[發明專利]一種煤礦巷道錨桿支護設計方法

在審

• 申請號: 201710668154.1
• 申請日: 2017-08-07
• 公開（公告）號: CN107587891A
• 公開（公告）日: 2018-01-16
• 發明（設計）人: 王博
• 申請（專利權）人: 寧夏建設職業技術學院
• 主分類號: E21D21/00
• 分類號: E21D21/00;G06F17/50
• 代理公司: 北京輕創知識產權代理有限公司11212
• 代理人: 談杰

技術領域

本發明屬于煤礦巷道技術領域，具體而言，涉及一種煤礦巷道錨桿支護設計方法。

背景技術

錨桿支護是一項系統工程，它涉及到設計、施工、支護材料、實測技術手段等各個方面。錨桿支護設計是錨桿支護工程中的一項關鍵技術，關系到錨桿支護工程的質量優劣、是否安全可靠以及經濟是否合理等重要問題。如果錨桿支護形式和參數選擇不合理，往往會造成兩種極端，即要么巷道支護強度不夠，不能有效控制圍巖的變形，進而導致巷道出現冒頂偏幫等事故；要么巷道支護強度太高，不僅浪費支護材料，而且降低了巷道掘進速度，嚴重影響了礦井經濟效益的提高。

我國煤礦每年掘進巷道總長度達千萬米，但是由于煤礦工程地質條件以及生產技術條件的復雜性，巷道錨桿支護設計一直存在著很大的問題，錨桿支護設計方法廣泛地采用工程類比分析法，這種設計方法缺乏有效的技術手段去從根本上定量地計算分析錨桿支護的一些關鍵性的技術問題，譬如，在支護設計上無法定量的考慮地應力這一最重要因素的影響，對許多問題只能憑猜測和假設，在實際應用中暴露出了很大的缺點和局限性，設計者的主觀隨意性對設計結果影響很大。

目前，國內錨桿支護設計方法大多都是通過對局部圍巖進行取樣，然后對取樣的圍巖的強度進行檢測，并根據檢測結果配置錨桿的參數。但是該方法具有很強的局限性，不能全面的展現大范圍的圍巖的實際情況，因此對錨桿的參數的配置也不準確。

發明內容

本發明的目的在于提供一種煤礦巷道錨桿支護設計方法，進而至少在一定程度上克服由于相關技術的限制和缺陷而導致的一個或者多個問題。

本發明所采用的技術方案是，一種煤礦巷道錨桿支護設計方法，包括以下步驟：

步驟一，測量巷道頂部寬度W₀以及巷道頂部垂直地壓p₀；

步驟二，根據所述巷道頂部寬度W₀以及巷道頂部垂直地壓p₀構建巷道截面曲線方程；

步驟三，根據所述巷道截面曲線方程計算巷道錨桿的長度。

進一步的，所述步驟二包括：

根據所述巷道頂部寬度W₀以及巷道頂部垂直地壓p₀構建巷道截面曲線方程：

其中，σ₂為頂板巖體的抗拉強度；x、y分別為巷道頂部的水平坐標以及垂直坐標。

進一步的，所述步驟三包括：

根據所述巷道截面曲線方程計算頂板不穩定范圍高度h_sa；

根據所述頂板不穩定范圍高度h_sa計算所述巷道錨桿的長度L；

其中，L＝L₁+L₂+L₃，L₁為錨桿外露長度，取值為0.15m；L₂為錨桿深入巷道截面內的長度，取值為L₂＞h_sa；L₃為錨桿超過巷道截面的長度，取值為 0.5m。

進一步的，所述煤礦巷道錨桿支護設計方法還包括：

步驟五，計算所述巷道錨桿的桿體直徑d以及各所述巷道錨桿間的間距 a。

進一步的，所述步驟五包括：

所述桿體直徑所述間距

其中，Q錨固力，σ_t為桿體材料抗拉強度，K為錨桿安全系數，取值為 1.5，r為圍巖密度，L₂為錨桿深入巷道截面內的長度，取值為L₂＞h_sa。