假设锚杆的间距与排距相等，即：a杆1?a杆2
a杆1?1.4472d杆? K2?B式中 a杆1、a杆2—锚杆的间距、排距；
d杆—锚杆杆体直径，选择直径d杆?18mm的锚杆，mm；
?—锚杆杆体材料的抗剪强度，查材料的强度检验报告可得，MPa；
；
K2—安全系数，一般取3～6，MPa；
?—组合梁岩层平均重力密度，KN/m3；
B—巷道宽度，m。
3、锚杆的锚固力
锚杆的锚固力应该不小于杆体屈服载荷。
12Q杆??d杆?s
4式中 Q杆—锚杆锚固力，KN；
d杆—锚杆直径，m；
?s—锚杆杆体的屈服强度，MPa。
、
4、锚索的长度
L索?L索1?L索2?L索3
式中 L索—锚索长度，m；
L索1—锚索外露顶板长度，m；
L索2—锚索的有效长度，组合梁的厚度，m； L索3—锚索的锚固长度，一般取～2m；
5、锚索的间排距 《
锚索的间距a索1应根据锚杆的间距确定，每2～3根锚杆应布置1根锚索。 锚索的排距按下式计算：
a索2?
N索
K1a索1h?
式中 a索1、a索2—锚索间距、排距，m；
N索—锚索承载力，查材料强度检验报告可得，KN； K1—安全系数，一般取2～5；
h—组合梁岩层厚度，m；
?—组合梁岩层的平均重力密度，KN/m3；
6、锚索的锚固力
'
锚索的锚固力应不小于锚索的承载力， 即：Q索?N索
式中：Q索—锚索锚固力，KN；
N索—锚索承载力，KN。
第四部分 一般放顶煤巷道支护设计
一般放顶煤巷道（煤层厚度小于10米）沿煤层底板掘进，顶煤厚度3～6米，这类巷道应采用锚杆、锚索联合支护方式，应采用加固拱理论和悬吊理论进行设计。加固拱理论强调锚杆的群体作用，该理论认为：顶板安装锚杆后，在锚杆的有效长度范围形成了锥形体压缩区，只要锚杆间距足够小，各个锚杆形成的锥形体压缩区彼此重叠联结，便在围岩中形成了一个厚度为m的均匀连续压缩带，它不仅能保持自身的稳定，而且能承受地压，阻止上部围岩的松动和变形。锚索锚固在稳定的岩石顶板上，对压缩带起减跨作用，并对顶煤起悬吊作用。加固拱理论、悬吊理论力学模型如图4.
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图4 加固拱理论、悬吊理论力学模型
1、锚杆长度及间排距
L杆?L杆1?L杆2?L杆3
式中 L杆—锚杆长度，m；
L杆1—锚杆外露顶板长度，m； L杆2—锚杆的有效长度，m；
L杆3—锚杆的锚固长度，螺纹钢锚杆一般取～1m，麻花头锚杆一般取～0.4m；
&
加固拱厚度、锚杆长度与锚杆间排距有以下近似关系：
L杆2?mtan??a杆1
tan?式中 m—加固拱厚度，一般取～；
?—锚杆的控制角，煤体的硬度越大，控制角也越大，一般取30～45°；
a杆1—锚杆的间距，与排距a杆2近似相等，一般取～1m； 2、锚杆的直径
选择直径d杆?18mm的锚杆。 3、锚杆的锚固力
锚杆的锚固力应该不小于杆体屈服载荷。
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12Q杆??d杆?s
4式中 Q杆—锚杆锚固力，KN；
d杆—锚杆直径，m；
?s—锚杆杆体的屈服强度，MPa。 4、锚索的长度
L索?L索1?L索2?L索3
式中 L索—锚索长度，m；
L索1—锚索外露顶板长度，m；
)
L索2—锚索的有效长度，不小于顶板煤层的厚度，m； L索3—锚索的锚固长度，一般取～2m； 5、锚索的间排距
锚索的间距a索1应根据锚杆的间距确定，每2～3根锚杆应布置1根锚索。 锚索的排距按下式计算：
a索2?N索
K1a索1h?式中 a索1、a索2—锚索间距、排距，m；
N索—锚索承载力，查材料强度检验报告可得，KN；
、
K1—安全系数，一般取2～5；
h—顶板煤层厚度，h?L杆2?L杆3，m；
?—顶板煤层的平均重力密度，KN/m3；
6、锚索的锚固力
锚索的锚固力应不小于锚索的承载力， 即：Q索?N索
式中：Q索—锚索锚固力，KN；
(
N索—锚索承载力，KN。
第五部分 特厚放顶煤巷道支护设计
特厚放顶煤巷道（煤层厚度大于10米）沿煤层底板掘进，顶煤厚度一般大于6米，这类巷道应采用锚杆、锚索联合支护方式，应采用加固拱理论和自然平衡拱理论进行设计。加固拱理论强调锚杆的群体作用，该理论认为：顶板安装锚杆后，在锚杆的有效长度范围形成了锥形体压缩区，只要锚杆间距足够小，各个锚杆形成的锥形体压缩区彼此重叠联结，便在围岩中形成了一个厚度为m的均匀连续压缩带，它不仅能保持自身的稳定，而且能承受地压，阻止上部围岩的松动和变形。锚索对组合梁起减跨作用，对自然平衡拱下部的煤层起悬吊作用，把巷道顶板自然平衡拱下部易冒落的煤层悬吊在上部稳定的煤层中。加固拱理论、自然平衡拱理论力学模型如图5。
图5 加固拱理论、自然平衡拱理论力学模型。
1、锚杆长度及间排距
L杆?L杆1?L杆2?L杆3
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同煤集团巷道支护理论计算设计方法(初稿)
