CN109684676A - 地下矿山锚网技术参数计算方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了地下矿山锚网技术参数计算方法，包括：步骤1，确定锚网支护位置至工作底板高度h1；步骤2，确定工作底板至安全帽帽壳顶端距离h2；步骤3，计算锚网支护位置至安全帽帽壳顶端距离h3，h3＝h1‑h2；步骤4，基于《安全帽测试方法》标准，计算锚网网格尺寸a；步骤5，计算锚网钢丝/钢筋直径d。本发明基于《安全帽测试方法》标准以及锚网实际受到围岩岩体需要给予支护的力为准则，设计的锚网技术参数不仅能确保从锚网网格脱落下来的岩块不会对戴安全帽工作人员造成安全威胁，又可避免选用锚网的钢丝/钢筋直径过大，因此本发明设计的锚网技术参数既经济又安全。
Description
技术领域
本发明属于地下矿山开采领域，具体地说，涉及地下矿山锚网技术参数计算方法。
背景技术
在金属和非金属地下矿山开采中，常遇到采场、巷道、硐室等地下工程围岩不稳定需要进行锚网喷支护，锚网喷支护是岩土工程支护的常用形式之一，它是指使用锚杆、锚网和喷射混凝土联合支护围岩的方法，锚杆、锚网和喷射混凝土与围岩形成一个整体承载结构，三者之间相互共同作用，可有效地限制围岩变形，改善围岩的应力分布，防止围岩岩体松散冒落，即可用作施工过程中的临时支护，也可以作为永久支护或衬砌。
但在选择锚网规格时容易存在以下问题，一是如果选择的锚网网格尺寸过大，则会导致从锚网网格中脱落的岩块砸伤工作人员或者设备；如果选择的锚网网格尺寸过小，则锚网网格过密集，将会导致锚网费用较高，造成经济不合理。二是如果选择锚网的钢丝/钢筋直径过小，则会导致锚网在支护过程中被拉断破坏，起不到支护围岩岩体作用；如果选择锚网的钢丝/钢筋直径过大，则会导致锚网费用较高，造成经济不合理。因此，如何设计出一种锚网网格尺寸和锚网钢丝/钢筋直径各技术参数都合理的锚网，成为我们亟需解决的问题。
有鉴于此特提出本发明。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供地下矿山锚网技术参数计算方法，为解决上述技术问题，本发明采用技术方案的基本构思是：
地下矿山锚网技术参数计算方法，包括以下步骤：
步骤1，确定锚网支护位置至工作底板高度h1；
步骤2，确定工作底板至安全帽帽壳顶端距离h2；
步骤3，计算锚网支护位置至安全帽帽壳顶端距离h3，h3＝h1-h2；
步骤4，基于《安全帽测试方法》标准，计算锚网网格尺寸a；
步骤5，计算锚网钢丝/钢筋直径d。
进一步地，步骤1中，锚网支护位置可以是采场顶板位置，也可以是巷道顶板位置，还可以是其它硐室或其他地下工程的顶板位置等需要支护的位置，本发明不具体特指地下矿山某一位置，只要是需要锚网支护位置的地方都在本发明保护权利内。
进一步地，步骤1中，工作底板可以是采场底板，也可以是巷道底板，还可以是其它硐室的底板或其他地下工程的工作底板，本发明不具体特指地下矿山某一工程底板，只要是需要锚网支护位置下方的底板都在本发明保护权利内。
进一步地，步骤2中，确定工作底板至安全帽帽壳顶端距离h2，实际上也就是确定工作人员从事矿山活动穿胶靴和戴安全帽时，胶靴鞋底至安全帽帽壳顶端的高度。
进一步地，步骤4中，《安全帽测试方法》(GB/T 2812-2006)标准中的安全帽冲击吸收性能测试规定：使用5kg钢锤自1m高度自由落下冲击安全帽，头模所受的冲击力的最大值不应超过4900N。
进一步地，步骤4中，锚网网格(网孔)的形状可以是规则的三角形、四边形、五边形等多边形，也可以是不规则的三边形、四边形、五边形等多边形，本发明不具体特指某一网格形状，其它形状的网格锚网也在本发明保护权利内。
进一步地，步骤4中，锚网可以是由钢丝编织或者焊接而成的，也可以说由钢筋编织或者焊接而成的，还可以是其它材质编织或者焊接而成的，本发明不具体特指某材质的锚网，其它材质锚网也在本发明保护权利内。
进一步地，锚网的钢丝/钢筋截面可以是圆形的，还可以是其它形状截面的。
进一步地，步骤4中，根据《安全帽测试方法》(GB/T2812-2006)标准中的安全帽冲击吸收性能测试的要求，设计的锚网要满足：从锚网网格/网孔中脱落下来的岩块落至安全帽帽壳顶端的动量要小于《安全帽测试方法》标准中使用5kg钢锤自1m高度自由落下冲击安全帽帽壳顶端的动量。
进一步地，锚网的网格/网孔尺寸根据由锚网网格/网孔中脱落下来岩块的质量和锚网网格/网孔形状来计算。
进一步地，步骤5中，设计的锚网钢丝/钢筋直径d要满足：直径为d的钢丝/钢筋抗拉强度标准值大于锚网单根钢丝/钢筋实际承受支护的岩体重力施加给单根钢丝/钢筋的抗拉强度。
进一步地，所述步骤4采用如下公式计算：
式中：a——锚网网格尺寸；
p1——5kg钢锤自1m高度自由落至安全帽帽壳顶端的动量；
ρ——脱落岩块的密度；
w——脱落岩块的立方体宽度。
进一步地，所述步骤5采用如下公式计算：
式中，d——锚网钢丝/钢筋直径；
n——安全系数；
ρ——脱落岩块的密度；
V——脱落岩块的体积。
采用上述技术方案后，本发明与现有技术相比具有以下有益效果。
本发明基于《安全帽测试方法》标准以及锚网实际受到围岩岩体需要给予支护的力为准则，设计的锚网技术参数不仅能确保从锚网网格脱落下来的岩块不会对戴安全帽工作人员造成安全威胁，又可避免选用锚网的钢丝/钢筋直径过大，因此本发明设计的锚网技术参数既经济又安全。
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。
附图说明
附图作为本申请的一部分，用来提供对本发明的进一步的理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但不构成对本发明的不当限定。显然，下面描述中的附图仅仅是一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。在附图中：
图1为本发明一实施例地下矿山锚网支护示意图；
图2为本发明一实施例正方形网格/网孔锚网示意图；
图3为本发明一实施例菱形网格/网孔锚网示意图。
图中：1、落石；2、顶板；3、底板；4、底板至底板距离；5、底板至安全帽帽壳顶端距离；6、顶板至安全帽帽壳顶端距离；7、锚网；8、锚网网格/网孔尺寸；9、锚网钢丝/钢筋直径。
需要说明的是，这些附图和文字描述并不旨在以任何方式限制本发明的构思范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本发明的概念。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例
如图1-图3所示，根据本发明地下矿山锚网技术参数设计新方法的步骤，计算锚网技术参数。
(1)确定锚网支护位置至工作底板高度h1：
假设地下矿山采场开采高度为5m，则由图1可知锚网支护位置至工作底板高度h1＝5m。
(2)确定工作底板至安全帽帽壳顶端距离h2：
根据《中国成年人人体尺寸》(GB10000-1988)标准可知，我国18～25岁1％以下的男性人体平均静态身高在1543mm以下，即根据《在产品设计中应用人体尺寸百分位数的通则》(GB/T12985-1991)标准可知，人体立姿穿鞋修正量为Δf1＝25mm。根据《安全帽》(GB2811-2007)标准可知，帽壳与帽衬之间有25～50mm的间隙，则人体立姿戴安全帽修正量为Δf2＝25mm。因此，我国18～25岁1％以下的男性穿鞋并佩戴安全帽从事劳动作业的立姿身高为即工作底板至安全帽帽壳顶端距离h2＝1.593m。
(3)计算锚网支护位置至安全帽帽壳顶端距离h3：
锚网支护位置至安全帽帽壳顶端距离h3＝h1-h2＝5-1.593＝3.407m。
(4)基于《安全帽测试方法》标准，计算锚网网格尺寸a：
根据《安全帽测试方法》(GB/T2812-2006)标准中的安全帽冲击吸收性能测试可知，5kg钢锤自1m高度自由落至安全帽帽壳顶端的动量为：
假设有一质量为m的岩块从锚网网格/网孔中脱落下来，则脱落岩块自由下降至安全帽帽壳顶端的动量为：
根据《安全帽测试方法》(GB/T 2812-2006)标准中的安全帽冲击吸收性能测试可知，要使从锚网网格/网孔中脱落下来的岩块不致使安全帽破坏的判据是：从锚网网格/网孔中脱落的岩块自由下降至安全帽顶端的动量要小于5kg钢锤自1m高度落至安全帽帽壳顶端的动量，即：p2＜p1。
通过计算可得到从锚网网格/网孔中脱落的岩块自由下降至安全帽顶端时，不致使安全帽破坏的岩块质量m为：
假设从锚网网格/网孔中脱落岩块的密度为ρ＝2.460×103kg/m3，则从锚网网格/网孔中脱落岩块的体积为：
假设锚网网格/网孔的形状为正方形，则从锚网网格/网孔中脱落的岩块为立方体岩块，故脱落的立方体岩块宽度为：
保证从锚网网格/网孔中脱落的立方体岩块不能从锚网中脱落下来要满足：锚网网格/网孔尺寸小于等于从锚网网格/网孔中脱落立方体岩块的宽度，故锚网网格/网孔尺寸应小于10.493cm，可选取锚网网格/网孔尺寸为10cm。
(5)计算锚网钢丝(钢筋)直径d：
若需要锚网支护的岩层厚度为H＝10m，则锚网每个网格/网孔分摊岩体的质量为m＝ρV＝2.460×103×(0.1)2×10＝246(kg)。因此，锚网网格/网孔上每根钢丝/钢筋分摊岩体质量为故锚网钢丝(钢筋)直径取钢丝安全系数2，则锚网钢丝(钢筋)直径d＝2×1.109＝2.218(mm)，查《不锈钢丝》(GB/T4240—2009)标准知，锚网钢丝(钢筋)直径为2.5mm。
因此，使用本发明设计的锚网技术参数为：锚网的网格/网孔尺寸10cm，锚网钢丝(钢筋)的直径2.5mm。
本发明基于《安全帽测试方法》标准以及锚网实际受到围岩岩体需要给予支护的力为准则，设计的锚网技术参数不仅能确保从锚网网格脱落下来的岩块不会对戴安全帽工作人员造成安全威胁，又可避免选用锚网的钢丝/钢筋直径过大，因此本发明设计的锚网技术参数既经济又安全。
以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述提示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明方案的范围内。
Claims (9)
1.地下矿山锚网技术参数计算方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，确定锚网支护位置至工作底板高度h1；
步骤2，确定工作底板至安全帽帽壳顶端距离h2；
步骤3，计算锚网支护位置至安全帽帽壳顶端距离h3，h3＝h1-h2；
步骤4，基于《安全帽测试方法》标准，计算锚网网格尺寸a；
步骤5，计算锚网钢丝/钢筋直径d。
2.根据权利要求1所述的地下矿山锚网技术参数计算方法，其特征在于，所述工作底板为采场底板、巷道底板、硐室底板或其他地下工程的工作底板。
3.根据权利要求1所述的地下矿山锚网技术参数计算方法，其特征在于，所述锚网支护位置为采场顶板、巷道顶板、硐室顶板或其他地下工程的顶板位置。
4.根据权利要求1所述的地下矿山锚网技术参数计算方法，其特征在于，所述锚网网格的形状为三角形、四边形、五边形或其它多边形。
5.根据权利要求1所述的地下矿山锚网技术参数计算方法，其特征在于，所述锚网由钢丝或钢筋通过编织或焊接的方式制作而成。
6.根据权利要求5所述的地下矿山锚网技术参数计算方法，其特征在于，所述钢丝或钢筋的截面为圆形或其它形状。
7.根据权利要求1所述的地下矿山锚网技术参数计算方法，其特征在于，所述步骤5中设计的锚网钢丝/钢筋直径d要满足：直径为d的钢丝/钢筋抗拉强度标准值大于锚网单根钢丝/钢筋实际承受支护的岩体重力施加给单根钢丝/钢筋的抗拉强度。
8.根据权利要求1所述的地下矿山锚网技术参数计算方法，其特征在于，所述步骤4采用如下公式计算：
式中：a——锚网网格尺寸；
p1——5kg钢锤自1m高度自由落至安全帽帽壳顶端的动量；
ρ——脱落岩块的密度；
w——脱落岩块的立方体宽度。
9.根据权利要求1所述的地下矿山锚网技术参数计算方法，其特征在于，所述步骤5采用如下公式计算：
式中，d——锚网钢丝/钢筋直径；
n——安全系数；
ρ——脱落岩块的密度；
V——脱落岩块的体积。
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|---|---|
| CN (1) | CN109684676B (zh) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103277114A (zh) * | 2013-04-23 | 2013-09-04 | 西南科技大学 | 地下工程破碎围岩的无喷砼锚网支护方法 |
| CN204140109U (zh) * | 2014-10-09 | 2015-02-04 | 四川省创力隧道机械设备有限公司 | 喷锚网支护结构 |
| JP2016069971A (ja) * | 2014-09-30 | 2016-05-09 | 株式会社水戸グリーンサービス | モルタル吹付による擁壁の構築工法 |
| CN106988772A (zh) * | 2017-02-15 | 2017-07-28 | 河北钢铁集团矿业有限公司 | 一种地下矿山拱悬挂桥梁支护承载方法 |
-
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103277114A (zh) * | 2013-04-23 | 2013-09-04 | 西南科技大学 | 地下工程破碎围岩的无喷砼锚网支护方法 |
| JP2016069971A (ja) * | 2014-09-30 | 2016-05-09 | 株式会社水戸グリーンサービス | モルタル吹付による擁壁の構築工法 |
| CN204140109U (zh) * | 2014-10-09 | 2015-02-04 | 四川省创力隧道机械设备有限公司 | 喷锚网支护结构 |
| CN106988772A (zh) * | 2017-02-15 | 2017-07-28 | 河北钢铁集团矿业有限公司 | 一种地下矿山拱悬挂桥梁支护承载方法 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| MENG QINGBIN: "Influence of dynamic pressure on deep underground soft rock roadway support and its application", 《INTERNATIONAL JOURNAL OF MINING SCIENCE AND TECHNOLOGY》 * |
| 唐友: "对修订《安全帽》(GB2811-89)有关条款分析与建议", 《化工安全与环境》 * |
| 王建东: "煤巷全锚网支护参数的理论计算方法", 《陕西煤炭》 * |
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|---|---|
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