[锚网喷支护在断层破碎带中的应用] 钢板桩断层支护

时间：2020-03-06 07:38:01　来源：雅意学习网本文已影响人

　　【摘要】介绍了锚网喷支护体系成为断层破碎带及不稳定岩石巷道一种有效的支护方式，为企业带来了较大的技术经济效益。　　【关键词】锚网喷；断层破碎带；应用前言
　　长期以来，新建煤矿开掘巷道遇断层破碎带或不稳定岩层，一般采用传统U型铁棚或发碹支护即料石、混凝土砌碹，断面以直墙半圆拱、三心拱为主，均屑被动支护。两种支护形式在使用中和实际施工中均有不足之处，我矿在施工三水平南二石门付巷遇F13断层破碎带，为推广锚网喷联合支护在巷道中的适应范围，我们进行一次大胆尝试，取得了良好效果。现锚网喷支护体系成为断层破碎带及不稳定岩石巷道一种有效的支护方式，为我矿带来了较大的技术经济效益。
　　 0.巷道概况
　　该巷道标高一292距地表540m，巷道总长度260m，遇F13断层破碎带长约40m，围岩岩性属中等坚硬岩石，页岩粉砂岩互层，断层破碎带中的岩体属不稳定的岩体，如不及时支护，极易发生片帮、抽冒顶现象。
　　 1.锚网喷支护机理
　　锚网喷支护即能充分发挥锚杆作用，又充分发挥喷射混凝土的作用，同时网使围岩表面破碎圈完整化，使喷层平整均匀，增加抗弯、抗剪能力，并具有较高柔性和较大的变形量。
　　锚网喷支护突破了传统旧的支护形式和支护理论，不是消极的支护已松动的围岩，而是主动的保持围岩的完整性、稳定性，控制围岩变形，位移及裂隙发展，充分发挥围岩自身的支承作用。即以护为主，支为辅，是加固松动圈而不是支护松动圈的一种较为合理且适用断层破碎带不稳定岩石的一种支护形式。
　　1.1锚杆作用
　　通过锚杆的挤压加固作用，在围岩中形成一定厚度，均匀的加接压缩带，即挤压加固作用，它不仅能保持自身稳定，即锚杆――围岩共同承载的组合拱，而且能够承受地压，阻止上部围岩的松动和变形。
　　1.2喷射混凝土作用
　　（1）及时封闭围岩，加固并阻止风化作用，提高围岩强度，同时防止因水和风化作用造成围岩破坏与剥落。
　　（2）改善围岩应力状态，提高强度，充填张开的节理、裂隙。固结围岩，起到补强作用。
　　（3）起到柔性支护结构的作用，喷射混凝土能和围岩紧密地粘结在一起，在厚度不太大时，具有柔性，能随围岩一起位移，并在位移过程中产生支护反力。
　　（4）可以使喷层与岩石的粘结力和抗剪强度足以抵抗围的局部破坏；，防止个别危岩活动、滑移或坠落。
　　（5）形成组合拱作用，喷射混凝十把破碎的岩块联成整体，形成承载结构，从而隔绝深部围岩进一步变形，使其达到三向应力状态。
　　1.3金属网作用
　　（1）铺设金属网相应增大锚杆托板的面，从而改变了原来的巷道壁的点锚固为全面积锚固挤压，在锚杆长度相同，密度相同的情况下，增大挤压加固拱的厚度，提高巷道抗破坏的力。
　　（2）增强混凝土的强度，提高了喷层抗剪力，抗拉的能力，增强了喷层的支护强度。
　　（3）通过锚杆和金属网，把喷层与巷壁牢固的结合一起，使得喷层与围岩之间不易离层、脱落。
　　总之，采用锚网喷联合支护，使得这三种支护形式有机的结合在一体，形成强有力的组合拱，与围岩共同承载的优点，大大的提高了围岩自身支承能力和喷层的外部支承能力，达到一次成巷。
　　 2.支护参数的选择
　　2．1根据挤压加固拱原理
　　确定锚杆长度和间距，必须满足下列关系式：
　　锚杆长度
　　L=N(1.1+B/10)=1．2×(1．1+3．2／10)=1．7m
　　式中 L――锚杆长度；m；
　　B――巷边跨度，取3．2m；
　　N――围岩稳定性影响系数，V类围岩取系数1．2。
　　锚杆间距：D≤0．5L=0．5×1．7=0．85m
　　根据以上计算结果，选用长1．9m，直径16mm全螺纹端锚固锚杆，采用锚固剂为树脂药卷规格：5L25(直径) ×490(长)mm，每孔一卷，锚杆排距为800× 800mm，矩形布置，托板规格：直径160 mm，厚度10mm圆形托板。
　　2.2金属网的选择要满足以下条件
　　(1)网筋必须满足强度和刚度的要求，具有一定的抗剪、抗弯曲能力。
　　(2)人力能使金属网随巷道拱弯曲，经锚杆锚固后能紧贴巷壁。
　　(3)网眼不能过小，以免喷碹时网后出现空洞，影响碹体强度。
　　(4)网片大小合适，施工中使用方面，易于操作，故选用金属网片规格1．5×1．2m，网眼规格80× 80mm，钢筋直径4mm。网铺设要平直，紧贴岩壁。金属网为保证搭接，盘条网相邻两边作钩，用于钩挂连接，再用中10#铁线拧紧联好加固连接，这种搭接方式减少盘条用量，降低成本，效果也佳，最后用托盘压紧金属网。
　　2．3喷射混凝土
　　2．3．1喷射混凝土厚度选择
　　喷层过薄影响支扩强度，过厚影响其柔性，脆性增加，易与围岩离层，而使围岩形成的承载结构不能保持。
　　根据我矿实际经验和巷道服务年限，跨度及围岩稳定性确定喷射混凝十厚度为100mm。分二次喷射混凝土，初喷厚度40mm，复喷达到100mm厚度，即起到支护作用，又充分发挥金属网在碹体中抗剪，抗拉作用。
　　2．3．2喷射混凝土材料要求
　　选用我集团公司生产的425#普通硅酸盐水泥、砂子为中粒河砂，石子粒直径不大于25mm，水泥：砂子：石子=1：2．5：1．5。
　　2．3．3 喷射混凝土参数选用
　　旋转式II形混凝土喷浆机，工作气压0．12-0．18MPa，喷浆门到喷面距离1m--1．5m，输料长度约凹m，速凝剂控制在3％-5％范围，喷两墙无淋水时取小值，喷拱顶和有淋水时应取大值，并做到潮拌料，喷前岩壁洒水，降低回弹、粉尘保证混凝土的强度。
　　爆破――出矸――安设锚杆――挂网――喷射混凝十，一次成巷工序简单，省工省力。
　　初喷混凝土跟迎头，具有较大的柔性允许围岩有一定的变形、位移，从而使围岩内的应力得以释放，再进行复喷，复喷跟至扒斗机尾即与场头13-23m，给一定的时间释放应力，没有必要象其它矿二次支护的做法，浪费材料、工时、人力。
　　 3.施工中应注意的问题
　　3.1保持毛断面，符合设计要求，轮廓线圆滑平整，必须采用光面爆破，保证光爆质量，减少岩石破坏，光爆成形规整，可减少局部支护体上应力集中，使变形压力在支护体均衡分布，还可为铺设金属网创造好的条件，并使支护厚度均匀，均匀的支护体能更好承受较大的变形应力。
　　3.2注意锚杆的角度，安装质量、失效锚杆必须重新补打好，锚固力在5t以上。
　　3.3喷厚要平整光滑，消除急角凸凹，厚度要均匀，避免表层应力集中而造成的局部破裂现象。
　　3.4严禁空项作业，使用吊环式前探铁刹杆护顶板做临时支护，以确保安全。
　　3.5网铺平直，并在喷射混凝土前，留出网边钩，以便下一循环进行搭接。
　　 4.结论
　　该巷在该矿使用两年来，巷道完整良好，没有变形、碹体脱落、片帮、抽冒顶现象，实践与理论分析证明，断层破碎带采用锚网喷支扩体系是可行的，它与u型铁棚，发碹支护相比，它优势在于：工世简单施工方便，减轻工人的劳动强度，施工安全，在使用过程不用再进行维护，它是一种主动支护是“抗”与“让”相结合柔性支护，服务年限K，人员配备少，通风阻力小，降低成本，巷道造价低，冈此锚网喷支扩在断层破碎带及不稳定围岩中应用，是值得推广的，但冈各十序质量要求比较高，要加强现场管理与技术指导。
　　

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