[发明专利]复合顶板锚杆支护角度确定方法

摘要

本发明提供一种复合顶板锚杆支护角度确定方法，由于对每个巷道来说，巷道设计尺寸、普氏系数和内摩擦角均为已知量，由此可知每个巷道对应的剪应力椭圆方程，从而，在已知锚杆固定点横坐标位置的前提下，即可计算出其纵坐标，并推算得出锚杆的倾斜角度λ。该方法尤其适用于特厚复合顶板锚杆支护角度的确定。以解决现有特厚复合顶板锚杆支护角度等参数多数根据以往的经验来确定，没有科学依据，易发生设计偏差，以至于常出现锚杆破断或顶板冒顶事故等问题。本发明属于矿区安全领域。

主权项

1.一种复合顶板锚杆支护角度确定方法，其特征在于：巷道开挖后，矩形巷道周围形成剪应力椭圆，且应力椭圆外接于矩形巷道，椭圆的中心点与矩形巷道的中心点重合，因此矩形巷道的边角点坐标属于椭圆上的一个坐标点，设椭圆的中心为坐标原点，矩形巷道的宽为2B，高为2H，则矩形边角点A的坐标为(B，H)；由于压力拱轮廓线与剪应力椭圆重合，设压力拱的顶点为B1、压力拱的高度为h，则B1点的坐标为(0，H+h)；将点A(B，H)和点B1(0，H+h)代入椭圆方程(1)，求解得：因此剪应力椭圆方程为：由普氏冒落拱计算公式，可知：其中式(3)中，f_顶为巷道顶板的普氏系数，f_帮为巷道两帮的普氏系数，为两帮岩石的内摩擦角；对每个巷道来说，巷道设计尺寸、普氏系数和内摩擦角均为已知量，由此可知每个巷道对应的剪应力椭圆方程，从而，在已知锚杆固定点横坐标位置的前提下，即可计算出其纵坐标，并推算得出锚杆的倾斜角度λ。