矿用锚索设计计算书
锚杆锚索计算09.06版
孔壁对砂浆的极 锚固段长度（m） 限剪应力(kPa) t 500 la 6.7 6.7 7
.P F l n . . d .tu F .P l
s2 sa
s2 a
t
t1
. dn .t
6
锚索总 锚固段长度（m） 自由段长度（m） 张拉长度（m） 锚索总长度（m） 长度计 L L0 L1 LL 算 7 12 1.5 20.5
锚杆与水平面的 法向阻力折减 夹角（下倾角） 系数 （°） β 20 λ 0.5
3
钢绞线 束数计 算
安全系数 Fs1 1.8 锚索沿边坡高度 布置排数 6
钢绞线束数（每延米边坡）n0 计算值 6.6 取值 7
n0 Fs1来自P.Pu
t
4
每孔锚 索设计 锚固力 计算
每孔束数 n 4
每孔锚索设计锚固力Pt(kN) 计算值 478 取值 550
锚固段 长度 （浆筋 间） 5 锚固段 长度 （锚固 体和孔 壁间）
锚固体安全系数 Fs2 2.5
单根钢绞线直径 锚索与砂浆极限 锚固段长度（m） (m) 粘结强度(kPa) d 0.0152 tu 2340 lsa 3.1 锚索锚固段计 算长度L(m) 锚索锚固段取值 长度L(m)
锚固体安全系数 锚固体直径（m） Fs2 2.5 dn 0.13
45 2 A 1 A 1 2( A 1)
F P t 0 sin( ) tan cos( )
2
设计锚 固力计 算
剩余下滑力 （KN） F 832.2
滑动面内摩擦角 （°） φ 15 钢绞线极限张拉 荷载（KN） Pu 259
滑动面倾角 （°） a 18 锚索水平间距 （m） 3 钢绞线布置总束 数 24
井下锚索支护选型验算
xxxxx煤矿锚索支护选型验算计算单位：xxx技术科计算日期：2011年1月16日我矿掘进巷道采用锚杆（锚索支护），为确保支护的有效性，保证矿井安全生产，我矿技术部门特对采取的掘进工作支护方式进行了验算。
一、锚杆（索）长度计算： L=KH+L 1+L 2式中 L---------锚杆（索）长度，m; H----------自然平衡拱高度，m; K----------安全系数，一般取K=2;L 1---------锚杆（索）锚入稳定岩层的深度，一般按经验取0.5m; L 2---------锚杆（索）在巷道中的外露长度，一般取0.1m 。
H= fB2＝526.4⨯＝0.46（岩巷） H=fB 2＝326.3⨯＝0.6（煤巷） 式中 B--------巷道开掘宽度，取最大4.6m; f---------岩石坚固系数，砂岩取5，煤层取3。
则岩巷L=2×0.46+0.5+0.1=1.52m ， 煤层顶板L=2×0. 6+0.5+0.1=1.80m 。
2、锚杆（索）间、排距计算锚杆（索）间、排距计算，按间、排距相等布置，取其 α=γKH Q式中 α---------锚杆（索）间排距，m;Q--------锚杆（索）设计锚固力，100KN/根;H----------自然平衡拱高度，岩巷取0.46m ，煤巷取0.6m; γ----------被悬吊砂岩的容重，岩巷取25.48kN/m 3，煤巷取13.5kN/m 3;K---------安全系数，一般取2; α=48.2546.02100⨯⨯＝2.07m(岩巷)α=5.136.02100⨯⨯＝2.48m(岩巷)通过以上计算，我矿掘进工作面采用直径15.4mm 、长度3.5m 的锚索，间、排距均为1m,能够保证矿井的支护安全。
但当围岩稳定性较差时，锚索的间排距都缩小为0.8m,不得大于0.9m,且顶板破碎时，采用挂梁配合锚索支护。
锚杆锚索设计
1、帮锚杆
锚固力不小于50KN(或5吨或12.5MPa)
公式计算
拉力器上仪表读数MPa×4=锚固力KN
锚固力KN÷10=承载力 吨
例
13MPa拉力器上仪表读数 ×4= 52KN锚固力
52KN锚固力 ÷10=5.2吨 承载力
2、顶锚杆
锚固力不小于70KN(或7吨或17.5MPa)
公式计算
Ф17.8锚索拉力计型号YCD18-200型张拉千斤顶
21.6锚索承载力为504KN
备注
1、使用扭力矩扳手检测 帮锚杆扭力矩不小于120KN,顶锚
杆扭力矩不小于150KN。
2、井下排版填写记录 均填锚固力 帮锚杆50KN、顶锚杆
70 KN、Ф15.24锚索120KN、Ф17.8锚索169.6KN。
3、检测设备型号
锚杆拉力计型号LSZ200型锚杆拉力计
Ф15.24锚索拉力计型号YCD-180-1型预应力张拉千斤顶
169.56KN锚固力 ÷10=16.956吨 承载力
5、Ф21.6锚索
锚固力不小于250KN(或25吨或55MPa)
公式计算
拉力器上仪表读数MPa×4.55=锚固力源自N锚固力KN÷10=承载力 吨
例
55MPa拉力器上仪表读数 ×4.55= 250KN锚固力
250KN锚固力 ÷10=25吨 承载力
型号为YCD22-290型预应力张拉千斤顶
拉力器上仪表读数MPa×4=锚固力KN
锚固力KN÷10=承载力 吨
例
18MPa拉力器上仪表读数 ×4= 72KN锚固力
72KN锚固力 ÷10=7.2吨 承载力
3、Ф15.24锚索
锚固力不小于120KN(或12吨或40MPa)
锚索加固挡墙计算书
XXX挡墙加固工程计算书计算：校审：审定：XXXX设计研究院xx 年xx月一、边坡岩土设计技术参数选取说明：1、设计范围：xx高切坡2、设计依据《xx加固工程工程地质勘察报告》《建筑边坡工程技术规范》（GB50330－2002）《建筑地基基础设计规范》（GB50007－2002）《地质灾害防治工程设计规范》(DB50/5029-2004)3、设计使用年限50年，安全等级2级。
4、岩性层面及裂隙关系：该地段位于xx向斜东南翼边缘部，单斜构造，岩层产状130º∠18º～20º。
发育两组早期节理：LX1为倾向节理，节理面产状300°～320°∠35°～65°，LX2为走向节理，节理面产状为10°～25°∠55°～65°，节理裂隙闭合较好，贯通性较差。
裂隙不太发育，岩体较完整。
5、边坡的分段：根据边坡的高度，将整个边坡分为二段，主体为7米高，部份高度为10米，分别采用1-1’,2-2’剖面作为计算剖面。
6、计算参数取值：边坡的主要岩性以强~中风化泥岩、砂岩为主：岩石重度：γ=25.5KN/m3边坡重要性系数：γ=1.1强风化粉砂岩：φ＝18 o，ｃ＝50KPa=55°岩体等效内摩擦角：φd二、支护锚索设计1、1－1’剖面设计（AB和CD区段代表剖面）（1）、按岩体等效内摩擦角计算侧向土压力1.1 基本资料1.1.1 工程名称： 1-11.1.2 挡土结构的高度 h ＝ 7m，主动土压力增大系数ψc ＝ 1.0，挡土墙墙背的倾角α ＝ 90°1.1.3 地表均布荷载标准值 q ＝ 30kN/m，边坡对水平面的坡角β ＝0°1.1.4 岩土的重度γ ＝ 19.0kN/m，土的粘聚力 c ＝ 0kN/m，墙背土的等效内摩擦角φ ＝30°，土对挡土墙背的摩擦角δ ＝ 15°1.2 挡土墙主动土压力系数κa挡土墙在土压力作用下，其主动压力系数应按基础规范式 L.0.1-1 计算：κa ＝ {Sin(α+β)/[Sinα*Sin(α+β-φ-δ)]^2}*{κq*[Sin(α+β)*Sin(α-δ)+Sin(φ+δ)*Sin(φ-β)]+2*η*Sinα*Cosφ*Cos(α+β-φ-δ)-2*[(κq*Sin(α+β)*Sin(φ-β)+η*Sinα*Cosφ)*(κq*Sin(α-δ)*Sin(φ+δ) +η*Sinα*Cosφ)]^0.5}1.2.1 κq ＝ 1+[2*q/(γ*h)]*[Sinα*Cosβ/Sin(α+β)]＝ 1.151.2.2 η＝ 2 * c /(γ * h) ＝ 2*0/(25.5*8.7) ＝ 01.2.3 令 A ＝ Sin(α+β)/[Sinα*Sin(α+β-φ-δ)]^2＝ 21.2.4 令 B ＝κq*[Sin(α+β)*Sin(α-δ)+Sin(φ+δ)*Sin(φ-β)]＝ 1.5181.2.5 令 C ＝ 2*η*Sinα*Cosφ*Cos(α+β-φ-δ)＝ 01.2.6 令 D ＝κq*Sin(α+β)*Sin(φ-β)+η*Sinα*Cosφ= 0.5751.2.7 令 E ＝κq*Sin(α-δ)*Sin(φ+δ)+η*Sinα*Cosφ=0.7861.2.8 κa ＝ A * [B + C - 2 * (D * E) ^ 0.5] ＝ 0.3471.3 主动土压力合力标准值 EaEa ＝ψc * 0.5 * γ * h ^ 2 * κa ＝ 161kN（2）、锚杆配筋计算ehk=Ehk/H/0.85=27KN/m2锚索竖向设置二排，倾角为30°，肋柱水平间距5m。
锚索锚杆计算表格(含下滑力及锚杆锚索受力及伸长值计算)
取值1-1剖面设锚处每孔锚索或锚杆承担的滑坡推力设计值F n (kN)83.6滑动面内摩擦角φ（°）15锚索或锚杆与滑动面相交处，滑动面与水平面夹角α(°)20锚索或锚杆与水平面的夹角β（°）2098.26522锚索或锚杆轴向拉力设计值Nt（kN）109.2锚筋抗拉强度设计值fy(KPa)330000结构重要性系数γ0 1.1锚索或锚杆抗拉工作系数ξ2，0.69计算每孔锚索钢绞线或锚杆总面积As（mm²）527.5计算每孔锚索钢绞线或锚杆根数n2.91单根钢绞线或钢筋公称面积A （mm ²）181.5单根钢绞线或钢筋公称直径d （mm ）15.2选用钢绞线或锚杆根数1锚固体直径d h (mm)90锚索与水泥砂浆粘结强度设计值f b （KPa ）2400钢筋与砂浆粘结工作条件系数ξ30.6锚固段长度L SA (m)0.15锚索锚固段为枣核状时，Lsa(m)1.75锚固体与锚孔孔壁粘结强度特征值f rb (kPa)200锚固体与地层粘结工作条件系数ξ11锚固段长度Lm （m ） 1.93锚 索 或 锚 杆 计 算 表锚索或锚杆轴向拉力设计值Nt（kN）锚索或锚杆与水泥砂浆粘结强度，确定锚固段长度L sa （m）按锚固体与锚孔孔壁的粘结强度，确定锚固段长度L m （m）数据名称竖向间距la 排数取值取值362-2剖面3-3剖面74073615150.26179920200.34906620200.349066788.6784.6126000012600001.1 1.10.690.69997.7992.789.67.27.189.6139.0139.015.215.288170170295029500.60.61.12 1.121.28 1.28200200117.387.35表度L sa （m）度Lm （m）cos tan )sin(φβα++=n ak F N a t p N n 20ζγ=b s t o sa f d N r L πξ3≥rb b t m f d N L πξ1≥)cos(tan )βαφβα+++n F。
锚杆(锚索)长度、间排距、参数计算公式
Ph
式中： （。 ） ——内摩擦角， 则
tg 2 (45 ) 2 2
f (b B) 2tg tg 2 (45
2
（2） 求锚索的排距。根据锚索的屈服载荷 Y1，按每排安装 n 根锚索考虑， 有 nY1=W-Ff 式中： Y1——锚索的屈服载荷，KN。
——岩层倾角，取 30，
（2）帮锚杆间排距的计算 行帮支护所需提供的最大支撑力为
3max r{d H tan （45 - / 2) fH }tan 2 (45 - / 2) / f
为保持巷帮不失稳，则支护体提供的支护力 P 3max ，则锚杆的间距为： a1=Q/(b1K1 3max ) 式中： Q——帮锚杆锚固力 Q，取 40KN； a1——帮锚杆的间距，m； b1——帮锚杆排距，m； r——煤的容重，KN/m3，取 13.1； d——巷道半宽，m，取 1.5m；
G2 2rhB / 3
因此，锚索间距可由下式计算
Q2 G2 cos 2rha2 B cos / 3
式中： Q2——锚索预紧力，KN,100～120，取 100； r——岩石的容重，KN/m，取 23.5； B——巷道跨度，m，取 3； f——岩石普氏系数，取 2～4，取 3；
5
h——载荷体高度，m，按自然平衡拱理论，沿巷道单位长度吊 挂载荷计算方法，计算载荷体高度 h=B/（2f）=0.5
1 锚杆支护参数的确定
（1） 两帮破坏范围 C 的确定
[k C
kt kc c l 1.5 ]( 2 lt 2 t ) y cos( / 2) h 2 u k cot 2 (45 ) 1 1 u 2
岩土锚索计算书
附录二支挡结构计算书1.支挡结构计算书 (2)1.1支撑形式 (2)1.2 1-1剖面锚索设计： (2)1.2.1设计锚固力的计算及锚索的间距确定： (2)1.2.3 锚固体设计计算 (3)1.2.4外锚结构设计 (3)1.2.5锚具的选取 (4)1.2.1设计锚固力的计算及锚索的间距确定： (4)1.2.3 锚固体设计计算 (5)1.2.4外锚结构设计 (5)1.2.5锚具的选取 (5)1.支挡结构计算书1.1支撑形式选取锚索对滑坡体进行加固，锚固技术能够充分发挥岩土体自身强度和自承能力，与岩土体共同作用。
其次通过对锚杆施加预应力，能够主动控制岩土体变形，调整岩土体应力状态，有利于岩土体的稳定性。
1.2 1-1剖面锚索设计：1-1剖面锚索加固示意图：)cos(tan )sin(θαϕθαλ+++=F T 式中：F------滑坡下滑力（KN ），T------设计锚固力（KN ），ϕ------滑动面内摩擦角（°）；θ-------锚索与滑动面相交处滑动面倾角（°）；α-------锚索与水平面的夹角（锚固角），以下倾为宜，不宜大于45°，一般为15°-30°，也可按照下式计算：θϕβ-++++︒=)1(212145A A A A------锚索的锚固段长度与自由段长度之比；λ-----折减系数，与边坡岩性及加固厚度有关，在0-1之间选取。
1.2.1设计锚固力的计算及锚索的间距确定：1-1剖面锚索设置在第19滑块，受到设计滑坡推力1628.512KN ，锚固角22°，锚索与滑动面相交处倾角为16°。
采用φ15.2mm 钢绞线，强度标准值1860Mpa ，截面积139mm 2。
可得T=2122.56KN设计锚索间距d=4m ，锚杆排数n=4，则每孔锚索设计锚固力为 Nt=4*d T =44*56.2122=2122.56KN 1.2.2 拉杆设计锚杆安全系数K=1.8，每股钢绞线的截面积139mm 2，拉杆所需钢绞线股数为： 15139*18601000*56.2122*8.1139*139====ptk f KNt A m 采用15束φ15.2mm 钢绞线的锚索。
掘进巷道作业规程锚杆索支护参数计算范本
8200进风系统巷支护参数计算按巷道断面为5.7×3.6m 进行验算，采用υ22×2200mm 锚杆配合球形钢托板，锚索采用υ17.8×9300mm 进行支护。
1、用解析法确定单体锚杆的支护参数（按单体锚杆悬吊作用计算）（1）锚杆长度L 的确定：L=l 1+l 2+l 3式中：l 1—锚杆外露长度，考虑配合钢带支护，l 1取100mm ，l 2—取普氏免压拱高（b ），f=5,l 2=b=B ／2f （f ≥3时） 顶f H B b ⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=︒245tan 2ω（f ≤2时） f —岩石坚固性系数B —巷道跨度，5.7ml 2=B ／2f=5.7／2×5=0.57ml 3—深入稳定岩层长度，按锚固粘结力（πd τc l 3）等于杆体屈服或拉断承载力（t d σπ24）而得的公式估算： l 3=ct d τσ4=22×335/4×5=368mm 或 l 3=c td τσ4=22×445/4×5=489.5mm 式中：d —锚杆直径，22mm ；σt —杆体材料的设计抗拉强度，υ22mm 螺纹钢锚杆设计屈服强度为335Mpa ，抗拉强度为455Mpa 。
τc —锚杆与树脂的粘结强度，螺纹钢与砂岩取5.0 Mpa 。
所以锚杆长度 L= l 1+l 2+l 3=100+570+368=1038mm 或L= l 1+l 2+l 3=100+570+489.5=1159.5mm我们取值锚杆长度2200mm 。
（2）按锚杆杆体承载力与锚固力等强度原则确定锚杆直径d锚杆锚固力Q 等于锚杆杆体承载力P ，P=t d σπ24，由P=Q 得：式中：Q —按矿现场锚固力拉拔试验数据取t=85000N ；σt —锚杆杆体材料的设计抗拉强度，υ22mm 螺纹钢锚杆设计抗拉强度为455Mpa 。
15mm 0154.0104550085013.113.16==⨯==m Qd t σ 所以锚杆直径选择为22mm 大于15mm 可满足支护需要。
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矿用锚索设计计算书
(神木市鑫阳机电有限公司)
矿用锚索是应用于煤矿井巷围岩加固的装置，主要由张拉端、自由段和锚固段构成，
是能够传递张拉力的结构整体。
目前，在全国各大煤矿广泛应用的矿用锚索是由单根
钢绞线和与之相匹配的单孔锚具及各种附件组成的单束锚索。
本文将通过对常用不
同规格的矿用锚索进行力学分析的基础上，进一步探讨矿用锚索的施工工艺。
1、规格型号：
锚索支护的显著特点是:锚索长度较长,能够锚入到深部较稳定的岩层中；并且锚索可施加预应力，承载力大。
而单束锚索釆用树脂锚固剂卷锚固又因其施工简便、可快速承载，成为煤矿巷道支护的主要形式。
本矿用锚索设计计算书的型号分别为：SKP15-1/1860;SKP18-1/1860;SKP19-1/1860;SKP22-1/1860O;结构型式有普通型和笼型两种;钢绞线直径分别为①15.20mm、17.80mm、18.90mm、21.6mm、21.80mm五种；钢绞线的抗拉强度分别为1860MPa。
2、力学性能设计计算：
2.1锚索最大力
(1)概念:锚索所能承受的最大拉力
L X n X Sn
(2)计算公式：R m=
-钢绞线抗拉强度，单位为兆帕(Mpa)；
R
U
L一锚具效率系数(取0.95);
n—钢绞线根数;单束锚索n=l
Sn一单根钢绞线参考截面面积，单位为平方毫米(参见GB/T5224及其修改单)；
(3)锚索设计计算最大拉力实例：
SKP15-1/1860(Dn15.20mm)
=0.95X1X140X1860=247380N
R
u15
SKP18-1/1860(Dn17.80mm)
R
U18
=0.95X1X191X1860=337497N SKP19-1/1860(Dn18.90mm)
R U
U19
=0.95X1X220X1860=388740N SKP22-1/1860(Dn21.6mm)
R
u22
=0.95X1X285X1860=503595N SKP22-1/1860(Dn21.8mm)
R
U22
=0.95X1X313X1860=553071N
2.2锚索设计计算承载力:
(1)概念：在服务期间锚索容许承受的轴向拉力。
(2)计算公式:Nt=m X S。
X R
m
Nt一矿用锚索设计承载力，单位为牛顿(N);
m一矿用锚索张拉应力控制系数,取值为0.6;
n一钢绞线根数；
S。
一单根钢绞线参考截面面积，单位为平方毫米(参见GB/T5224及其修改单)；%—钢绞线抗拉强度，单位为兆帕(Mpa)o
(3)常用锚索设计计算承载力实例：
SKP15-1/1860(Dn=15.20mm)
Ntl5=0.6X1X140X1860=156240N
SKP18-1/1860(Dn-17.80mm)
Nt18=0.6X1X191X1860=213156N
SKP19-1/1860(Dn-18.90mm)
Nt19=0.6X1X220X1860=245520N
SKP22-1/1860(Dn-21.60mm)
Nt22=0.6X1X285X1860=318060N
SKP22-/1860(Dn-21.80mm)
Nt22=0.6X1X313X1860=349308N
2.3锚索设计计算抗拔力:
(1)概念:阻止锚索从锚固剂中拔出的力。
锚索在试验室试验时，抗拔力Tw应不小于锚索设计承载力Nt的1.05倍o
(2)计算公式:Tw=l.05X Nt
Tw-F用锚索抗拔力，单位为牛顿(N)；
Nt-矿用锚索设计承载力，单位为牛顿(N);
(3)常用锚索设计计算抗拔力实例：
SKP15-1/1860(Dn15.20mm)
=1.05X156240=164052N
T
w15
SKP18-1/1860(Dn17.80mm)
=1.05X213156=223813.8N
T
wl8
SKP19-1/1860(Dn18.9mm)
T
=1.05X244520=256746N
wl9
SKP22/1860:(Dn21.60mm)
=1.05X318060=333963N
T
w22
SKP22/1860:(Dn21.80mm)
=1.05X349308=366773.4N
T
w22
由上式可知，锚索的安全系数K与锚具效率系数ηa和张拉应力系数m有关，同理，也可根据安全系数K,再反算出ηa和m,从而计算出锚索所能承受的最大拉力、承载力抗拔力。