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煤礦錨噴錨網(wǎng)混凝土支護(hù)結(jié)構(gòu)與施工技術(shù)

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摘要:本文主要闡述了噴射混凝土的原材料及其配比,噴射混凝土支護(hù)結(jié)構(gòu)等問題。分析了錨噴和錨網(wǎng)噴射混凝土施工的噴射混凝土施工設(shè)備布置、錨桿噴射混凝土支護(hù)、錨網(wǎng)噴射混凝土施工等技術(shù)措施。
關(guān)鍵詞:錨噴;錨網(wǎng);混凝土;支護(hù)結(jié)構(gòu);施工技術(shù)

        0  引言
        為了保持煤礦巷道的穩(wěn)定性,避免圍巖出現(xiàn)垮落或過大變形,巷道掘進(jìn)后一般都要進(jìn)行支護(hù)。支護(hù)的主要方法是架設(shè)棚式支架、砌筑石材整體式支架和錨噴、錨網(wǎng)支護(hù)。進(jìn)行支護(hù)以前一般選打砌達(dá)碹方式或砼碹方式。這些支護(hù)方式的缺點(diǎn)是加大了掘進(jìn)斷面,影響了掘進(jìn)速度,還爆破、運(yùn)輸、支護(hù)等材料費(fèi)用高。支護(hù)效果上,埋深厚,砼碹開裂,巷道變形,底鼓現(xiàn)象比較嚴(yán)重,滿足不了安全生產(chǎn)的需要。目前,一些煤礦采用錨網(wǎng)、錨索噴聯(lián)合支護(hù)技術(shù)。
        在采用錨網(wǎng)、錨索噴聯(lián)合支護(hù)技術(shù)后,可明顯改善圍巖受力狀態(tài),有效地控制圍巖變形,提高支護(hù)的安全可靠性。與砼碹相比,錨噴、錨網(wǎng)噴和、錨網(wǎng)索噴聯(lián)合支護(hù)技術(shù)可減少掘進(jìn)荒斷面,降低支護(hù)費(fèi)用,經(jīng)濟(jì)效益顯著。錨噴、錨網(wǎng)噴和、錨網(wǎng)索噴聯(lián)合支護(hù)技術(shù)可縮短工期。因掘進(jìn)斷面比砼碹支護(hù)方式小,掘進(jìn)工程量小,掘進(jìn)速度快,可縮短工期20%左右。
        噴射混凝土作為用噴射方法制備的混凝土,是砂石料、水泥和速凝劑等材料攪拌而形成,借助混凝土噴射機(jī)使混合物在壓縮空氣的作用下,通過軟管輸送到噴嘴處。在噴嘴處加水混合并形成料束,高速噴敷在圍巖表面上,就可形成噴射混凝土層,以支護(hù)礦井圍巖。錨桿和噴射混凝土兩種支護(hù)手段經(jīng)常相互配合、補(bǔ)充,聯(lián)合使用,形成錨桿噴射混凝土支護(hù),能夠增加它們對(duì)圍巖的支護(hù)能力,可以適應(yīng)多種圍巖條件。
        1  噴射混凝土的原材料及其配比
        1.1 水泥。應(yīng)優(yōu)先選用普通硅酸鹽水泥,它凝結(jié)硬化快,保水性好,早期強(qiáng)度增長(zhǎng)快。也可從實(shí)際出發(fā)選用礦渣硅酸鹽水泥或火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥。水泥標(biāo)號(hào)一般不得低于325號(hào),過期、受潮結(jié)塊或混合的水泥不能使用。
        1.2 砂子。應(yīng)采用堅(jiān)硬耐久的中砂或粗砂,細(xì)度模數(shù)應(yīng)大于2.5,含泥量要小于3%。細(xì)砂會(huì)增加噴射混凝土的干縮變形,過細(xì)的粉砂易產(chǎn)生粉塵,影響操作人員的身體健康。
        1.3 石子。應(yīng)采用堅(jiān)硬耐久的卵石或碎石,粒徑小于15mm。卵石因其光滑干凈,對(duì)噴射機(jī)和輸料管路磨損少,有利于遠(yuǎn)距離輸料和減少堵管故障。碎石混凝土比卵石混凝土強(qiáng)度高,噴射作業(yè)中回彈率也較低,但碎石有棱角,表面粗糙,會(huì)對(duì)噴射機(jī)和輸料管路磨損,應(yīng)少用。
        1.4 水。飲用水及潔凈天然水可以作為噴射混凝土混合水?;旌纤粦?yīng)含有影響水泥正常凝結(jié)與硬化的物質(zhì),不得使用污水和酸性水。
        1.5 速凝劑。一種以鋁酸鹽和碳酸鹽為主;一種以水玻璃為主;按形狀又可分為粉狀和液體兩類。速凝劑能使噴射混凝土凝結(jié)速度決、早期強(qiáng)度高、后期強(qiáng)度損失小、縮變形增加不大、對(duì)金屬腐蝕小、在低溫(5℃左右)下不致失效,用量一般約為水泥用量的2.5%~4%。由于噴射混凝土施工工藝的特點(diǎn),在選擇噴射混凝土配比時(shí),既要滿足支護(hù)方面的要求,還應(yīng)考慮施工工藝的要求。
        2  噴射混凝土支護(hù)結(jié)構(gòu)
        噴射混凝土的結(jié)構(gòu)選擇,要視巷道的地質(zhì)條件、圍巖、工程斷面、跨度等情況確定?!兑?guī)范》規(guī)定了在各種條件下錨噴支護(hù)參數(shù)選擇,可以結(jié)合施工情況選用,支護(hù)結(jié)構(gòu)一般可分為以下幾類。 
        2.1 噴砂漿支護(hù)是在巷道周圍圍巖表面噴一層砂漿的支護(hù)形式,主要用以封閉圍巖使之不與不利環(huán)境接觸,減緩其風(fēng)化。侵蝕等作用。噴砂漿的標(biāo)號(hào)要等于或大于75號(hào),噴砂漿的厚度應(yīng)等于或大于10mm,小于30mm。
        2.2 噴射混凝土支護(hù)是在井巷圍巖表面噴射一層混凝土,與圍巖自承能力相結(jié)合,實(shí)現(xiàn)巷道支護(hù)的支護(hù)形式,根據(jù)它的使用功能,即臨時(shí)支護(hù)、永久支護(hù),初噴、復(fù)噴的要求,噴射混凝土厚度最小30mm。
        2.3 錨桿噴射混凝土支護(hù)是錨桿和噴射混凝土聯(lián)合支護(hù)的一種支護(hù)結(jié)構(gòu),這種結(jié)構(gòu)既能充分發(fā)揮錨桿的作用,又能充分發(fā)揮噴射混凝土的作用,兩種作用相結(jié)合,有效地改進(jìn)了支護(hù)的效能。

2.4 錨桿噴射混凝土金屬網(wǎng)聯(lián)合支護(hù)是錨桿、金屬網(wǎng)和噴射混凝土進(jìn)行聯(lián)合支護(hù)的形式。金屬網(wǎng)的介入,起到了加固的作用。因此,在W、V類圍巖的井巷支護(hù),軟巖巷道中得到廣泛的應(yīng)用。一般金屬網(wǎng)的網(wǎng)格不小于150mm,金屬網(wǎng)所用鋼筋或鋼絲直徑為2.5~10mm,施工時(shí)應(yīng)注意用錨桿固定牢靠,金屬網(wǎng)間要用絲綁扎結(jié)實(shí),鋼筋保護(hù)層厚度不應(yīng)小于20mm、不大于40mm,必須能與噴射混凝土密切結(jié)合產(chǎn)生強(qiáng)度。
        2.5 鋼纖維噴射混凝土支護(hù)是在噴射混凝土中摻入適當(dāng)鋼纖維,以提高噴射混凝土性能的支護(hù)。較多地應(yīng)用于過斷層破碎帶的巷道支護(hù)和大斷面交叉點(diǎn),或處理冒頂?shù)仁鹿?,也可在裂隙、?jié)理發(fā)達(dá)的圍巖以及承受擾動(dòng)影響的巷道和高速水流沖刷中使用,一般碳素鋼纖維的抗拉強(qiáng)度不得低于380MPa,鋼纖維的直徑應(yīng)控制在0.3~0.5mm,鋼纖維的長(zhǎng)度20~25mm,鋼纖維摻量應(yīng)為混合料質(zhì)量的3%~6%。
        2.6 鋼架噴射混凝土聯(lián)合支護(hù)是在軟巖中應(yīng)用的一種支護(hù)結(jié)構(gòu),先在掘進(jìn)后架設(shè)鋼架,允許圍巖收斂變形,穩(wěn)定后再進(jìn)行噴射混凝土支護(hù),把鋼架噴在里面,有時(shí)也打一些錨桿,控制圍巖變形。鋼架自身仍保持相當(dāng)?shù)闹ёo(hù)能力,被噴射混凝土裹住后又起鋼筋加固作用.而噴射混凝土層的柔性,對(duì)圍巖穩(wěn)定后的微量變形可以適應(yīng)。
        3  錨噴和錨網(wǎng)噴射混凝土施工
        3.1 噴射混凝土施工設(shè)備布置。噴射混凝土施工設(shè)備的布置,要以施工安全、高效操作為前提.盡量縮短混合料攪拌機(jī)與噴射機(jī)之間的距離。如攪拌機(jī)設(shè)在地面,按一定比例攪拌的粗細(xì)骨料運(yùn)往井下,在現(xiàn)場(chǎng)與水泥、速凝劑一起攪拌后噴射,噴射機(jī)至作業(yè)面的距離要近,以便提高效率,防止堵管。斜井施工中噴射機(jī)布置在井口進(jìn)行長(zhǎng)距離輸料時(shí),應(yīng)檢查鋪設(shè)輸料管,不宜用彎頭,改變輸料管徑時(shí)應(yīng)用錐形變徑接頭,以減少運(yùn)輸阻力,防止管路堵塞。使用壓力水箱向噴頭供水時(shí),水箱位置設(shè)置在噴射機(jī)司機(jī)、噴射手的可視范圍內(nèi),調(diào)節(jié)和控制水箱壓力。攪拌機(jī)、上料機(jī)、噴射機(jī)等均應(yīng)布置在巷道一側(cè),以便掘進(jìn)排研和噴射混凝土供料車能隨時(shí)通過,確保連續(xù)施工。
        3.2 錨桿噴射混凝土支護(hù)。錨桿的施工要根據(jù)錨桿的型號(hào)而不同。在掘進(jìn)后,先安裝臨時(shí)錨桿,繼而噴薄層混凝土,再進(jìn)行復(fù)噴達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)定的噴層厚度,頂板情況良好時(shí),噴一薄層混凝土,再安裝錨桿,再進(jìn)行復(fù)噴,達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)定的噴層厚度。
        3.3 錨網(wǎng)噴射混凝土施工。錨桿的施工對(duì)于破碎軟巖斷層帶需增加金屬網(wǎng)一層或兩層,增大其強(qiáng)度,起到鋼筋混凝土的作用,鋼筋網(wǎng)鋪設(shè)在使用前清除污銹,在圍巖表面噴射一薄層棍凝土后再鋪設(shè)金屬網(wǎng),金屬網(wǎng)與錨桿或其他堅(jiān)固件應(yīng)聯(lián)結(jié)牢固。金屬網(wǎng)片也應(yīng)互相綁扎緊密,使之在噴射混凝土操作時(shí)不晃動(dòng),鋼筋網(wǎng)的網(wǎng)格尺寸應(yīng)等于或大于150mm,采用金屬網(wǎng)時(shí),第一層金屬網(wǎng)被噴射混凝土覆蓋后再鋪設(shè)第二層金屬網(wǎng)。
        鋼筋網(wǎng)在噴射混凝土中的位置。鋼筋網(wǎng)與巖面的間隙,或噴射混凝土厚度應(yīng)大于30mm,網(wǎng)筋保護(hù)層的厚度應(yīng)等于或大于20mm,小于40mm。這有利于鋼筋網(wǎng)噴射混凝土的應(yīng)力分布和受力狀態(tài),利于防止噴射混凝土支護(hù)表面破損。
        鋼筋網(wǎng)噴射混凝土作業(yè)時(shí),應(yīng)先埋設(shè)好噴厚的標(biāo)釘,以控制噴層厚度。噴射時(shí),適當(dāng)縮小噴頭與受噴面間的距離,調(diào)節(jié)噴射角度,確保鋼筋和圍巖表面混凝土的密實(shí)性,鋼筋網(wǎng)被混凝土覆蓋后,再適當(dāng)加大噴頭到噴面的距離,保證平整度,其余操作與一般噴射混凝土同樣施工。

發(fā)布:2007-07-25 11:06    編輯:泛普軟件 · xiaona    [打印此頁]    [關(guān)閉]
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