（度）（兆帕）岩石容重（千克/米IO43）I
3.
5552.
00.17~
0.22500〜2700II
1.5〜
3.545〜
551.0〜
2.
00.2〜
0.252500〜2700III
0.6〜
1.535〜
450.5〜
1.
00.25〜
0.302300〜2500IV
0.1〜
0.630--
350.1〜
0.
50.30〜
0.352200〜2400V
0.05〜，
0.120--
300.03〜，
0.
10.35〜
0.452000〜2300围岩结构面的粘结力和内摩擦系数表
3.
1.7-2结构面分级结构面类结构面特征摩擦系数粘结力（兆帕）型一般结构结构面不贯通，起伏粗糙，无
10.
60.1面充填物2一般结构结构面贯通性差，起伏平滑，
0.045〜
0.
60.06~
0.1面部分有充填物质3一般结构结构面贯通性较差，碎屑充
0.35〜
0.
450.03〜
0.06面填厚度小于起起伏差4一般结构平直，有薄层粘性夹泥0〜
0.
020.25〜
0.35面5一般结构结构面贯通性好，平直光滑，
0.17~
0.250面有粘性夹泥，夹泥较厚，呈塑流性状第
3.
3.8条设计局部锚杆时,拱腰以上的锚杆对危石的抗力可按下列公式验算水泥砂浆锚杆K GWn As fst（
3.
3.8-1）・・・预应力锚索或预应力锚杆K GWnP（
3.
3.8-2）・・或K,GWn Ayo con（
3.
3.8-3）・・式中G——锚杆或锚索承受的危石重量（牛顿）;As——单根锚杆杆体的截面积（厘米2）;Ay——单根预应力锚索或预应力锚杆杆体截面积（厘米2）n——锚杆、预应力锚索或预应力锚杆的根数；fst——水泥砂浆锚杆钢筋设计抗拉强度（牛顿/厘米2）;P——单根预应力锚索或预应力锚杆的预张拉力值（牛顿）；con预应力锚索或预应力锚杆张拉控制应力（牛顿/厘米）；K——安全系数，取2第
3.
3.9条拱腰以下及边墙局部锚杆的抗力可按下列公式验算水泥砂浆锚杆K-Glf G2+nAs-fsv+C-A（
3.
3.9-1）・・预应力锚索或预应力锚杆K GlWfG2+Pt+f•Pn+C•A（
3.
3.9-2）・・式中Gl、G2——分别为不稳定岩块平行作用于滑动面和垂直作用于滑动面上的分力（牛顿）；As——单根水泥砂浆锚杆钢筋的截面积（厘米2）;n——锚杆根数；A——岩石滑动面的面积（厘米2）;C——岩石滑动面上的粘结力（牛顿/厘米2）;fsv——水泥砂浆锚杆钢筋设计抗剪强度（牛顿/厘米2）;f——岩石滑动面的摩擦系数；Pt、Pn——分别为预应力锚索或预应力锚杆作用于不稳定岩块上的总压力在抗滑动方向及垂直于滑动面方向上的分力（牛顿）；K——安全系数，取2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.（
3.
3.11-2）见图形所示
3.
3.11-14fcs
3.
3.11-2式中la——锚杆杆体或锚索体锚入稳定岩体的长度（厘米）;dl——锚杆钢筋直径走私或锚索体直径（厘米）;d2——锚杆孔直径（厘米）；fst——锚杆钢筋或锚索体的设计抗拉强度（牛顿/厘米2）；fcs——水泥砂浆与钢筋或水泥砂浆与锚索的设计粘结强度（牛顿/厘米2）；fcr——水泥砂浆与孔壁岩石的设计粘结强度（牛顿/厘米2）；K——安全系数，取
1.2GB
1499.2-2007钢筋混凝土用钢
7.
3.1钢筋的屈服强度Rei、抗拉强度Rm、断后伸长率A、最大力总伸长率Agt等力学性能特征应符合表6的规定表6中所列各力学性能特征值,可作为交货检验的最小保证值表6Rei/MPa Rm/MPa A/%Agt/%牌号不小于HRB33533545517HRBF335HRB
400400540167.5HRBF400HRB50050063015HRBF500锚喷支护工程质量检测规程MT/T5015-96表
4.
5.1锚杆允许外霹长度（mm）类别允许外露长度有托板露出托板W50无托板〈50爆炸材料库砌室、锚喷巷道05锚杆抗拔力检测
5.1检测方法
5.
1.1用锚杆拉力计作锚杆抗拔力检测，根据检测结果评判锚杆抗拔力和安装牢固程度的质量状况
5.
1.2锚杆拉力计应符合以下要求a）最大工作荷载不小于70kN；b）工作行程不小于10mm；c）测力装置应使用标准精密压力表或数据显示系统，精密度等级宜为
0.5级
5.2检测程序
5.
2.1确定检测数量巷道每3050m,取样不少于一组立井、胴室每〜300根锚杆或300根以下，取样不少于一组；300根以上，每增加1~300根，相应多取样一组设计或材料变更，应另取一组每组不得少于3根
5.
2.2在同一检查点内均匀取3根或3根以上作为一组
5.
2.4将压力表读数数显值按公式
5.
2.4换算成锚杆抗拔力F=CPS
5.
2.4式中F——锚杆抗拔力N；C——压力表值与锚杆抗拔力之间相关系数，在仪器标定时确定；P——压力表读数MPa；S-----锚杆拉力计千斤顶活塞面积mm2TVET中华人民共和国煤炭行业标准树脂锚杆锚固剂MT
146.1—2002Resin anchorbolts—Capsules宜为300400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150X150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300nnn~400mm
2.理论估算法《在锚杆喷射混凝土支护技术规范》第三节锚杆支护设计”中GBJ86-85”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.（
3.
3.11-2）见图形所示
3.
3.11-
13.
3.11-2式中la——锚杆杆体或锚索体锚入稳定岩体的长度（cm）；dl——锚杆钢筋直径走私或锚索体直径（cm）；d2——锚杆孔直径（cm）；f——锚杆钢筋或锚索体的设计抗拉强度（N/cm2）；stfcs——水泥砂浆与钢筋或水泥砂浆与锚索的设计粘结强度（N/cn）2）；圆钢为
2.5MPa,螺纹钢为5MPafcr水泥砂浆与孔壁岩石的设计粘结强度（N/cm2）；砂浆与石灰岩粘表1产品分类凝胶时间等待安装时间类型特性颜色标识S S黄CKa8〜2510〜30超快速红CKb26〜4030〜60K快速41〜9090〜180白Z中速91〜180480M慢速180注1在（22±1）C环境温度条件下测定注2搅拌应在锚固剂凝胶之前完成.技术要求
5.1原材料5锚固剂所用原材料应符合有关国家标准和行业标准要求
5.2外观树脂锚固剂应装填饱满，质地柔软，颜色均匀，树脂胶泥不分层沉淀，封口严密,无渗漏，各型号锚固剂的标识应符合表1的规定
5.3直径、长度偏差锚固剂直径偏差为±
0.5mm；长度偏差为±10mm
5.4树脂胶泥稠度环境温度为（22±1）℃时，不小于16mll
15.5凝胶时间应符合表1的规定
5.6抗压强度环境温度为（22±1）℃,龄期24h条件下，用于端锚的锚固剂其抗压强度应不小于60MPa,用于全锚的锚固剂其抗压强度应不小于40MPao
5.7锚固力应符合表3的规定MT
146.1—2002表锚固力规定值..类型CKa CKK ZM3kN龄期/min3101530螺纹钢杆体422mm1250s^335MPa620mm105418mm85616mm75622mm90620mm70圆钢杆体s2235MPa618mm60616mm
5.8有效期
505.
9.1环境温度为2025t室内存放时，不小于3个月〜
5.
8.28（TC热稳定性试验，不小于16h
5.8抗拔力锚固长度125mm,模拟孔直径28mm,配套杆体为直径20mm、屈服强度500MPa的无纵肋螺纹钢杆体,龄期2h条件下，抗拔力应不小于100kNo
5.9锚固力在表3规定的龄期，锚固力应不小于与之配套杆体规定屈服力的1・2倍表3规定龄期单位为分钟z类型CKa CKbK M规定龄期5101530煤矿锚杆支护技术规范（新）ICS
73.
100.10D97备案号26921—2010MT2009-12-11发布2010-07-01实施中华人民共和国煤炭行业标准MT/T1104—2009煤巷锚杆支护技术规范Technical specificationsfor boltsupporting incoalroadway国家安全生产监督管理总局发布
4.
3.1一般要求设计选用的煤巷锚杆支护材料应符合国家标准和相关行业标准，并具有产品合格证锚杆（锚索）杆体及其附件、其它组合构件等的力学性能应相互匹配
4.
3.2锚杆、托板、螺母
4.
3.
2.1金属杆体、托板、螺母应符合MT
146.2—2002的规定
4.
3.
2.2树脂锚杆玻璃纤维增强塑料杆体应符合有关标准的规定
4.
3.3锚固剂树脂锚固剂应符合MT
146.1—2002的有关规定锚固剂生产厂家应提供质量合格证
4.
3.4钢带钢带的选用应根据巷道具体情况选用不同型号和规格，钢带材料抗拉强度应不低于375MPa
4.
3.5锚索o
4.
3.
5.1锚索用钢绞线应符合GB/T5224-2003的规定；应优先选用抗拉强度等级不低于1860MPa,延伸率不小于
3.5%,直径不小于
15.2mm的钢绞线
4.
3.
5.2与钢绞线配套的锚具应符合GB/T14370-2000的规定
4.
3.
5.3锚索托板的承载力应符合MT/T942-2005的要求结强度为
2.5MPa,砂浆与粘土岩粘结强度为
1.8MPa,K——安全系数，取
1.2
（三）锚杆有效长度或软弱岩层厚度L
21.根据“悬吊理论”确定L2L2=KH式中K------安全系数，一般取2；H-----软弱岩层厚度，m；
2.根据“普氏自然平衡供理论”确定L2•顶板锚杆有效长度顶L2当时，顶=人=犬
②一------------------------------f23431=瓦=当时，顶2---------——4---------------------------------+//tanf450--/顶f34
②—2式中K安全系数，一般取
1.52；〜b或bl-一（普氏免压拱高）围岩松动圈冒落高度，m；B-—巷道开掘宽度，此处取B=
5.3ni；f-一巷道顶板的岩石普氏坚固性系数，（煤取
2.5）；H-—巷道掘进高度，取
3.3m；/顶-一顶板岩石普氏系数；（煤取
2.5）；3-—两帮围岩的似内摩擦角，取益反算；一arctan
2.5-
68.2coTS=arctan/•帮锚杆有效长度帮的确定L2L tan45°——------------------------------
②—3=C=HZ r\伟=
0.64m或=
1.27m式中c-一帮破碎深度（m）；H一-巷道掘进高度，取
3.3m；
①-一两帮围岩的内摩擦角，取40°；co（）-arctan/B巷道开掘宽度，
5.3m；f---岩石普氏系数；（煤取
2.5）；将以上L、L
2、L3的值代入
①式得顶顶L帮，2L1+L2帮+L
33.L根据“L1组+L合2拱理+L论3”计算L2组合拱理论设计锚杆的支护参数，一般适用于围岩破碎，巷道断面为拱顶的巷道=
2.8X24X100X1/1000X
2.5X1XCosl.5°-1X
3.3Xtan45°-
68.2°/2=
2.05m式中K——自然平衡拱角应力集中系数，与巷道断面形状有关；矩形断面，取
2.8r--上覆岩层平均容重KN/M,取24回/能H-—巷道埋深道，取100m；B―—固定支撑力压力系数，按实体煤取1；fc--煤层普氏系数，取
2.5；Kc-—煤体完整性系数取
0.9-
1.0,取1；一-煤层倾角，取3；h-—巷道掘进高度m,取
3.3m；--煤体内摩擦角，可按fc反算，取
68.2；Q=arctan
2.5=
68.
2、潜在冒落高度II b二
2.65+
1.26Xcos3°/
0.45X3=
2.89m式中a——顶板有效跨度之半m,取
2.65m；C——两帮煤体受挤压深度m,由
①式计算得
1.05m；K——直接顶煤岩类型性系数；取
0.45y当岩石f=3-4时,取
0.45；f=4-6时,取
0.6；f=6-9时,取
0.75；-直接顶普氏系数，取3；煤层倾角，取5；、两煤帮侧压值m Qs=
2.8X3X
1.26X13X[
3.3Xsin3°+
2.89Xcosl.5°Xtg45-
68.2/2]=185kN/m2式中K—自然平衡拱角应力集中系数，与巷道断面形状有关；矩形断面，取
2.8；n-—采动影响系数取2-5,取3C-—两帮煤体受挤压深度m,由
①式计算得
1.26m；r煤一-煤体容重KN/m3,取24KN/m3；h一-巷道掘进高度m,取
3.3m；a煤层倾角，取3；b--潜在冒落高度，由
②式计算得
2.89m；0---煤体内摩擦角，可按fc反算得
68.2°帮^L2顶二L2b将以上L、L.L3的值代入
①式得:2顶顶L2L1+L2+L3帮帮
4.根据“组合梁原理”计算L2L2L1+L2+L3组合梁理论只适合层状顶板锚杆支护的设计，对于巷道的帮、底不适用，组合梁厚度越大，梁的最大应变值越小组合梁充分考虑了锚杆对离层和滑动的约束作用，原理上对锚杆作用分析的比较全面，但是它存在以下明显缺点a.组合梁有效组合厚度很难确定b.没有考虑水平应力对组合梁强度、稳定性及锚杆荷载的作用其实，在水平应力较大的巷道中，水平应力是顶板破坏、失稳的主要原因0—6+44=
1.9355—式中K1---与施工方法有关的安全系数掘进机掘进2-3；爆破法掘进3-5；巷道受动压影响5-6P--组合梁自重均布载荷MPa,取
0.06MPa；—与组合梁层数有关的系数cp组合层数12324°值
1.
00.
750.
70.65B--巷道跨度m,取
5.3m；ol—最上一层岩层抗拉计算强度MPa,可取试验强度的
0.3-
0.4倍，没有参数？X原岩水平应力O X=x rz=
0.4X24X10-9X100X103=
0.000960MPa式中入一侧压力系数，一般为
0.25-
0.4,/——上覆岩层平均容重，取24KN/H13；Z一巷道埋深（m）,®100m；将以上L
1、L.L3的值代入
①式得2L,L+L+LI ZB
5.按经验公式计算锚杆长度L（加固拱理论）L=N
1.1+B/10=
1.0X
1.1+
5.3/10=
1.63m；式中L—锚杆长度（m）；N一围岩稳定影响系数，V类围岩取系数
1.2；B一巷道跨度（m）,取
5.3m锚杆间、排距
（一）经验公式根据《锚杆喷射混凝土支护技术规范》GBJ86—85规定:第
3.
3.7条系统锚杆的布置应遵守下列规定:
一、在隧洞横断面上,锚杆应与岩体主结构面成较大角度布置；当主结构面不明显时,可与隧洞周边轮廓垂直布置；
二、在岩面上,锚杆宜成菱形排列；
三、锚杆间距不宜大于锚杆长度的二分之一；IV、V类围岩中的锚杆间距宜为
0.
51.0米，并不得大于
1.25米〜DW1/2L--------------------------
①D
0.5X2200=1100mm二根据锚杆支护的原理计算锚杆间/排距.根据“悬吊理论”计算锚杆间、排距1锚杆间距
2.DW1/2L•锚杆排距当复合顶板厚度小于
1.15叫即在巷道上方
1.15m范围内有关键层存在条件下，关键层下面复合顶岩层可悬吊在稳定的关键层岩层上,支护设计按悬吊理论计算，且不需锚索补强4锚杆的有效长度L2大于或等于关键层下位复合顶板厚度,锚杆的间排距则有式中D—锚杆间、排距，m；Q-锚杆设计锚固力，105KN/根K一安全系数，一般取
1.5~2；L2—软弱岩层厚度或冒落拱高度b,取m；H一软弱岩层厚度或冒落拱高度b,取m；2/式中B——巷道开挖宽度，m；f——岩石坚固性系数，取3Y—被悬吊岩石的容重，取24KN/m3；d—锚杆最小直径，mm；
3.根据“组合拱理论”计算锚杆间、排距。
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