煤礦錨噴錨網混凝土支護結構與施工技術

煤礦錨噴錨網混凝土支護結構與施工技術

摘要：本文主要闡述了噴射混凝土的原材料及其配比，噴射混凝土支護結構等問題。03manbetx 了錨噴和錨網噴射混凝土施工的噴射混凝土施工設備布置、錨杆噴射混凝土支護、錨網噴射混凝土施工等技術措施。
關鍵詞：錨噴；錨網；混凝土；支護結構；施工技術

為了保持煤礦巷道的穩定性，避免圍岩出現垮落或過大變形，巷道掘進後一般都要進行支護。支護的主要方法是架設棚式支架、砌築石材整體式支架和錨噴、錨網支護。進行支護以前一般選打砌達镟方式或砼镟方式。這些支護方式的缺點是加大了掘進斷麵，影響了掘進速度，還爆破、運輸、支護等材料費用高。支護效果上，埋深厚，砼镟開裂，巷道變形，底鼓現象比較嚴重，滿足不了安全生產的需要。目前，一些煤礦采用錨網、錨索噴聯合支護技術。
在采用錨網、錨索噴聯合支護技術後，可明顯改善圍岩受力狀態，有效地控製圍岩變形，提高支護的安全可靠性。與砼镟相比，錨噴、錨網噴和、錨網索噴聯合支護技術可減少掘進荒斷麵，降低支護費用，經濟效益顯著。錨噴、錨網噴和、錨網索噴聯合支護技術可縮短工期。因掘進斷麵比砼镟支護方式小，掘進工程量小，掘進速度快，可縮短工期20%左右。
噴射混凝土作為用噴射方法製備的混凝土，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。在噴嘴處加水混合並形成料束，高速噴敷在圍岩表麵上，就可形成噴射混凝土層，以支護礦井圍岩。錨杆和噴射混凝土兩種支護手段經常相互配合、補充，聯合使用，形成錨杆噴射混凝土支護，能夠增加它們對圍岩的支護能力，可以適應多種圍岩條件。
1 噴射混凝土的原材料及其配比
1.1 水泥。應優先選用普通矽酸鹽水泥，它凝結硬化快，保水性好，早期強度增長快。也可從實際出發選用礦渣矽酸鹽水泥或火山灰質矽酸鹽水泥。水泥標號一般不得低於325號，過期、受潮結塊或混合的水泥不能使用。
1.2 砂子。應采用堅硬耐久的中砂或粗砂，細度模數應大於2.5，含泥量要小於3％。細砂會增加噴射混凝土的幹縮變形，過細的粉砂易產生粉塵，影響操作人員的身體健康。
1.3 石子。應采用堅硬耐久的卵石或碎石，粒徑小於15mm。卵石因其光滑幹淨，對噴射機和輸料管路磨損少，有利於遠距離輸料和減少堵管故障。碎石混凝土比卵石混凝土強度高，噴射作業中回彈率也較低，但碎石有棱角，表麵粗糙，會對噴射機和輸料管路磨損，應少用。
1.4 水。飲用水及潔淨天然水可以作為噴射混凝土混合水。混合水不應含有影響水泥正常凝結與硬化的物質，不得使用汙水和酸性水。
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速度快、早期強度高、後期強度損失小、縮變形增加不大、對金屬腐蝕小、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%。由於噴射混凝土施工工藝的特點，在選擇噴射混凝土配比時，既要滿足支護方麵的要求，還應考慮施工工藝的要求。
2 噴射混凝土支護結構
噴射混凝土的結構選擇，要視巷道的地質條件、圍岩、工程斷麵、跨度等情況確定。《規範》規定了在各種條件下錨噴支護參數選擇，可以結合施工情況選用，支護結構一般可分為以下幾類。
2.1 噴砂漿支護是在巷道周圍圍岩表麵噴一層砂漿的支護形式，主要用以封閉圍岩使之不與不利環境接觸，減緩其風化、侵蝕等作用。噴砂漿的標號要等於或大於75號，噴砂漿的厚度應等於或大於10mm，小於30mm。
2.2 噴射混凝土支護是在井巷圍岩表麵噴射一層混凝土，與圍岩自承能力相結合，實現巷道支護的支護形式，根據它的使用功能，即臨時支護、永久支護，初噴、複噴的要求，噴射混凝土厚度最小30mm。
2.3 錨杆噴射混凝土支護是錨杆和噴射混凝土聯合支護的一種支護結構，這種結構既能充分發揮錨杆的作用，又能充分發揮噴射混凝土的作用，兩種作用相結合，有效地改進了支護的效能。

2.4 錨杆噴射混凝土金屬網聯合支護是錨杆、金屬網和噴射混凝土進行聯合支護的形式。金屬網的介入，起到了加固的作用。因此，在W、V類圍岩的井巷支護，軟岩巷道中得到廣泛的應用。一般金屬網的網格不小於150mm，金屬網所用鋼筋或鋼絲直徑為2.5~10mm，施工時應注意用錨杆固定牢靠，金屬網間要用鐵絲綁紮結實，鋼筋保護層厚度不應小於20mm、不大於40mm，必須能與噴射混凝土密切結合產生強度。
2.5 鋼纖維噴射混凝土支護是在噴射混凝土中摻入適當鋼纖維，以提高噴射混凝土性能的支護。較多地應用於過斷層破碎帶的巷道支護和大斷麵交叉點，或處理冒頂等02manbetx.com ，也可在裂隙、節理發達的圍岩以及承受擾動影響的巷道和高速水流衝刷中使用，一般碳素鋼纖維的抗拉強度不得低於380MPa，鋼纖維的直徑應控製在0.3~0.5mm，鋼纖維的長度20~25mm，鋼纖維摻量應為混合料質量的3%~6%。
2.6 鋼架噴射混凝土聯合支護是在軟岩中應用的一種支護結構，先在掘進後架設鋼架，允許圍岩收斂變形，穩定後再進行噴射混凝土支護，把鋼架噴在裏麵，有時也打一些錨杆，控製圍岩變形。鋼架自身仍保持相當的支護能力，被噴射混凝土裹住後又起鋼筋加固作用．而噴射混凝土層的柔性，對圍岩穩定後的微量變形可以適應。
3 錨噴和錨網噴射混凝土施工
3.1 噴射混凝土施工設備布置。噴射混凝土施工設備的布置，要以施工安全、高效操作為前提．盡量縮短混合料攪拌機與噴射機之間的距離。如攪拌機設在地麵，按一定比例攪拌的粗細骨料運往井下，在現場與水泥、速凝劑一起攪拌後噴射，噴射機至作業麵的距離要近，以便提高效率，防止堵管。斜井施工中噴射機布置在井口進行長距離輸料時，應檢查鋪設輸料管，不宜用彎頭，改變輸料管徑時應用錐形變徑接頭，以減少運輸阻力，防止管路堵塞。使用壓力水箱向噴頭供水時，水箱位置設置在噴射機司機、噴射手的可視範圍內，調節和控製水箱壓力。攪拌機、上料機、噴射機等均應布置在巷道一側，以便掘進排研和噴射混凝土供料車能隨時通過，確保連續施工。
3.2 錨杆噴射混凝土支護。錨杆的施工要根據錨杆的型號而不同。在掘進後，先安裝臨時錨杆，繼而噴薄層混凝土，再進行複噴達到設計規定的噴層厚度，頂板情況良好時，噴一薄層混凝土，再安裝錨杆，再進行複噴，達到設計規定的噴層厚度。
3.3 錨網噴射混凝土施工。錨杆的施工對於破碎軟岩斷層帶需增加金屬網一層或兩層，增大其強度，起到鋼筋混凝土的作用，鋼筋網鋪設在使用前清除汙鏽，在圍岩表麵噴射一薄層棍凝土後再鋪設金屬網，金屬網與錨杆或其他堅固件應聯結牢固。金屬網片也應互相綁紮緊密，使之在噴射混凝土操作時不晃動，鋼筋網的網格尺寸應等於或小於150mm，采用金屬網時，第一層金屬網被噴射混凝土覆蓋後再鋪設第二層金屬網。
鋼筋網在噴射混凝土中的位置。鋼筋網與岩麵的間隙，或噴射混凝土厚度應大於30mm，網筋保護層的厚度應等於或大於20mm，小於40mm。這有利於鋼筋網噴射混凝土的應力分布和受力狀態，利於防止噴射混凝土支護表麵破損。
鋼筋網噴射混凝土作業時，應先埋設好噴厚的標釘，以控製噴層厚度。噴射時，適當縮小噴頭與受噴麵間的距離，調節噴射角度，確保鋼筋和圍岩表麵混凝土的密實性，鋼筋網被混凝土覆蓋後，再適當加大噴頭到噴麵的距離，保證平整度，其餘操作與一般噴射混凝土同樣施工。