采掘技术课件喷射材料和配合比

1、在西班牙某隧道现场采用的Sika- Pm500型移动式喷射混凝土机,喷射混凝土支护应符合下列规定：施工与验收规范第6.4.2条 一、喷射混凝土的原材料：二、混合料的配比应准确。称量的允许偏差：水泥和速凝剂应为2，砂、石应为3。三、混合料应采用机械搅拌。四、混合料应随拌随用，不掺速凝剂时存放时间不应超过2h，掺速凝剂时存放时间不应超过20min。五、喷射前应清洗岩面，水灰比0.40.45。六、速凝剂的掺量应通过试验确定。混凝土的初凝时间不应大于5min，终凝时间不应大于10min。七、当混凝土采取分层喷射时，第一层喷射厚度：墙50100mm，拱3060mm；下一层的喷射应在前一层混凝土终凝后进行，当间隔时间超过2h，应先喷水湿润混凝土的表面.八、喷射前应埋设控制喷厚的标志.,2. 喷射材料和配合比水泥硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，标号大于325细骨料中砂或粗砂，细度模数大于2.5粗骨料粒径小于20mm速凝剂初凝小于5min，终凝小于10min配合比水灰比0.40.45,3. 工艺参数工作风压喷层质量和回弹率工作风压= 0.1 + 0.001输料管长度（m）水压拌和效果水灰比喷层质量和回弹率

2、 喷射距离与倾角回弹率一次喷射厚度回弹率分次喷射间隔时间及拌和料的存放时间（20min，2h）,高性能喷射混凝土在各阶段的性能特点要求如下 ：(1)喷射阶段。具有高粘聚性、附着性，回弹率低、粉尘小； (2)硬化早期。早凝、早强，化学缩减小，干缩小； (3)硬化后期。强度适应，高抗渗、高抗碳化、高耐腐蚀。,. 喷射混凝土工程质量检测技术与方法,强度：常采用现场检测方法，包括预留试样（喷大板法或喷模法）、现场取样（凿方法或钻取并点荷载试验方法）以及拔出试验法等。厚度：有针探法、打孔尺量或取芯法检测。工程规格尺寸：包括挂线尺量法、激光测距法、超声波测距法等.观感质量：观感质量检测包括喷射混凝土有无漏喷、离鼓现象；有无仍在扩展或危及使用安全的裂缝；漏水量；钢筋网有无外露；喷射混凝土表面平整密实。工程基础深度检测：锚杆喷射混凝土支护技术规范规定，喷射混凝土支护工程应设基础，基础深度不小于100mm。,采用光爆锚喷技术施工的大巷,王庄矿+630水平运输大巷，断面18m2， 长1200m，光爆工艺，锚喷支护,一锚喷支护支护主体锚杆； 喷射混凝土封闭围岩、防止危岩掉落,第一节 锚杆联合支护,二锚喷网支

3、护, 支护主体锚杆 喷射混凝土封闭围岩、防止危岩掉落 增加抗裂性能和韧性 钢纤维混凝土网铁丝网和钢筋网均匀分布喷层应力，提高喷层的抗拉能力和变形能力,验收规范第6.4.4条 钢筋网喷射混凝土支护，应符合下列规定：一、钢筋使用前应清除污锈二、钢筋网与岩面的间隙不应小于30mm，钢筋保护层的厚度不应小于20mm三、钢筋网应与锚杆或其它锚定装置联结牢固；四、当采用双层钢筋网时，第二层钢筋网应在第一层钢筋网被混凝土覆盖后铺设。五、钢筋网应与锚杆或其他锚定装置联结牢固，喷射时钢筋不得晃动。,Figure 15.8: Welded wire mesh, firmly attached to the rock surface, provides excellent reinforcement for shotcrete.,三锚网支护,锚网支护是以锚杆为主要构件并辅以其他支护构件而组成的锚杆支护系统，是近几年来发展起来并得到广泛应用的新的锚杆支护形式，主要用于煤巷支护，其类型主要有锚网支护、锚带（梁）网支护等。 1.锚网支护锚网支护是将铁丝网或钢筋网、塑料网等用托盘固定或绑扎在锚杆上所组成的复合支护形

4、式。各种网主要用来维护锚杆间的围岩，防止小块松散岩石掉落，也可用作喷射混凝土的配筋；同时，被锚杆拉紧的网还能起到联系各锚杆组成支护整体的作用。各种网负担的松散岩石的荷载主要取决于锚杆间距大小。,常用于锚网支护的网有铁丝网、钢筋网与塑料网等。 （1）铁丝网一般采用34mm的镀锌铁丝编织而成。菱形网网孔尺寸为40mm40mm100mm100mm。（2）钢筋网是由钢筋焊接而成的大网格金属网。直径约610mm，网格约150mm150mm。这种网强度和刚度都比较大，不仅能阻止松动岩块掉落，而且能够有效地增加锚杆支护的整体效果，适用于大变形、高应力巷道支护。（3）塑料网具有成本低、轻便、抗腐蚀等特点，但是强度和刚度较低。目前国外已用聚酯网代替塑料网，聚酯网具有强度大、重量轻、刚度大等优点，但这种网的价格相对较高。,2锚带网支护锚带网支护是由锚杆、钢带（钢筋梯）及金属网等组成。其中钢带是锚带网支护系统的关键部件。它将单根锚杆联接起来，组成一个整体承载结构，提高锚杆支护的整体效果。钢带是由23mm的薄钢板制成，钢带上有锚杆安装孔，使打眼、安装极其方便。根据制作钢带的材料不同，主要有平钢带、W钢带及钢筋

5、梯等型式。,四、小孔径预应力锚索支护,预应力锚索加强支护在煤巷支护中占有重要地位。具有锚固深度大，可将下部不稳定岩层锚固在上部稳定的岩层中；且可施加预应力，实现主动支护。因而在大断面、地质构造破坏地段、顶板软弱且较厚、高地应力、综放巷道等困难、复杂的巷道中，得到广泛应用。采用锚杆钻机打2832mm的小钻孔、树脂药卷加长锚固、单根钢绞线的小孔径预应力锚索加强支护技术，简化了施工工艺及施工设备、缩短了锚固体养护和施工时间，实现锚索快速承载，提高了工效，是煤巷推广锚杆支护中一项重要的保证措施。,1小孔径预应力锚索材料及结构 （1）锚索材料小孔径预应力锚索主要材料为：钢绞线、锁具、锚固剂。目前较为广泛采用7股5mm高强度钢绞线。可盘成卷便于运输，又能自身搅拌树脂药卷快速安装，适合在空间尺寸较小的巷道中使用。采用普通树脂药卷加长锚固，使用锚杆钻机带动钢铰线搅拌树脂药卷，安装工序简单。一般等待1h后即可安装锁具进行张拉，有利于巷道快速施工和围岩稳定。,（2）锚索结构小孔径预应力锚索结构可分为三大部分：内锚固段、钢绞线自由段、外锚固段。内锚固段外径D的最大尺寸以不影响锚索在钻孔中搅拌树脂药卷为宜，一

6、般比钻孔直径小68mm较好，可确保树脂药卷搅拌均匀。,毛刺,锁具,槽钢,钢垫板,围岩表面,钻孔,钢绞线,2小孔径预应力锚索施工工艺 小孔径预应力锚索施工可分为地面准备、钻孔、锚固、张拉4个主要工序。,27mm钻头,钻杆,锚杆钻机,快速药包,中速药包,钢绞线,驱动器,锚固段,托盘,锁具,张拉器,切割器,超高压隔油泵,MQY-180矿用锚索张拉机具适用于安全要求所必须的场合，如具有爆炸性瓦斯的煤矿井下作业。,MSY-180型矿用手动锚索张拉机具由YCD-180型预应力张拉千斤顶、SDB-63型手动油泵以及高压油管等组成，构成一组煤矿巷道锚索预应力张拉的必备设备。,对于节理、裂隙发育，断层破碎带等围岩松散、破碎的情况，可利用锚杆注浆技术，改变围岩松散破碎结构，提高其粘结力、内摩擦角和围岩的整体性，使围岩为锚杆提供可靠的着力基础，充分发挥锚杆对松散破碎岩层的锚固作用。注浆锚杆既是锚杆，又能用其进行注浆。,1普通金属锚杆；2注浆锚杆；3喷层与金属网； 4注浆扩散范围；5锚杆作用形成的岩石拱； 6喷层作用形成的组合拱,五、锚注支护,对穿过断层破碎带、淋水带超前注浆，巷道注浆加固要求一定初锚力和需控

7、压注浆的巷道，可采用可控压内注浆锚杆。,对于不考虑初锚力，不需控压注浆的巷道施工、修复和加固，可采用普通内注式注浆锚杆。,进浆管,逆止阀,锚杆螺母,托盘,止浆塞,锚杆体,活塞,分浆塞,弹簧,水泥药卷挡板,锚杆尾,倒楔,巷道断面设计作业,某煤矿，年设计生产能力90万吨，采用立井开拓方式，属高沼气矿井，采用中央分列式通风，井下最大涌水量为450m3/h；第二水平东运输大巷长度1600m，服务年限为25年；通过的流水量为 ，风量为 ；采用 直流架线电机车 牵引 矿车运输。巷道内铺设一趟200mm的压气管和一趟100mm的供水管。大巷穿过的岩层有砂岩、泥岩，主要以泥岩为主，岩层倾角14o，实测围岩松动圈：砂岩为0.40.5m，泥岩为1.01.3 m。试设计运输大巷直线段的断面，并计算单位工程掘进工程量和材料消耗量，绘制巷道断面施工图。,第五节 普通支护,一棚式支架不能阻止围岩风化 1. 木支架 组成： 两腿（承受侧压） + 梁（承受顶压） 适用性：地压不大，服务年限短（2年左右），断面小的采区巷道 优缺点：,2. 金属支架破坏形式主要为失稳 梯形金属支架适用于回采巷道轻便钢轨（18kg24kg

8、）或矿用工字钢（1620号）,（2） 拱型可缩金属支架软岩、地压大且不稳定（动压）、围岩变形量大，断面小于12m2，矿用特殊型钢制作间距一般在0.7m左右，纵向通过金属拉杆拉紧提高稳定性。,梁腿搭接长度300400mm，采用两个卡箍固定,采用U型钢支护的常村矿N2轨道上山,3. 钢筋混凝土支架 12m2，地压稳定、服务年限长，不适用于动压支架间距0.51.0m，圆木支撑，,规程第四十二条 支架间应设牢固的撑木或拉杆。可缩性金属支架应用金属支拉杆，并用机械或力矩扳手拧紧卡缆。支架与顶帮之间的空隙必须塞紧、背实。巷道砌碹时，碹体与顶帮之间必须用不燃物充满填实；巷道冒顶空顶部分，可用支护材料接顶，但在碹拱上部必须充填不燃物垫层，其厚度不得小于0.5m。,二石材整体支护 施工工序复杂，劳动强度大，施工速度慢，效率低。 有化学腐蚀性的含水围岩段，或大面积淋水和局部涌水处理无效，或不宜采用锚喷支护时采用。 1. 临时支护锚喷临时支护 2. 立碹胎搭摸板浇混凝土 从墙角立起，逐步向上。拱部摸板依次立起，浇灌从两帮开始，在顶部逐步汇合,验收规范第6.4.8 砌筑碹墙基础，应清理浮矸石直至实底，基础槽内

9、不得有流水或有危害砌筑质量的积水。,第6.4.9 砌筑墙、拱，应符合下列规定:一、支模前应对中、腰线进行检查，严格按中、腰线进行支模。当采用砌块砌墙时，应挂边线；两边线之间的距离不宜大于5m，并予固定；二、墙模板应安设牢固，板面应平整；三、碹胎的架设应与巷道中心线垂直；四、碹胎两边拱的基点应在同一水平上。碹胎架设的坡度应与巷道坡度一致，五、碹胎的间距，宜为11.5m。拱模板的强度，应能满足荷载要求；六、碹胎的架设，必须牢固，碹胎的下弦不得用作工作台；七、碹胎、模板重复使用时，应进行检查和整修；八、在倾斜巷道中架设碹胎，应有2o 3o的迎山角。碹胎之间应设支撑和拉条；九、砌拱时，应同时由两侧起拱线向中心对砌。当采用砌块砌拱时。最后封顶的砌块座位于正中，砌块间应灰浆饱满。,第6.4.10 砌体与岩帮之间的空间应充填严实。当拱部砌体与岩帮之间的空间不超过0.5m时，可采用矸石充填；等于或小于2.0m时，应砌0.5m厚的缓冲层；大于2m时，应砌0.8m厚的缓冲层。其余空间部分可用矸石、木垛或其它材料充填。,第6.4.12 位于软岩中的巷道和受动压影响的巷道，宜采用柔性或可缩性支护。第6.4.13条 有底鼓的巷道，应采取砌筑底拱，底部打锚杆、喷射混凝土或设置底梁等措施，并应符合下列规定：一、边墙或支架的立柱，必须座落在底拱或底梁上；二、砌筑底拱或锚喷之前，应将浮矸清理干净，直至实底，坑内的积水应排除干净；三、底鼓的地段宜先砌筑底拱，当施工条件不允许时，可先砌墙及拱，砌墙时，应在墙基部留出不小于100mm的倒台阶和接茬钢筋；四、砌筑底拱或锚喷后，应经过适当的养护，方可铺轨。,主要产煤国煤矿锚杆支护技术分析 中国煤炭 第25卷第期（总第277期） 1999 年第 8 期Werld Coal,1999, No5, 4447 李孝尚译 本刊校 1 概述大多数采用长壁工作面开采的煤矿面临的主要障碍是采区巷道掘进和支护问题。锚杆支护过程是妨碍煤炭开采进度的“瓶颈”，在一个工作面采煤循环中所占的时间最长。房柱式开采煤矿面临同样的问题。当锚杆支护密度较大时，如果将锚杆支护的时间缩少一半，工作面煤炭产量几乎可以提高1倍。,

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