巷道掘进与支护.docx
- 文档编号:8516913
- 上传时间:2023-01-31
- 格式:DOCX
- 页数:28
- 大小:376KB
巷道掘进与支护.docx
《巷道掘进与支护.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《巷道掘进与支护.docx(28页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
巷道掘进与支护
第六章巷道掘进与支护
第一节巷道掘进施工方法
一、岩石平巷掘进
目前,岩石平巷掘进,仍以钻眼爆破为主。
因此,钻眼爆破工作的好坏,直接影响巷道的
掘进质量、速度、工效和成本。
正确合理的钻眼爆破工作,应当满足下列要求。
(1)炮眼利用率高,爆破材料消耗少;
(2)不超挖、不欠挖,巷道断面符合设计要求,以利支护;
(3)爆破岩块适中,以利装岩。
岩巷掘进的主要工序:
钻眼、爆破、装岩、运输、通风、支护等。
一、钻眼工作
钻眼工作的好坏,直接影响爆破效果、循环进尺和巷道工程质量。
所以必须严格按照爆破图表进行钻眼,特别要注意巷道的掘进方向和坡度。
1、钻眼准备
为了安全,钻眼前必须检查顶帮浮石、靠近工作面的支架;同时要检查凿岩机并加足润滑油;备齐钎子和钎头,并检查钎子中心孔是否畅通;检查压气管和水管是否损漏,气压、水压是否满足要求。
2、多凿岩机作业
岩巷掘进中,钻眼工作占用整个循环时间30-40%。
为了缩短钻眼时间,提高掘进速度,采用多台凿岩机同时作业。
每台凿岩机所占工作面的面积,根据岩石硬度一般为1.0-2.0m²多凿岩机作业时,工作面气管、水管多,人多,设备多,为避免互相干扰,可采取下列措施:
(1)两路供气、供水如图所示,
图;工作面气、水管布置
1)供水干管(ф25-50mm);2)胶皮集中水管(ф50mm);,3)胶皮集中压气管(ф38-50mm);
4)分水器(ф100mm);5)分气器(ф150mm);6)胶皮小水管(ф12mm);
7)水管接头;8)胶皮小气管(ф18-25mm);9)压气干管(ф100-150mm);
在距工作面40-60m处,在供气干管末端安上一个三通接头,接上两条直径38-50mm的胶管作为集中供气管;在供水干管的末端,以同样方法用两根直径25mm的胶管作为集中供水管。
这样就使气、水管分两路,分别由巷道底板两侧送到距工作面4-6m处,而后将多接头的分气器和分水器,分别接在巷道两侧的胶皮气、水管上。
在分气器和分
水器上,分别用直径25mm和12.5mm、长4-6m的胶皮风、水管与凿岩机连接。
凿岩结束
后,可在分气、分水器上将小的气、水胶管卸下,连同凿岩机一同撤出工作面,待放炮结束后,再在分气、分水器上接上小的气、水胶管,很快就可进行钻眼工作。
(2)定岗位、分区作业
为了避免钻眼混乱,根据实践经验,应采用定人、定凿岩机、定位、定眼数、定时间的岗位责任制。
以巷道工作面为中线,把工作面分为左右两部分,每部分基本沿垂直方向再划分打眼区。
每个区内的炮眼大致相等,由一台凿岩机钻眼(图&)%)。
这样可以避免凿眼机左右移动,又利于工人熟悉炮位、眼深。
图垂直分区凿眼作业图
Ⅰ、Ⅱ···Ⅲ——Ⅷ钻眼区编号
1、2····3——炮眼编号
(二)定向工作
为了掌握巷道的掘进方向和坡度,正确布置炮位,钻眼前首先应将巷道的中线和腰线引
到工作面上,然后根据巷道中线定出各炮眼的位置,并标出在工作面上,即可开始钻眼。
为
了保证炮眼方位,最好以巷道中线为基准,先打好一个正中顶眼或掏糟中心眼,并在该眼中
插入长炮棍作为其他炮眼钻进时定向标志。
巷道中线一般多用“三点延线法”进行延长(图)
三点延线定向法
利用巷道顶板上的中心标,在距工
作面较近的标桩1、2上各挂一垂球,d人在工作面中线附近放一盏矿灯,另一人站在1点后
面目测出第三点矿灯的位置,使三点位于同一直线上,这样中线便延长到工作面上。
巷道坡度用腰线来控制。
通常腰线点设在巷道无水沟一侧的墙上或支架立柱上,其高
度距轨面1m,可用倾斜仪挂在腰线上来延长腰线(图)
巷道腰线的测定
近年来,研制了激光指向仪,操作简便、定向准确、省时。
施工时,先将激光指向仪固定在巷道要板的中心线某点上,然后在指向仪的前方顶板上
再设两个中线点,并引下垂线,如图所示。
激光指向仪定向示意图
指向仪安好后,进行对中、整平、点燃激光管,调整微动螺旋,使光束中心照准前方的垂线直至重合。
这样就可利用激光指向仪射出的红色可见光束在工作面上形成一个强光点,来确定地位和掘进方向,随着巷道的延长,仪器安装位置距工作面较远时,则应将指向仪移近工作面,重新用经纬仪增点安装,并重新校正光束方向。
根据目前激光指向仪的精度,一次最大射程在400-500m为好。
否则随着射程增大,光
斑直径增大,能见度减弱,影响定向精度。
(三)炮限定位
正确炮眼是爆破成败的关键之一,尤其是光面爆破周边眼的定位。
为了能正确迅速的根据爆破设计将炮位定到工作面上,可采用南京特种灯泡厂生产的TY-A型钻眼布孔仪。
这种布孔仪为隔爆型,最大布孔巷道断面:
圆形为18m²;半圆拱为12m²,。
布孔仪到工作面的距离(象距)为8m。
可调角度:
水平为180°;垂直为45°。
这种仪器是根据光学放大投影原理设计的,它把缩小在薄铝质布孔板上的炮眼布置图,经过放大,准确清晰地投影到掘进工作面上。
布孔板为厚0.5-1mm、外径6mm的铝板。
制作时先根据炮眼布置图按1:
133比例缩小
在铝板上划线,但缩小后的炮眼布置不得超过直径36mm的圆面;然后用直径0.3-0.5的钻头,在铝板上划线走出的眼位处钻出孔眼即可。
仪器在下井使用前,应先在地面室内距墙2m处进行检查调试,如墙上出现直径约60mm的黑斑,即说明仪器正常可用,否则应打开仪器,调整灯泡位置,直到出现60mm的黑斑为止。
使用时,先将仪器在三角架上固定好,再将它安置在距工作面约8m处,如选用的放大倍数K值不等于133,则仪器距工作面的距离V就不等于8m,可按V=f(1+k)进行计算,式中f为仪器的焦距60mm,接通电源,将开关旋到“开”的位置,此时炮位就投影到工作面上;再根据巷道断面来调整仪器的远近、高低及角度,使炮眼布置图中心线上的“定位光点”与激光指向仪的光点重合,同时将炮眼布置图腰线上的两个“定位光点”与巷道腰线重合;用油漆把投影在工作面上的炮位画出后,即关闭电源撤出仪器,按油漆定出的炮位打眼。
(四)工作面炮眼布置
炮眼布置是影响爆破效果的重要因素之一。
影响炮眼布置的主要因素:
岩石性质、巷道
断面和形状、炸药性能和炮眼装药量等。
由于地下的地质条件变化很大,工作面的炮眼布置
不能一成不变,必须根据具体地质情况进行布置和调整。
工作面的炮眼,按其用途和位置可分为:
掏槽眼、辅助眼和周边眼三类:
1、掏槽眼布置
掏槽眼的作用,首先是把工作面某一部分岩石破碎下来并将它抛出形成空腔,使工作面
形成第二个自由面,为其余炮眼爆破创造有利条件。
掏槽眼的爆破好坏,是每一循环进尺的
关键。
掏眼槽一般位于巷道断面中央靠近底板,这样便于钻眼时掌握方向;并且有利于上部炮
眼爆破时岩石借自重而崩落。
如断面中存在软、硬夹层时,则掏槽眼应位于软岩层中。
根据掏槽眼与工作面之间的夹角,可分为:
斜眼掏槽法,其中有单向掏槽、锥形掏槽、楔
形掏槽,直跟掏槽法,其中有平行龟裂掏精、角柱掏槽、菱形掏槽、螺旋掏槽;混合掏槽法,即斜眼和直眼混合掏槽。
(1)斜眼掏槽法
斜眼掏槽法是常见的一种掏槽法,其特点是:
可以充分利用自由面,逐渐扩大爆破范围;掏槽面积较大,适用于大断面巷道。
但其缺点:
炮眼深度受巷道宽度的限制,因此循环进尺受到限制;不利于多凿岩机同时作业。
1)单向掏槽法。
这种方法适用于有明显的松软夹岩(图)均质坚硬岩层很少应用。
单向(扇形)掏槽
2)锥形掏槽法
这种方法掏出的槽腔成锥体形(图),炮眼数一般为3或4个,由于装药量比较集中,爆破效果较好。
但由于炮眼深度受到较大的限制,而且钻眼很不方便。
锥形掏槽
3)楔形掏槽法
这种方法掏出的槽腔成楔形,应用广泛。
坚硬岩石多数情况下采用垂直楔形掏槽(图)掏槽眼数根据断面和岩石性质,一般6-8个。
炮眼与工作面的夹角大致为65-75°,槽口宽度根据眼深和夹角,一般1.0.-1.4m,掏槽眼的排距为0.4-0.6m。
楔形掏槽法
2、直眼掏槽法
这种掏槽法的特点是,所有掏槽眼都垂直于工作面,彼此间距较小,而且保持平行,同时
留有不装药的空眼。
这种掏槽法的炮眼深度不受巷道断面的限制,可以进行深眼爆破;便于机械化钻车打
眼。
1)平行龟裂掏槽法
这种掏槽法适应于中硬岩石小断面巷道(图)。
它要所有炮眼底部都要落在同一
平面上并彼此保持平行,否则将影响掏槽效果。
由于掏槽面积小,故应用不广泛。
平行龟裂掏槽法
2)角柱掏槽法
这种掏槽法的形式很多,掏眼一般都对称布置,适应于中硬岩石,现场应用较多。
眼深
一般2.0-2.5m,眼距100-300mm。
(图)
角柱掏槽法
3)菱形掏糟法
这种掏槽法如图所示,中心眼为不装药的空眼,各眼距根据岩石性质,一般a=100-150mm,b=170-200mm。
若岩石坚硬,可采用间距100mm的两个中心空眼。
起爆用毫秒雷管分为两段,1.2号眼为一段,3.4号眼为二段。
每眼的装药量为炮眼长的70-80%。
这种掏槽法简单,效果很好。
菱形掏糟法
4)螺旋掏槽法
这种掏槽法是槽眼绕中空眼逐步扩大槽腔,能形成较大的掏槽面积。
它用于中硬以上岩石,掏槽效果良好。
中心空眼最好采用大直径(75-120mm)炮孔,掏槽效果更好一般除空眼外,有4个炮眼即可。
采用毫秒雷管起爆顺序按眼号1、2、3、4进行。
螺旋掏槽法
综上所述各种直眼掏槽可知,直眼掏槽的破碎岩石不是以工作面作为主要自由面,而是
以空眼作为主要自由面,因此岩石破碎的方向主要指向空眼。
所以采用直眼掏槽时,应注意
以下各点:
(1)空眼与装药眼之间的距离,一般为空眼直径的2-4倍。
(2)随着炮眼深度和槽腔体积的增加,空眼数应相应增加。
(3)直眼掏增一般都是过量装药,装药系数一般为70-80%。
(4)由于空心眼向往往聚集沼气,所以在有沼气爆炸危险的地区,应慎重使用,并应有周
密的安全措施。
3、辅助眼布置
辅助眼又称崩落眼,是布置在掏槽眼与周边眼之间的炮眼;是大量崩落岩石和刷大断面的主要炮眼。
辅助眼之间和辅助眼各圈之间的距离,一般均为400-600mm方向基本垂直工作面,要布置比较均匀,使崩下的岩石块度大小和堆集距离,都要便于装岩工作。
4、周边眼布置
周边眼是用来崩落岩石并形成巷道断面的设计轮廓,它是决定于巷造成型的主要因素。
周边眼的间距一般为500-800mm。
根据岩石硬度,帮眼眼口距岩帮约#’’100-200mm帮眼眼底一般伸出巷道轮廓线外100-200mm。
底眼眼口距底板150mm,并需向下倾斜,一般扎到底板标高以下200mm左右,以防拉底,便于铺轨。
(五)爆破参数
巷道掘进的爆破参数为:
炸药消耗量、炮眼直径、炮眼深度和炮眼数目。
这些参数的。
正确确定,对于巷道掘进具有重要意义,但至今还没有一套比较完善的计算方法,有些计算方法也只能作为实际中的参考,这主要由于各参数之间的相互影响以及岩石多变的原因所致,因此,目前多根据经验类比和直接试验来确定各爆破参数。
1、炸药消耗量
炸药消耗量一般以爆破1m³实体原岩所需的炸药量(kg/m³)来计算,通常称为炸药单位消耗量或炸药单位用量。
炸药消耗量决定正确与否,将直接影响到岩块的大小、钻眼工作量和装岩工作量、巷道轮廓的整齐和稳定性、炮眼利用率和巷道掘进成本等。
影响炸药消耗量的主要因素:
岩石性质、巷道断面大小、自由面数目、炮眼直径和深度以及炸药性质等等。
一般说来,岩石愈硬、巷道断面愈小、炮眼直径愈小、炮眼愈深、炸药的爆炸性能愈差,炸药消耗量就应增加;反之,炸药消耗量就应减少。
2、炮眼直径
炮眼直径是根据药卷直径确定的。
现在一般都采用直径32-25mm的标准药卷,炮眼直径要求比药卷直径大2-4mm,所以炮眼直径一般为34-38mm。
采用45mm大直径药卷爆破,实践说明,虽然炮眼数目减少了,爆破材料有所降低,但爆破震动较大,巷道轮廓难以保证,特别影响到光爆锚喷新技术的应用。
因此,巷道掘进中不宜采用,一般还是采用小直径多炮眼爆破为好。
3、炮眼深度
炮眼深度直接决定每循环进尺;同时又决定着循环工作量。
炮眼深度增加,钻眼和装岩工作量都会增加。
所以炮眼深度除考虑钻眼速度和爆破效果(炮眼利用率)外,还应和循环工作量与循环时间结合起来统一考虑,才能确定合理的炮眼深度。
炮眼深度还需与凿岩设备相适应,如采用气腿式轻型凿岩机,一般炮眼深度以2.2-3.0mm为宜;如采用台车配重型凿岩机,则炮眼深度大于3m为好。
4、炮眼数目
炮眼数目和炮眼布置密切相关。
掘进工作面每"循环所需的炮眼数目,必须根据岩石性质、巷道断面大小以及爆破材料,按不同作用的各种炮眼间距,分别合理布置,最后排列出的炮眼数,就是每一循环的炮眼总数。
另外,也可按炸药单位消耗量估算每一循环所需的炸药总消耗量,然后再以每个炮眼的平均装药量除之即可算出炮眼的总数。
一般炮眼的装药系数对于各类炮眼是不相同的,掏
槽眼装药系数0.7-0.8;辅助眼和周边眼0.5-0.7。
因此炮眼的平均装药量应取二者的平均值即0.6-0.75计算。
(六)爆破作业图表
爆破作业图表是钻眼爆破作业的依据。
其内容分三部分:
第一部分是爆破条件;第二部分是炮眼布置图表(爆破说明书);预期爆破效果。
爆破图表的编制,首先应根据实际资料初步拟定爆破图表;这个初步图表经过若干循环爆破实践,不断修改完善之后,才能作为正式爆破施工的依据。
爆破条件
炮眼布置和装药量(爆破说明书)
炮眼布置
预期爆破效果
第二节巷道支护
巷道开掘后,在它的周围出现地压现象。
为了保持巷道的稳定性,必须设置一种支撑结构物来维护巷道,这种维护巷道的结构物称为支架。
根据支架的形式有:
棚式支架和整体支架。
维护巷道的施工方法和施工过程称为支护。
我国煤矿巷道支护,曾先后采用过不同结构形成的木材支架、金属支架、预制钢筋混凝土支架以及石材整体支架。
木材支架由于强度低、容易腐朽、不防火、消耗量大,特别是我国木材资源短缺,因此,现在只有某些特殊地段和地方小煤矿仍在使用。
预制钢筋混凝土支架和金属支架获得广泛使用。
石料作为永久支护,在选材、结构和施工等方面都有改进,在一些地方获得使用。
上述各种支护都是利用支架本身的强度,被动地承受地压,因此,不仅材料消耗多、劳动强度大,而且施工速度慢,影响巷道的施工速度。
近些年来,锚喷支护的发展并获得推广使用,是巷道支护的重大进步,它是利用被锚岩石本身主动地承受地压!
一、预制钢筋混凝土支架
这种支架是在地面工厂用钢筋混凝土预制成梁、柱、背板等构件,在井下工地装配成支架使用。
这种支架的结构如图所示,它是由一根顶梁和两根柱腿组成。
其构成的断面通常是梯形,采用亲口接头,梁腿接合处应垫上木板或胶皮。
构件的混凝土标号一般为150-250号,钢筋用3号及5号钢。
顶梁长为1.8-3.6m,重量90-270kg;柱腿长为2-3m,重量100-180kg。
支架的抗弯能力约为30-50kN。
支架间距,根据巷道断面和围岩性质,一般为0.5-1.2m,梁腿安设好后,用钢筋混凝土背板背实、背严。
各支架之间用钢筋混凝土撑杆支撑,以增加其稳定性。
这种支架强度大、防火、抗腐蚀、经久耐用,但笨重。
它适用于地压较稳定、服务年限较长以及项面不小于12m²的巷道,有动压的采区巷道,最好不要使用。
这种支架的架设过程:
挖技窝--立柱腿--上顶梁--打角楔--背顶--背带--加撑杆。
这种支架由于构件较重,为了提高工效和减轻支护时繁重劳动,可使用支架机施工。
图梯形钢筋混凝土支架
1--项梁;2--垫木;3--撑杆;4--背板;5--柱腿
架设支架后的巷道质量要求:
1)巷道净宽—中线至任何—帮的间距,主要运输巷道不小于设计尺寸20mm、不大于100mm其它巷道不小于50mm、不大于100mm。
2)巷道净高—腰线上、下均不小于设计尺寸30mm、不大于100mm。
3)巷道坡度—轨道运输巷道50m的坡度允许误差为±1‰,而50m内高差不得超过±50mm。
4)支架无开裂或露筋现象。
5)支架的前倾后仰不能大于柱腿的全宽。
6)顶梁位置必须垂直巷道中心线,无歪扭,两端应保持水平。
7)背板、撑杆(拉杆)布置应符合要求,要刹紧、背牢。
8)柱窝深度必须符合设计要求,柱要立在实底上,不可立在浮石上
9)顶梁接口要严密合缝,不得张口。
10)支架距离的误差不得超过±50mm。
二、金属支架
金属支架具有强度大、坚固耐用,安拆方便、可多次复用。
既可作永久支架,也可作临时支架。
金属支架常用的钢材有:
3号和5号工字钢、槽钢、钢轨和特种型钢,背板根据巷道服务年限,可用混凝土预制板或木板。
在梯形巷道中,常用18-24kg/m钢轨或16-20号工字钢制成顶梁和立柱。
在拱形巷道中,也可制成拱形梁和立柱的拱形金属支架。
为了使支架具有一定的可缩性,在立技下面安放垫木。
梯形金属支架
在地压大的拱形巷道中,为了来压时不致压坏支架,可用特种型钢制成的可缩性支架,型钢的重量一般为18-24kg/m。
1-顶梁;2-柱腿;3-底座;4-形卡子;5-垫板;9-螺母
这种可缩性支架有三个部分组成:
一根拱形梁和两根上部带有弧形的立柱。
拱形梁搭接在立柱的弯曲部分,组成一个三心拱。
拱形梁和立柱的搭接长度为300-500mm。
搭接处用两个卡箍固定。
立柱下端焊有150×150×10mm的铁板作为底座。
支架的可缩性,可以用卡箍的松紧程度来调节和控制。
支架在地压作用下,超过接头处的摩擦力时拱形梁即沿立柱弯曲部分产生微小的滑动,支架下缩,从而缓和了地压对支架的压力。
当支架下缩(滑动)到最大时,便成为钢性支架承受地压。
这种支架的可缩量可达0.2-0.4m,承载力约180-200kN。
为了加强支架的稳定性,支架之间用金属拉杆互相拉住,或打入撑柱撑紧。
三、锚杆支护
1、锚喷支护理论
锚喷支护技术广泛应用于地下工程,人们对其认识也由浅入深、不断深化和提高。
最初认识是从锚杆或喷射混凝土单独作用于围岩开始,如锚杆的悬吊作用、挤压加固作用、组合梁作用等原理;喷射混凝土对围岩的封闭作用、改变围岩应力和共同支护作用等基本观点。
随着锚喷支护技术应用范围的扩大,人们通过试验研究发现,锚杆不仅可以锚固破碎岩石来支承自身重量,而且还可作为承载体来支承外荷载。
当混凝土喷层和碎块岩体组合成拱形结构时,其承载能力要比喷层本身大几倍甚至十几倍。
由此可见,锚喷支护是一种能转变承载体的结构形式。
根据弹塑性理论、极限平衡理论以及有限元分析方法,对在不同锚喷支护参数条件下,围岩的应力应变分布状态、围岩加固的强度和稳定性有了新的认识。
由于地质条件和地下工程技术条件复杂多变,目前还很难有一种支护理论被大家所公认,但锚喷支护技术已被工程界接受,而且已从概念的定性分析进入实践、理论、实验研究的阶段,已能够进行定量的分析和计算,指导具体的设计和施工。
锚喷支护设计的理论观点
(1)一切手段、方法和措施都以维护围岩的稳定为目的。
(2)为充分发挥支护和围岩的共同作用,把支护与围岩视为统一的复合体。
这就要通过改变锚喷支护参数和结构形式来达到这个目的。
(3)围岩是荷载,但又是承载的主体,要最大限度的发挥围岩自承自稳能力,而把支护作为加固和稳定围岩的手段;同时也要充分发挥支护的承载能力。
(4)借助现场试验和监测手段,确定围岩类别等级,取得有关岩体力学参数,以便指导设计和施工。
(5)在不同地质构造和不同围岩类别及力学性质条件下,采用不同的计算、设计方法,选择不同支护方式。
(6)地质勘察、设计、施工和工程测试相结合,在设计和施工过程中要紧密联系,不断调整设计参数,使结构形式更加符合工程实际。
以上基本理论观点对锚喷支护设计有着重要的指导意义,其具体设计方法有工程类比法、理论分析法和现场监测法。
工程类比法是当前主要设计方法,已逐步向定量化、科学化的方向发展。
2、锚喷支护的应用特点
锚喷支护技术之所以比传统的支护方式优越,主要是在机理、施工工艺和技术经济效果等方面有一些突出的特点。
如及时性、柔性、粘贴性、深入性、密封性、灵活性构成了锚喷支护作用原理的基本要素。
另外还有在工艺上便于机械化操作,以降低劳动强度;在经济上比其他支护方式更为合理等优点。
(1)及时性
锚喷支护比其他支护形式迅速及时,锚杆还可以超前支护,喷射混凝土的早凝、早强保证了支护的及时和有效。
由于支护及时,不因开挖后围岩风化而降低强度,并给围岩及时提供支护抗力,从而改善了围岩的应力状态。
(2)柔性
喷射混凝土本身虽然是一种脆性材料,但由于喷层较薄,喷射混凝土与岩体紧密结合,呈现一定的柔性。
分层喷射以及加纤维的喷射混凝土其柔性更好。
锚杆支护的柔性更为明显,特别是可伸缩性锚杆、钢丝绳锚杆,塑料、竹、木等材料的锚杆都有较好的柔性,可允许岩体有较大的变形而不致破坏,甚至当被加固的岩体作整体位移时,仍能保持相当大的支承力。
3、锚喷支护基本理论
该理论以岩体工程地质力学为基础。
地下工程在未开挖之前,由于岩体自重和构造运动,岩体内部处于平衡应力状态;开挖后,初始应力的平衡被破坏,开挖后的围岩应力重新分布并发生变形。
开挖空硐在不同部位围岩的力学性质、应力状态都不相同。
围岩的破坏从局部开始,破坏点的应力状态与岩体强度符合岩石破坏准则条件。
由于局部的破坏,诱发其他部位围岩应力状态和岩体强度也发生变化,直至达到破坏准则后,围岩发生破坏,最后导致围岩冒落或片帮。
根据这种观点分析硐体稳定性和支护加固效果,应调整岩体应力场与岩体力学性质的变化。
锚喷支护的作用原理可以概括为:
在开挖空硐发生变形破坏之前应限制围岩的变形与位移,以改善硐体的应力状态,提高岩体强度,充分发挥围岩的自稳能力。
4、锚杆支护的作用原理
关于锚杆支护的作用原理,至今还没有一种比较完善、成熟的公认理论,下面从各个不同的角度介绍几种理论。
(1)悬吊作用———锚杆将软岩层吊挂在上面坚硬稳固的岩层上(图1),锚杯好象“钉子”把软岩层钉固在上部坚固岩层上。
(2)组合梁作用———锚杆将薄层岩石锚成一整体,组成一个岩石板梁,从而提高了顶板的承载力。
以上两种支护原理,适用于层状岩层,对于块状岩层就无法解释。
(3)挤压加固作用———锚杆将巷道围岩挤紧,对岩石起到挤压加困作用,阻止裂隙扩大。
这一原理适用于块状岩层。
(4)减小跨度作用———巷道顶板打上锚钉,相当于在该处打了点柱,因而使巷道顶板岩石悬露的跨度缩小(图2)。
图1软岩层锚固在上部硬岩层上
__
图2锚杆缩小悬板跨度
上述各种锚杆作用,实际上不是单独存在而是综合在一起共同作用的结果。
5、锚杆分类及适用范围
锚杆种类很多,根据锚固方式可分为:
端头锚固描杆和全眼锚固锚杆。
前者是锚杆的端头锚固眼底岩壁,常用的有金属楔缝式锚杆;金属倒楔式锚杆;金属涨壳式锚杆;树脂锚杆;快硬膨胀水泥锚杆;木、竹锚杆。
后者是杆体与全长眼壁锚固,常用的有:
钢筋和钢丝绳砂浆锚杆;螺纹锚杆;开缝式铺杆。
树脂锚杆
这种锚杆是以合成树脂为粘结剂,把杆体与眼壁岩石连成一个整体。
它的最大特点是固化时间快(约5min),很短时间(一般1h左右)就能达到很高的锚固力;而且粘结强度高,锚固性好;但目前成本偏高。
近年来,发展迅速,是一种新型锚杆结构。
树脂锚杆由杆体、垫板、螺帽和树脂胶囊组成
树指锚杆及胶囊示意图
1-树脂、加速剂和填料;2-固化剂和填料;3-玻璃管;4-塑料袋;5-左旋麻花部分;6-φ35mm挡圈
树脂胶囊内装有树脂、填料、固化剂和加速剂。
当前我国使用的锚杆体以金属锚杆和木锚杆为主,常用的金属锚杆体是用直径16-18mm的普通圆钢加工而成。
杆体长1.5-1.8。
插入眼底的一端做成反麻花状。
为防止安装搅拌时树脂外流,在距杯体顶端200mm的麻花尾部处,焊接一个直径为38mm的挡圈。
杆体外露端与其他金
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 巷道 掘进 支护