岩层控制理论与工程设计详述专业知识讲座.ppt

;(锚固应力)σ,随岩层剪切位移量的增加而发生改变;,随锚固应力和层面滑移量的不同而发生改变。锚固岩层剪胀平衡理论岩层层面剪力:层面平均剪应力:层面法向锚固应力:层面剪胀摩擦角:顶板岩层锚固强度计算公式:p=σ+q式中:p——顶板岩层锚固强度;σ——岩层层面锚固应力;q——锚固岩层荷重(锚固岩层容重×厚度=γ∑h)。,增加锚固岩层厚度(锚索长度),对锚固效果产生负效应。,要求预紧力越高。取:顶板预应力为pA;岩层自重应力为q;则:当pA<q时,岩层会沿层面发生离层。【例】取:B=;h煤=;h岩=;h锚=;排距l=;γ煤=;γ岩=;JRC=0;φb=30°γ均=(×+×26)/5=(kN/m2)则:q总=×+×26=(kN/m2)顶板锚固应力:P=[σ]+q=+=(kN/m2)取安全系数K=~,则顶板岩层锚固强度[p]=~(kN/m2);或:[p]=~(kN/排)WilliamJohnMaquornRankine(1820-1872)英国科学家,在热力学、流体力学及土力学等领域均有杰出的贡献Rankine强度准则巷道侧帮锚固计算强度(贾喜荣,2008年)由Rankine准则(1857)有:式中:σ3—巷帮锚固强度;qj—煤柱静载荷集度;Φ—煤柱内摩擦角;C—煤柱内聚力。结论:取:采深:H=220m;巷宽:B=;巷高:h=;顶板岩层容重:γ=26kN/m3;煤柱单轴抗压强度:σc=13MPa=13000kN/m2由煤柱临界宽度计算公式有:此时,煤柱处于极限平衡状态,只需低支护强度可维护巷帮稳定。【前例】煤柱临界宽度计算【例】巷帮支护强度计算取:H=220m;B=;h=;γ=26kN/m3;σc=13000kN/m2;W=;φ=35°;Kd=:则巷帮支护强度:式中:p—巷帮支护强度;σp—煤柱强度;qj—煤柱静载荷集度;Kd—动载系数。【例】巷帮支护强度计算取:H=220m;B=;h=;γ=;σc=1300t/m2;W=;φ=35°;Kd=:则巷帮支护强度: