锚喷巷道施工与支护技术探讨
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工程技术全封闭锚网、增加喷浆厚度及底板施工混凝土增强锚喷巷道支护强度理论探讨贾长江(辽源矿业集团梅河煤矿副矿长,吉林梅河口135019)脯耍]梅河矿由于矿井地质簪停的特殊性,泥岩比较发育,是典型的构造复杂矿井,围岩属软围岩。
许多巷道不可避免的布置在软泥岩中,压力大。
支护困难,维修费用大。
通过对锚网喷工艺的改进,选择合理的锚杆和金属网材料,科学的锚杆布置闻距,对巷道进行全封闭锚网,增加喷浆层厚度及底板施工混凝土,增强锚网喷巷道整体抗围岩压力强度,自'Y4FT锚网巷道支护强度不足的缺点;取代U型铜棚支护。
r C4蠡,T支护成本。
巨遂词】软岩层;锚喷工艺改进;增强支护强度1概述橱可煤田位于吉林省南部梅河口市境内,呈北东南西向带状延展,长24km,宽2ki n,面积约48km Z o梅河煤田位于中朝准地台、辽东台隆、铁岭一靖宇台拱、龙岗块段之上叠盆地柳河断凹的西南端。
煤盆地的形态受华夏式构造体系控制,早第三纪含煤沉积于该带的断裂部位,呈N450E向展布的聚煤盆地,其沉积方向与构造运动的方向一致。
辽源矿业(集团)有限责任公司梅洞煤矿四井,位于梅河煤田的东部,其主采煤层有12号煤层,平均厚度25m,煤层底板为泥岩,13号煤层(局部可采)砂岩等,开拓巷道均布置在12号煤层的底板岩层中。
矿井采用综合机械化采煤方法。
1.1矿井煤层赋存地质条件矿井现开采新生代下第三系梅河组下含煤段的12号层煤。
煤层最大厚度50m,最小厚度1O m,矿井平均厚度为25m:倾角450一7酽,平均60':该煤层黑色,棕黑色条痕,沥青一弱玻璃光泽,细一中条带状构造,层状结构,内外生裂隙均较发育,结构简单,一般含一层夹石,最多含3层。
夹研岩性以炭质泥岩为主。
12梅河煤矿四井开拓巷道布置与围岩情况矿井开拓巷道布置在12号煤层底板的岩层中。
12号煤层煤层底板为泥岩,裂隙发育,节理多:12号煤层底板下部为13号煤层(局部可采),一般厚度为5至8m,煤层层理发育,含多层夹石,煤质灰分超标。
软岩锚喷支护巷道施工要点分析摘要:软岩巷道锚喷支护质量问题主要易出现在巷道造型、锚杆支护质量与喷浆等方面,它们这间的完美结合是软岩巷道锚喷支护的关键,进行这几方面的分析与探讨是巷道锚杆支护研究的主要方面。
关键词:软岩巷道锚杆支护施工要点支护技术我公司巷道除遇断层带等特殊情况外已全部采用锚网索或锚喷支护,基本取代了钢性材料的传统支护形式。
锚喷支护较传统钢性支护更有利巷道的支护,其优点是变被动为主动,有利于掘进机械化使用,加快了巷道掘进速度,同时便于巷道维护,节约巷道支护成本,具有非常明显的优势。
我公司通过几年摸索实现了全面的推广应用,目前虽然已经在公司实现了全面应用,但在技术理解,施工方法的掌握上还存在一定程度上的差距,导致巷道经常出现网兜、喷券、裂缝、脱皮等质量问题。
对此,就锚喷支护巷道施工中存在问题和应对措施分析如下:1、锚喷支护巷道施工中存在的问题1.1 巷道造型方面巷道造型存在着超挖和开挖不够,致使巷道造型不好啃骨头凸凹不平,留有底跟等。
1.2 锚杆支护质量方面1.2.1 锚杆安装质量方面锚杆角度不够,锚盘不贴岩壁,锚网连接不好,锚杆外露超长,锚杆间排距过大等现象。
1.2.2 后期管理方面由于围岩变形,出现岩石松动脱落锚杆松动、网兜等不能及时处理。
1.3 喷浆方面喷浆滞后,喷浆质量不达标。
2、锚喷支护问题带来后果分析(1)巷道造型完整围岩破坏最小,形成自然拱是主动支护最基本要点。
巷道凸凹不平对形成自然拱造成损坏,降低了岩体结构弱面的抗剪强度,破坏了围岩的完整性,降低了围岩的自身承载能力和巷道的主动支护能力。
(2)锚杆是起到加固自然拱的作用,锚杆角度不够,将极大衰弱加固自然拱的作用,锚盘不贴岩壁、锚网连接等问题,将直接影响围岩的稳定,出现岩石松动、脱落,将进一步减弱自然拱并影响后期喷浆质量。
(3)喷浆是锚喷支护关键一道工艺,而也是往往被忽视的一道工艺,特别在抢进尺时滞后现象更是经常发生,软岩巷道喷浆滞后造成围岩松动脱落严重,将会出现大量网兜,后期喷浆时处理不到位,将会形成大量稳患。
“全锚索喷注”联合支护技术在过大断层、超长超宽围岩破碎带巷道中的应用与探讨摘要:淮北矿业集团童亭煤矿位于淮北平原中部,北距淮北市42?km,东距宿州市30?km。
东西走向10?km,南北倾向宽2~4km,矿井面积24.15?km2。
自2005年至今已施工的锚喷支护巷道两万多米,通过摸索、实践、总结,目前已形成了一套适应类似地质采矿条件下的岩石巷道的施工经验,但过大断层、超长、超宽围岩破碎带的安全快速施工对童亭矿来说还是一个新的课题,也是新的挑战。
为此矿工程技术人员不断地研究、探索、实践、论证,制定了“全锚索喷注”联合支护技术,并在过大断层、超长、超宽围岩破碎带巷道中得到了应用,取得很好的效果,实现了安全、快速、高效过大断层的目标。
关键词:岩巷支护设计全锚索支护1 工程概况预应力锚固技术是一种先进的岩土加固技术,特别是对围岩软弱、薄弱的部位,采用高预应力全断面锚索支护技术,预紧力度大幅度的提高,支护效果非常明显。
预应力全锚索支护技术有效地控制了巷道围岩的变形与破坏,保证了巷道安全使用,满足了过大断层、破碎带巷道安全快速施工的需要。
在施工中,改变了传统的砌碹或架喷注被动支护为主动支护,改善了围岩结构和应力分布,充分发挥锚杆、锚索耦合作用及注浆围岩的自承载能力,为破碎围岩提供变形性能好、高抗力的结构性约束,使巷道变形得到有效控制。
2 巷道布置、参数及与F10断层的位置关系86大巷东部为84大巷,南部为1042老空区,北部为1046老空区,西部为Ⅱ86轨道下山。
该巷道为半圆拱形,巷道净宽4.5?m,净高3.8?m,锚喷支护。
该巷道施工至“拐”点前15?m时,遇到一大断层,该断层倾角70 °、落差在40?m左右,断层带充填厚达0.7?m松散层,断层两边为薄层状泥岩,断层与巷道夹角小、巷道穿层角度小,巷道穿断层、破碎带距离长,支护难度极大。
此类情况下,通常采取砌碹或架棚注浆支护,但支护形式被动,进度慢,安全可靠性低,复修率高。
深部高地压巷道锚索支护技术对策1、采用合适的锚索支护材料:在深部高地压巷道中,选择适合的锚索支护材料是非常重要的。
常见的锚索材料包括钢绞线、预应力钢绞线和复合锚索等。
根据巷道的具体情况和高地压力的大小,选择合适的锚索材料,并根据需要进行预应力设计,以增强锚索的抗拉能力和稳定性。
2、合理布置锚索点:深部高地压巷道的锚索支护需要合理布置锚索点,以确保锚索的有效性。
在巷道的设计和施工过程中,应根据巷道的形状、岩层的性质和地压的分布情况,在巷道两侧或顶部设置合适数量的锚索点,并保证锚索点的均匀分布。
要考虑锚索的布置密度,根据地质条件和高地压力的大小,设置适当的锚索间距和锚索张力。
3、增加巷道的支护强度:为了增加深部高地压巷道的支护强度,可以采用多种支护措施。
可以在巷道的周围设置钢筋网片、喷锚石网等支护材料,以增加巷道的整体强度和稳定性。
还可以在巷道的侧墙和顶部设置钢梁或钢板,以增加巷道的层间刚度和抗变形能力。
4、加强巷道的预应力支护:对于深部高地压巷道,采用预应力锚索支护技术可以显著提高巷道的稳定性和抗变形能力。
预应力锚索支护技术通过在巷道周围设置预应力锚索,使锚索向巷道施加张力,从而增加巷道的整体受力能力。
在预应力锚索的设计和施工中,需要根据巷道的具体情况和高地压力的大小,计算合适的预应力张力和锚索张力,并采取适当的锚固和张拉措施,确保锚索的稳定性和可靠性。
5、加强巷道的监测与管理:在深部高地压巷道的支护过程中,监测与管理是非常重要的。
通过安装监测设备,如应变计、位移计和压力表等,实时监测巷道的变形和地压的变化,并根据监测数据及时调整和加强巷道的支护措施。
要加强对巷道的日常管理,保持巷道清洁、干燥和通风,定期进行巡查和维护,及时处理巷道的安全隐患,提高巷道的使用寿命和安全性。
深部高地压巷道锚索支护技术对策包括选择合适的锚索支护材料、合理布置锚索点、增加巷道的支护强度、加强巷道的预应力支护以及加强巷道的监测与管理。
锚杆、锚喷巷道支护的安全检查锚杆、锚喷巷道支护是地下工程中常见的一种支护方式,它能够有效地防止岩体的破坏,提高巷道的稳定性和安全性。
然而,由于工程施工、设备管理等原因,锚杆、锚喷巷道支护在长期使用过程中也存在一定的安全隐患。
因此,对于锚杆、锚喷巷道支护的安全检查非常重要。
本文将探讨锚杆、锚喷巷道支护的安全检查方法及注意事项,以确保工程的安全和顺利进行。
一、锚杆支护的安全检查锚杆支护主要通过在巷道周围安装锚杆,使锚杆与岩体紧密结合,起到固定和加固的作用。
下面是锚杆支护的安全检查方法及注意事项。
1. 定期检查锚杆的固定情况。
检查锚杆固定是否牢固、松动或损坏,是否出现变形等情况。
若发现情况不良,应及时维修或更换锚杆。
2. 检查锚杆锚固深度是否符合要求。
锚固深度不足会导致锚杆支护能力下降,影响巷道的稳定性。
应确保锚杆的锚固深度符合设计要求。
3. 检查锚杆的锚固效果。
通过检查锚杆的抗拉性能和变形情况,判断锚固效果。
如发现锚固效果不佳,应及时采取措施加固。
4. 检查锚杆材料的质量。
锚杆质量的优劣直接影响其使用寿命和安全性能。
应检查锚杆材料的强度、硬度和耐腐蚀性能等,确保锚杆的质量合格。
5. 定期清理锚孔。
锚孔的堆积物可能影响锚杆的锚固效果,因此需要定期清理锚孔,保持锚杆与岩体的紧密结合。
锚杆、锚喷巷道支护的安全检查(二)锚喷巷道支护主要通过锚杆和喷射混凝土等材料,对巷道进行固定和加固。
下面是锚喷巷道支护的安全检查方法及注意事项。
1. 检查锚喷巷道支护的喷射混凝土强度。
喷射混凝土的强度是支护效果的关键因素。
应定期检查喷射混凝土的抗压强度,确保其强度符合设计要求。
2. 检查锚喷的块状物。
块状物可能导致高速飞溅和碰撞,对工作人员造成伤害。
应定期检查巷道表面的块状物,及时清理和处理。
3. 检查锚喷巷道支护的锚杆固定情况。
同样需要定期检查锚杆的固定情况,以及是否有松动、损坏或变形等情况,及时维修或更换。
4. 检查锚喷的喷射质量。
浅谈巷道施工中光爆锚喷支护技术的应用一、前言光爆锚喷与普通爆破法及传统的砌碹支护、支架支护相比,具有快速高效、经济、安全、劳动强度低、适应条件广等优点。
锚喷支护技术在煤矿井巷工程中应用已有近50多年的历史,经过不断的探索、实践和发展,锚喷支护已被广泛采用并在理论和施工中形成了比较完善的系统。
锚喷支护做为一种支护形式,在采矿、水利、隧道等地下工程得到广泛的应用,有些矿井锚喷支护的巷道占巷道总量的80%~90%,称为锚喷化矿井。
二、合理选择光面爆破参数合理选择爆破参数,使爆破后的井巷断面轮廓符合设计尺寸要求,在周边轮廓线上尽可能留下炮眼痕迹,保持围岩的自身强度,是光爆锚喷的基本要求。
我们从实践中认识到提高光爆效果,主要是靠合理选择光爆参数。
光面爆破时,涉及的参数很多,最主要的参数有炸药及装药结构,不偶合系数,炮孔间距,最小抵抗线,炮孔深度等等。
这些参数可直接影响光爆质量,它们是光面爆破最基本的也是最关键的因素。
因此,合理正确的选择和确定这些参数至关重要。
1、炸药及装药结构光爆所要求的炸药应是爆速低、猛度低、密度低、爆炸稳定性高的低级或低中级炸药。
目前我国光爆施工中,主要使用硝铵类炸药、胶质类炸药以及专门的光爆专用炸药等,这些炸药都符合上述低爆速、低猛度、低密度的要求。
装药结构,常采用不偶合装药,改变装药结构。
采用细长管装药、小管装药、空气间隔装药以及普通药卷常规装药,来实现光面爆破。
孔口常用炮泥堵塞或不堵塞而反向装药。
2、不偶合系数构成不偶合装药的途径:一是不改变现有普通硝铵类炸药药卷直径而加大炮孔直径。
二是改变现有的药卷直径为小直径药卷或采用光爆专用炸药。
实践证明,在一般光爆施工中,不偶合系数选用1.5—2.0光爆效果最好。
3、炮孔间距e、最小抵抗线w实践证明:一般软弱岩体、中等坚硬的岩体和比较坚硬的岩体,孔距要小于或等于抵抗线厚度,这样,使相邻两眼孔产生的应力波相遇之后,才能在达到抵抗线边缘之前,贯通孔距。
锚喷巷道施工与支护技术探讨
发表时间:2012-12-20T09:36:39.560Z 来源:《建筑学研究前沿》2012年9月供稿作者:师学安
[导读] 建立巷道施工的原始记录,严格执行质量检查验收制度
师学安
陕西煤炭建设公司陕西省铜川市 727000
[摘要]本文针对锚杆———喷射混凝土巷道现场施工的工艺存在的问题,分析了巷道支护质量提高的制约因素,从加强技术管理、合理选择锚喷支护参数、合理改进施工工艺等方面提出了建议,以确保巷道的支护质量和煤矿的安全生产。
[关键词]锚喷支护;质量;施工工艺;技术管理
Shotcreting roadways construction and supporting technology to explore
ShiXueAn
Shaanxi coal construction company of shaanxi among 727000
[abstract] this paper bolt - shotcrete roadway field construction process existing problems, analyzes the roadway support quality improvement of restricting factors, from strengthening technical management, reasonable choice of bolt-shotcrete support parameters, reasonable construction technology improvement Suggestions were put forward, to ensure the roadway support quality and the safety of coal production.
[key words] bolt-shotcrete support; Quality. Construction process; Technical management
目前根据巷道不同性质的围岩,采用锚、网、喷等多种形式,也使锚喷支护技术得以更加的完善。
锚喷支护的成功取决于严格按其各项技术要求施工,因此抓好锚喷支护的质量、进行支护工艺上的改革,已成为锚喷支护施工现场的管理人员和作业人员必须予以关注的问题,以便适应深部巷道矿压增大和围岩岩性的变化。
一、锚喷支护工艺
1、锚杆支护工艺改革
过去我们主要使用的管缝锚杆,由于其施工方便,便于机械化作业,提高了掘进速度,为锚杆支护技术在我矿区的发展起到了推动作用。
然而,几十年的应用也逐渐暴露出管缝锚杆存在着许多无法克服的缺点。
由于管缝锚杆是靠管径的弹性变形产生的管壁和钻孔岩石表面之间的磨擦阻力锚固围岩的,在材质、加工和安装质量方面都难以达到设计要求,而且耐腐蚀性差,导致锚固力降低,支护质量不稳定。
因此采用高初锚力、高强度的树脂螺纹钢锚杆替代管缝锚杆可以提高支护质量其屈服荷载、破断荷载大大高于普通锚杆,特别是在锚杆尾部螺纹部分经过强化热处理后,其强度高于杆体强度,并能保证必要的延伸率,使锚杆支护的安全可靠性进一步提高。
2、一次喷射的厚度
喷射时,围岩表面立即粘结成一层喷射混凝土。
如果连续在一处喷射,粘结的混凝土层会愈粘愈厚,直到混凝土支持不住本身的重量,会出现脱落,影响混凝土的粘结与凝聚。
如果喷头移动的过快,在围岩面上只留下一层砂浆,大部分的骨料回弹,等薄层硬结后,再复喷必然会增加回弹率,影响效果。
因此,一次喷射混凝土应有一定的厚度,其厚度可根据岩性、围岩应力、巷道规格尺寸、喷射的角度等来确定。
一次喷射厚度同喷射方向与水平面的关系可用下式计算:
通过一般计算,一次喷射厚度为40(顶)~70(帮)mm为最佳,分层喷射时,必须在前一层喷射混凝土终凝后再进行。
3、合理确定复喷到迎头的距离
在现场施工中,不少单位将复喷紧跟迎头。
这在巷道围岩条件好、原始应力较小时是可行的,因为这种巷道开挖后很少发生变形。
但大多数巷道则并非如此,它们往往要有一个变形期,使应力得以重新分布、达到平衡,这样巷道才趋于稳定。
根据巷道支护理,锚喷支护是一种主动支护,是一种将“抗”与“让”相结合的柔性作用,使围岩应力得以合理分布,提高围岩自承能力,这样更有利于维护围岩的稳定。
锚喷两次支护也是根据上述机理提出的。
巷道开挖后立即初喷一薄层砂浆或混凝土,并安装锚杆。
这样利用喷层和锚杆的柔性特点,允许围岩有一定量的变形,以改善围岩内部的应力分布状况,并控制围岩有较大的变形发展,以达到发挥围岩自承拱的承载能力的目的,减少对二次永久支护层的压力。
复喷到迎头的距离,取决于围岩的性质、构造、巷道断面、掘进速度与光爆效果等因素。
若围岩硬度f在4左右、节理和层理又不太发育、巷道荒断面15m2左右时,复喷到迎头的距离若每天掘进速度为4.5米时则以20米左右为宜。
这实质上就是给巷道围岩在临时支护后留有一个变形期。
待巷道围岩渡过这个变形期,内部应力重新分布后,再进行二次永久支护。
显然,不分析具体条件,复喷紧跟迎头,往往会对二次永久支护的效果造成不利影响。
二、现场施工管理
锚喷支护在质量管理上还有不少薄弱环节亟待加强。
1、锚杆安装的质量管理
锚杆赖以发挥作用的首要条件其安装角度和初始锚固力均要达到要求。
我们在现场发现多种不符合标准的做法,如钻锚杆孔时不注意控制角度,使锚杆安装后角度偏差过大,影响支护效果;锚杆安装时不上紧托盘,锚杆得不到预应力,失去锚固作用等。
针对上述情况,应切实加强对锚杆安装质量的管理。
要严格钻孔质量关。
钻孔时必须长钎和短钎交替使用,必须保证锚杆与顶板和两帮的垂直度达到标准规定的要求。
安装螺纹钢树脂锚杆时,搅拌要到位,锚杆尾端的垫板要贴紧围岩表面,然后用专有工具将螺母上紧,确保扭距、预应力达到要求。
这几道工序一道都不能省,必须监督施工人员逐项完成。
只有这样才能保证锚杆安装角度和初锚力达到预期的要求,提高锚杆的支护效果。
2、喷射混凝土的质量管理
⑴混合料的配合比
由于喷射混土施工工艺的特点,在选择喷射混凝土配合比时,既要满足支护结构对喷射凝土的物理力学性能方面的要求,又要考虑喷射混凝土施工工艺方面的要求,而使喷射混凝土具有足够的抗压、抗拉、粘结强度,又使喷射混凝土收缩变形值保持最小,喷射作业时的加强弹花机率也最低。
喷射混凝土的配合比不但决定喷射混凝土的强度,也是确定其成本高低的重要因素。
喷射混凝土的成功依赖着许多变化的因素,便其配合比是在诸多因素中起着主导作用的。
一般情况下,一般巷道要求喷射砼标号为C15,水泥:砂:石子的配合比为
1:2.2:2.4,水灰比0.51:1,速凝剂的掺入量为水泥重量的4%,这是积累多年施工经验总结出的多数场合下的最佳配合比,它能保证喷射混凝土的强度,能够控制围岩的变形与松弛,并能降低回弹率,达到节约材料之目的。
⑵喷射混凝土厚度
喷射混凝土厚度是巷道锚喷支护的主要参数之一,因此成为支护质量标准中规定检查的基本项目。
因在现场检查难度大,加之没有适用的专门检测仪具,就有可能使喷厚达不到设计要求,因喷厚达不到要求而压坏的巷道在现场出现很多。
在目前的情况下,要有效地控制喷射混凝土的厚度,一是要加强现场与施工同步的监督和管理;二是必须实行拉线喷射,即按巷道的净断面尺寸拉好线进行喷射,这是在目前条件下控制喷厚的简单易行而又具显著效果的方法;三是加强喷射施工前后巷道尺寸的对比检查,在巷道上下帮定点,每1米为一个控制点,在这一点上对喷射前后的巷道尺寸进行对比检查,从而确保喷射厚度达到要求。
三、建议
对锚喷支护,我们应从下列几方面加强技术管理和施工质量管理:
1、加强技术管理,因地制宜地选择锚喷支护参数,并要能根据巷道围岩条件的变化进行必要的修改,做到巷道围岩变锚喷支护参数随之也变。
特别是在深部巷道矿压增大的情况下,可以采取锚喷+锚索加固在联合支护,锚索在巷道顶板深部岩层锚固后,通过张拉施加预应力,使锚索集中应力分布到支护体上,将顶板自身压力和支护应力传递到深部稳定岩层内,在此前锚杆已将顶板岩层锚固成挤压加固梁到深部稳定岩层的悬吊作用,从而可能有效地控制围岩的变形,提高围岩的强度和稳定性。
2、增强各级管理人员和施工人员的质量意识。
应首先加强这类人员的技术培训与思想教育,切实提高他的技术素质和思想素质,提高他们执行标准规范、按设计和工艺的要求作业的自觉性。
再者是强化责任制,要一层一层、一道一道工序落实责任制,做到事事有人负责,道道工序质量有人把关,只有这样才能把施工中的质量隐患消灭在施工过程中。
3、建立巷道施工的原始记录,严格执行质量检查验收制度。
因为它能完整地保存巷道施工全过程的资料数据,包括全部光爆和锚喷支护技术参数、施工班组及日期、每天的施工进度等等,如实在地反映出每天的施工和质量情况。
掘进班组应对每一作业循环的基岩掘进工程和其操作的主要工序锚杆、锚喷等质量情况作为一个检查点,按《煤矿安全质量标准化标准及考核评级办法》检查点的测点要求,自行认真检查,并做好施工检查记录。
这样的原始记录给检查验收和考核都提供了可靠依据。