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。
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、冒落拱高
??B??Htan?45??帮?22??b?
f顶式中：b—自然平衡拱高度，m；
B—巷道掘进宽度，m； H—巷道掘进高度，m；
?帮—两帮煤的内摩擦角，查采矿工程设计手册表1—4—37和表1—
4—40。
5、锚索长度 '
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，不小于自然平衡拱的高度，m； L索3—锚索的锚固长度，一般取～2m； 6、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： ）
N索 a索2?Kba索1?式中 a索2—锚索的排距，m；
N索—锚索承载力，查材料强度检验报告可得，KN； K—安全系数，一般取2～5； b—自然平衡拱高度，m；
?—冒落拱煤层平均重力密度，KN/m3；
7、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。
第六部分 极近距离煤层巷道支护设计
层间距小于4米的巷道应采用锚杆、11#工字钢棚联合支护方式，应采用组
合梁理论和简支梁理论进行支护设计。锚杆的作用是将层状岩层组合起来形成组合梁结构，11#工字钢梁起简支梁作用，对岩层起支撑作用。组合梁理论、简支梁理论力学模型如图6。
图6 组合梁理论、简支梁理论力学模型
1、锚杆长度
~
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；
L杆2?K1? 还必须满足L杆2?L杆3小于岩层的厚度。 4Rt式中 K1—安全系数，一般取3～5；
#
?—组合梁岩层平均重力密度，KN/m3；
Rt—组合梁最下一层岩石的抗拉强度MPa； 2、锚杆间排距及杆体直径
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、11#工字钢的棚距
工作钢梁最大弯矩按下式计算：
1Mmax?qB2
8式中：Mmax—工字钢梁上的最大弯矩，kN·m；
q—均布载荷, kN/m；
B—巷道上部尽宽，m。
q??a棚L杆2
式中：?—组合梁岩层平均重力密度，KN/m3；
$
a棚—11#工字钢棚距， m。
所以有：Mmax?1?a棚L杆2B2 8
工字钢弯矩如图7。
图7 工字钢弯矩
工字钢的最大弯曲拉应力应按下式计算：
2Mmxs?a棚L杆2B ?max??WX8WX：
式中：?max—最大拉应力，KN/m2；
WX—工字钢的抗弯截面模量，cm2。
钢梁稳定应满足条件：
K3?a棚L杆2B2 ?s?K3?max?8WX式中：?s—工字钢梁刚才的屈服强度，查强度检验报告可得，KN/m2；
K3—安全系数，一般取3～5。
所以有可求得11#工字钢的棚距为：
a棚?…
8WX?s
K3?L杆2B2第七部分 岩石拱形巷道支护设计方法
岩石拱形巷道应采用锚杆、喷浆联合支护方式，应采用加固拱理论。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的均匀连续压缩拱，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。喷浆的作用：一是
同煤集团巷道支护理论计算设计方法(初稿)
