【采矿】巷道支护

第一节支护资料第二节锚喷支护第三节普通支架2023/12/251一、水泥第一节支护资料二、混凝土三、木材四、金属资料2023/12/252一、水泥㈠硅酸盐水泥㈡普通硅酸盐水泥㈢掺混合资料的硅酸盐水泥2023/12/2531．硅酸盐水泥的矿物组成2．水泥凝结与硬化过程3．水泥的强度4．硅酸盐水泥的运用㈠硅酸盐水泥2023/12/2541．硅酸盐水泥的矿物组成硅酸盐水泥:凡是以适当成分的生料(石灰石、粘土、铁矿物)烧至部分熔融，所得以硅酸钙为主要成分的硅酸盐水泥熟料，参与适当的石膏，磨细制成的水硬性胶凝资料，称为硅酸盐水泥。水泥“生料〞是指未经熄灭的水泥原料，经过磨细而成料粉，加工成生料浆或生料球。生料的化学成分为：CaO64％～67％SiO221％～24％A12034％～7％Fe2032％～4％水泥“熟料〞是利用生料经过窑中熄灭(0～1450℃)，冷却而成的块状资料。其矿物成分见表5-l。还有少量的游离氧化钙、氧化镁及三氧化硫等有害成分。熟料用球磨机磨成一定细度的粉末，在磨细过程中参与适量的石膏及其他混合资料，这些矿物细粉的混合，就是水泥。2023/12/2552023/12/2562．水泥凝结与硬化过程水泥与适量的水混合后制成水泥浆，经过一定时间，便会发生物理化学变化而逐渐变稠，失去可塑性，称为初凝，开场具有强度时称为终凝。之后其强度逐渐添加，称为硬化。初凝和终凝过程称为凝结过程，强度增长过程称为硬化过程。初凝时间和终凝时间。初凝时间为水泥加水拌和起至水泥浆开场失去可塑性所需的时间；终凝时间为水泥加水拌和起至水泥浆完全失去可塑性并开场产生强度所需的时间。水泥的凝结时间对使器具有重要意义。水泥的初凝不宜过早；水泥的终凝不宜过迟。国家规范规定：硅酸盐水泥的初凝时间不得早于45min，终凝时间不得迟于12h。2023/12/2573．水泥的强度水泥的强度是水泥性能的重要目的，也是评定水泥标号的根据。我国于1979年7月1日开场实行的水泥新的准规定，测定软练胶砂法(软练法)。此法是将水泥和规范砂按1：2.5比例，参与规定数量的水〔按水泥分量的44%〕，用搅拌机拌合，振动台振动成型制成试块，试块尺寸为4㎝×4㎝×16㎝。在规范条件下(温度为20±2℃，相对湿度90％以上)进展养护。分别测得3d、7d和28d的抗折与抗压强度。以28d的抗压强度作为水泥标号，分为425、525、625、725四种标号，但3d、7d和28d的强度值不得低于表5-2的规定。2023/12/258表5-2硅酸盐水泥各龄期强度〔GB175-85〕2023/12/2594．硅酸盐水泥的运用在常用的水泥种类中，硅酸盐水泥的标号较高，常用于重要构造中的高强度混凝土、钢筋混凝土和预应力混凝土工程。硅酸盐水泥的凝结硬化较快，适用于早期强度高、凝结快的工程，地下工程的喷浆及放射混凝土支护等宜于采用。硅酸盐水泥在水化过程中放出大量的热，因此，适于冬季施工，同样缘由不宜用于大体积混凝土工程。硅酸盐水泥抗软水侵蚀和抗化学侵蚀性差，所以不宜用于受流动的软水侵蚀和有水压作用的工程，也不适用于受海水和矿物水作用的工程。2023/12/2510㈡普通硅酸盐水泥凡由硅酸盐水泥熟料、少量混合资料，适量石膏磨细制成的水硬性胶凝资料，都称为普通硅酸盐水泥，简称普通水泥。掺活性混合资料时，掺量不得超越15％；掺非活性混合资料时，掺量不得超越10％，同时掺活性和非活性混合资料时，总量不得超越15％，其中非活性混合资料不得超越10％，窑灰不得超越5%。按照国家规范，普通硅酸盐水泥分为275、325．425、525、625和725六种标号。普通硅酸盐水泥与硅酸盐水泥的区别，仅在于其中含有少量混合资料,故其根本性能与硅酸盐水泥一样。与同标号硅酸盐水泥相比，普通硅酸盐水泥早期硬化速度稍慢，抗冻、耐磨性等性能也较硅酸盐水泥稍差。普通硅酸盐水泥凝结时间要求与硅酸盐水泥一样。它的运用范围与硅酸盐水泥也根本一样，但它的标号范围较宽，便于合理选用。2023/12/2511㈢混合资料及掺混合资料的硅酸盐水泥1．混合资料在水泥磨细时，所掺入的天然或人工的矿物资料，称为混合资料。混合资料按其性能可分为活性混合资料和非活性混合资料。活性混合资料常用的有粒化高炉矿渣、火山灰质混合资料。火山灰质混合资料包括火山灰、硅藻土、沸石、凝灰岩、烧粘土、煅晓的煤矸石，煤渣与粉煤灰等。非活性混合资料例如石英砂、粘土、石灰石、慢冷矿渣等。窑灰是从水泥回转窑窑尾废气中搜集来的粉尘。作为混合资料，其性能介于非活性混合资料与活性混合资料之间。2023/12/25122．掺混合资料的硅酸盐水泥矿渣硅酸盐水泥火山灰质硅酸盐水泥粉煤灰硅酸盐水泥有275、325、425、525和625五个标号。目前消费较多的为325和425。三种水泥的标号及各龄期的强度值不得低于表5-3的规定。2023/12/2513三种水泥共同特性是：凝结硬化速度较慢，早期强度较低，但后期强度增长较快，甚至超越同标号的硅酸盐水泥；水化放热速度慢，放热量也低；对温度的敏感性较高，温度较低时，硬化很慢，温度较高时〔60～70°C以上〕硬化速度大大加快，往往超越硅酸盐水泥的硬化速度；抵抗软水及硫酸盐介质的侵蚀才干较硅酸盐水泥高。这三种水泥的抗冻性差。矿渣硅酸盐水泥和火山灰质硅酸盐水泥的干缩性大，而粉煤灰硅酸盐水泥的干缩性小。火山灰质硅酸盐水泥的抗渗性较高，矿渣硅酸盐水泥的耐热性较好。除能用于地面外，还特别适田于地下和水中的普通混凝土和大体积混凝土构造以及蒸汽养护的混疑土构件。2023/12/2514常用水泥选用表如表5-4。2023/12/2515二、混凝土㈠混凝土的组成资料㈡混凝土的主要技术性质㈢混凝土外加剂㈣混凝土配合比设汁2023/12/2516㈠混凝土的组成资料1．水泥混疑土强度的产生，主要是由于水泥硬化的结果。2．细骨料在混凝上中，凡粒径在0.15～5㎜之间的骨料称为细骨料。普通多以天然砂为细骨料。其中以石英砂为最正确。砂中含泥量，当混凝土强度等级≥C30时，应不超越砂重的3％．当混疑上强度等级＜C30时，应不超越过砂重的5％；有抗冻、抗渗要求或其他特殊要求的混疑土，那么均不应超越3%。云母含量不宜超越砂重的2％。轻物质(比重小于2.0，如煤和渴煤等)含量不宜超越砂重1%。硫化物和硫酸盐含量以SO3计不宜超越砂重1%。有机质含量用比色法实验，颜色不宜深于规范色。2023/12/2517砂子中各级尺寸颗粒搭配关系，称为砂的颗粒级配。砂的粗细程度和颗粒级配用筛分法测定5㎜2.5㎜1.2㎜0.6㎜0.3㎜0.15㎜称量每个筛上的筛余量(称分计筛余〕，分计筛余占总分量的百分率称分计筛余百分率。各筛之分计筛余百分率和一切孔径大于该筛的分计筛余百分率相加，称为各该筛的累计筛余百分率。2023/12/2518相据0.6㎜筛孔的累计筛余量分成三个级配区(表5-5)，混凝土用砂的颗粒级配，应处于表5-5中的任何一个级配区以内。除5㎜和0.6㎜筛号外，其它筛号允许稍有超出分区界限，但其总量不应大于5%。砂的颗粒粗细是以细度模数Mx来表示，按下式计算Mx：式中：A1～A6分别为5～0.15㎜各号筛上的累计筛余百分率。细度模数愈大，表示砂子愈粗。细度模数在3.7～3.1者为粗砂；3.0～2.3者为中砂；2.2～1.6者为细砂；1.5～0.7者为特细砂。2023/12/25193．粗骨料在混凝土中，凡粒径大于5㎜的骨料称粗骨料，常用的有卵石(砾石)与碎石两种。粗骨料的颗粒外形还有属于针状颗粒和片状颗粒的，不应超越规定含量。石子级配石子级配也经过筛分法来确定。普通混凝土用碎石或卵石的颗粒级配有延续级配和延续级配之分。应符合表5-6的规定。粗骨料中公称粒径的上限称为该粒级的最大粒径。2023/12/25204．水凡是能饮用的自来水和清洁的天然水，都能用来拌制和养护混凝土。污水、pH值小于4的酸性水、含硫酸盐(按计)超过水重1％的水和含油脂、糖类的水均不许运用。2023/12/2521(二)混凝土的主要技术性质1．混凝土拌和物的和易性混凝土拌合物的和易性，是指新拌合的混凝土拌合物在保证质地均匀、各组成成分不离析的条件下，适宜于拌和、运输、浇灌和捣实的综合性质。它包括有流动性；粘聚性；保水性等三方面的含义。测定和易性普遍运用坍落度实验，如图5-2所示。混凝土混合物坍落度的选择见表5-7。图5-2坍落度测定表示图表5-7坍落度选择参考表2023/12/25222．混凝土强度混凝土强度包括抗压、抗折、抗剪、抗弯等，其中以抗压强度为最大，在工程中为主要的承压构件。按其强度不同分为C7.5、C10、C15、C20、C25、C30、C40、C45、C50、C55、C60等强度等级。影响混凝土强度的要素很多，其中水泥标号与水灰比是影响混凝土强度的主要要素。R28为混凝土养护28d抗压强度，MPa；为灰水比；RC为水泥的实践强度，MPa；A、B为阅历系数。2023/12/2523(三)混凝土外加剂在混疑土拌和时或拌和前掺入的、其掺量普通不大于水泥分量5％，并能显著改善混凝土性能的资料称为混凝土外加剂。减水剂能坚持混凝土混合物的和易性不变而显著减少其拌和水量的外加剂称为减水剂。减水剂有多种，如M型(木质磺酸钙)、MF型等。速凝剂速凝剂的作用是使混凝土快凝并迅速到达较高强度，放射混凝土普通都需掺速凝剂。红星I型和71l型速凝剂的性能如下：加速水泥硬化，初凝l～5min，终凝l0min以内；提高混凝土早期强度，但掺入这两种速凝剂的混凝土后期强度降低。早强剂为提高混凝土早期强度而用的外加剂为早强剂。常用的早强剂有氯化钙和氯化钠。2023/12/2524㈣混凝土配合比设汁1．绝对体积法的根本原理绝对体积法是以组成混凝土拌合物的水泥、砂子，石子及水等资料，经过充分搅拌后，相互填充而到达绝对密实为原那么进展设计的，即混凝土体积等于各组成资料绝对体积的总和。Rh=Rb+б0〔5-3〕Rb—设计的强度等级б0—富有量2．设计步骤1〕确定配制混凝土强度Rh2023/12/25252〕确定水灰比W/C用Rh替代公式5-2中的R28得：〔5-4〕〔5-5〕〔5-6〕式中，—水泥的标号数值；Kc—水泥标号富余系数，普通为0.113；Rc—水泥的实践强度，MPa。3〕确定用水量W，可根据本地域或本单位的阅历数据，也可参照表5-10数值。2023/12/25264〕计算水泥用量由选定的用水量W与用式〔5-5〕求得的W/C可求出水泥用量。〔5-7〕5〕选用合理砂率Sp砂率是指砂重占砂、石总重的百分率。2023/12/25276〕计算粗、细骨料的用量G及S

〔5-8〕式中，C、W、G、S—分别为每m3混凝土所用水泥，水、粗骨料、细骨料的分量；γc、γg、γs—分别为水泥、粗骨料、细骨料的比重；Sp—选用的砂率。7〕确定混凝土初步配合比〔5-9〕即得：水泥：砂：石=1：x：y；水灰比为：W/C8〕实验调整2023/12/2528三、木材常用的坑木有松木、杉木、桦木、榆木和柞木等。其中以松用得最多。木材各项强度关系如表5-12所示。

⑴木材的疵病对它的抗拉强度影响很大，常使其承载才干显著降低；而疵病对木材抗压强度影响较小。⑵木材含水率对强度的影响程变也是不同的，对顺纹抗压和抗弯强度影响较大，对顺纹抗剪强度影响较小，而对抗拉强度几乎没有什么影响。⑶木材在外力的长期作用下，其耐久强度为短时极限强度的50～60%。⑷木材受热后强度降低；如温度超越140℃，木材开场分解炭化，力学性质显著恶化，温度较高，木材易开裂。2023/12/2529为了提高坑木的效力年限,还要对坑木进展防腐处置.2023/12/2530四、金属资料金属资料作支架有许多优点：强度大，可支撑较大的地压，运用期长，可多次复用，安装容易，耐火性强，必要时也可制成可缩性构造。初期投资虽然大些，但可回收，总本钱还是经济的。常用的金属支架资料有：工字钢、角钢、槽钢，轻便钢轨、矿用工字钢以及矿用特殊型钢等。槽钢2023/12/2531工字钢角钢U型钢轻轨2023/12/2532第二节锚喷支护一、锚杆支护二、放射混凝土支护锚喷三、支护及锚喷网结合支护四、组合锚杆支护2023/12/2533一、锚杆支护㈠锚杆的构造类型㈡锚杆支护的作用原理㈢锚杆支护参数确定㈣锚杆的布置㈤锚杆支护施工2023/12/2534㈠锚杆的构造类型1．钢筋或钢丝绳砂浆锚杆⑴钢筋砂浆锚杆⑵钢丝绳砂浆锚秆钢筋或钢丝绳砂浆锚秆是全长锚固型锚杆。设计锚固为为30～50KN。2023/12/25352．全属倒楔式锚杆此种锚杆由杆体、固定楔、活动倒楔、垫板和螺帽组成，如图5-6所示。这种锚杆属端头锚固型，安装后可立刻承载，可回收。锚固力达40KN左右。常用于围岩比较破碎，需求立刻承载的地下工程。2023/12/25363．木锚杆普通木锚杆紧缩木锚杆

图5-6木锚杆普通木锚杆；b.压缩木锚杆1—外楔；2—铁垫圈；3—木托板；4—木杆体；5——内楔

2023/12/25374.树脂锚杆用树脂为粘结剂，在固化剂和加速剂的作用下，将锚杆的头部粘结在锚杆孔内。端头锚固型树脂锚杆是由树脂药包和杆体组成(图5-7)。运用115型树脂锚固剂，可在3～5min内凝胶到达很高的锚固强度，15min后即可套上垫板紧固螺帽。运用82型锚固剂，可在15～60s内凝胶，5min后锚固力可达40KN以上，可满足5min上垫板拧紧螺帽的要求。2023/12/25385．快硬水泥锚杆快硬水泥锚杆的杆体构造与树脂锚杆一样，是端头锚固型锚杆。目前常用的胶结资料有国产定型早强水泥和双快水泥按一定比例混合而成。运用前需浸水2～3min，在锚杆孔内经杆头搅拌，12min后锚固力开场增长，lh后锚固力可达60kN左右。适用于围岩自稳时间超越12min的各类永久性地下工程。配合先喷后锚，在软岩中亦可运用。2023/12/25396．快硬膨胀水泥锚杆快硬膨胀水泥锚杆是用快硬膨胀水泥卷替代树脂药包，对锚杆杆体进展端头锚固的一种锚杆。锚杆杆体用φ14㎜或φ16㎜钢筋做成，头部的前端焊一φ38～40㎜的阻挠垫圈，另一端车有螺纹。2023/12/25407．管缝式锚杆管缝式锚杆又称开缝式或摩擦式锚杆，它是采用高强度钢板卷压成带纵缝的管状杆体外径38.1㎜，用凿岩机强行压入比杆径小2～3mm的锚孔，为安装方便，打入端略呈锥形。由于管壁弹性恢复力挤压孔壁而产生锚固力，属全长锚固型锚杆。对地层横向错动，有良好适应才干，钻孔变弯曲，锚固得更牢。这种锚杆的本钱较高，不能回收复用，但锚固性能好，锚固力大。2023/12/25418．可伸缩式锚杆⑴构造可伸缩式锚杆。这种锚杆是对杆件、内锚头、外锚头及托板等构件采用特殊构造实现可伸缩的目的。2023/12/2542⑵杆体可伸缩锚杆用优质钢材，并对资料进展专门加工处置，可制成较大延伸率的锚杆杆体。2023/12/25439.其它锚杆胀裂式速效预应力锚杆玻璃钢锚杆中空自钻式锚杆2023/12/2544玻璃钢锚杆2023/12/2545中空自钻式锚杆2023/12/2546㈡锚杆支护的作用原理1．悬吊作用悬吊作用是利用锚杆将脆弱的直接顶悬吊于上部巩固稳定的岩层上，或者是用锚杆将因巷道开挖而引起松动的岩块连结在松动区外的完好巩固岩体上，使松动岩块不致冒落。图5-15锚杆的悬吊作用2023/12/25472．组合梁作用组合梁作用是将层状岩体各层用锚杆衔接并紧固,锚杆把数层薄的岩层组合成类似铆钉加固的组合梁，从而提高了岩层的整体抗弯才干。图5-16锚杆的组协作用2023/12/25483．锚杆的楔固作用锚杆的楔固作用是在围岩中存在一组或几组不同产状的不延续面的情况下，由于锚杆穿过这些不延续面，防止或减少了围岩沿不延续面的挪动，如图5-17所示。2023/12/25494．挤压加固拱作用对于被纵横交错的弱面所切割的块状或破裂状围岩，假设及时用锚杆加固，就能提高岩体构造弱面的抗剪强度，在围岩周边一定厚度的范围内构成一个不仅能维持本身稳定、而且能阻止其上部围岩松动和变形的加固拱，从而坚持巷道的稳定。2023/12/2550㈢锚杆支护参数确定⑴按悬吊实际确定支护参数1〕锚杆长度锚杆长度的计算公式为式中：L1为锚杆外露长度，普通L1=0.1～0.15m。对于端头锚固型锚杆，L1=垫板厚度+螺母厚度+〔0.03～0.05〕m；对于全长锚固锚杆，还要加上穹形球体的厚度。L2为锚杆有效长度。L3为锚杆锚固段长度，普通端锚L3=0.3～0.4m，由拉拔实验确定；当围岩松软时还要加大。对于全长锚固锚杆，锚杆的有效长度那么为L2+L3。2023/12/2551①当直接顶需求悬吊而它们的范围易于划定时，L2应大于或等于它们的厚度。②当巷道围岩存在松动破碎带时，L2应大于巷道松动破碎区高度hi，hi可按下式确定：有效长度L2，有以下几种确定方法：式中，RMR为CSIR地质力学分级岩体总评分；B为巷道跨度。③普通还可按L2=KH进展计算，H为脆弱岩层厚度〔或冒落拱厚度〕，m；K为思索脆弱岩层变化的平安系数，普通取1.5～2。脆弱岩层H确实定是根据地质资料，实测或阅历估计，冒落拱高度是按下式估算，即2023/12/25522〕锚杆杆体直径式中，d为锚杆杆体直径，㎜；Q为锚固力，由拉拔实验确定，KN；σt为杆体资料抗拉强度，MPa。3〕锚杆间、排距锚杆的间距，排距计算，通常间、排距相等，取为a，并根据锚杆的锚固力应等于或大于被悬吊岩石的分量的原那么确定，即：式中，γ为岩石体积力，KN/m3。锚杆杆体直径根据杆体承载力与锚固力等强度原那么确定，即2023/12/2553⑵按挤压加固拱实际计算锚杆参数，它不要求锚杆伸入巩固岩层中。这样锚杆长度和间距之间必需满足某种关系，才干构成一定厚度的挤压加固拱，以支承地压，按照挤压加固拱实际，加固拱厚础与锚杆长度和间距之间的关系可按下式b——加固拱厚度，m；L——锚杆的有效长度，m；α——锚杆在松散体中的控制角，度；a——锚杆的间距。根据上式，假设按常用锚杆1600～1800㎜和间、排距500～700㎜，那么加固拱厚度将为1000～1200㎜，相当于2～3层料石碹拱的厚度。2023/12/2554㈣锚杆的布置根据围岩的性质，锚杆可陈列成方形、五花形等。方形适用于稳定的岩层，梅花形适用于稳定性较差的岩层，其布置如图5—20所示。锚杆的锚入方向，应与岩层面或主要裂隙面成较大的角度相交，尽能够与其正交；层面与裂隙面不明显时，锚杆应垂直于巷道周边锚入。图5-20锚杆的布置方式〔a〕方形布置；〔b〕梅花形布置2023/12/2555㈤锚杆支护施工1．钻眼、锚杆安装为了获得良好的支护效果，普通在爆破后即安设顶部锚杆。目前可采用气腿凿岩机钻眼，手工安装锚杆。当围岩较稳定时，也可以在爆破后先喷混凝土，等装岩后再用锚杆眼打眼安装机进展文护任务，或者在装岩机后面用此机进展支护。2．锚杆的检验为保证锚杆支护质量，必需对锚杆施工加强技术管理和质量检查，主要检查锚杆孔直径、深度、间距及螺帽的拧紧程度，并对锚杆锚固力进展抽查检验，常用设备是ML-20型锚杆拉力计(图5-23)2023/12/25562023/12/2557㈠支护的作用原理㈡放射混凝土厚度㈢放射混凝土施工㈣放射混凝土支护存在的问题二、放射混凝土支护2023/12/2558㈠支护的作用原理1．加固与防止风化放射混凝土以较高的速度射入张开的节理裂隙，产生好像石墙灰缝一样的粘结作用，从而提高了岩体粘结力和内摩擦角，也就是提高了围岩的强度。同时放射混凝土层封锁了围岩，可以防上因水和风化作用呵斥围岩的破坏与剥落。放射混凝土的补强作用2023/12/25592．改善围岩应力形状一方面将围岩外表的凹凸不平处填平，消除因岩面不平引起的应力集中景象，防止过大的集中应力所呵斥的围岩破坏；另一方面，使巷道周边围岩由双向受力形状变成三向受力形状，提高了围岩的强度。喷前围岩强度曲线喷前围岩应力圆2023/12/25603．柔性支护作用放射混凝土具有一定的柔性，可以和围岩共同变形产生一定量的径向位移，使围岩的自支承才干得以充分发扬，喷层本身的受力形状得到改善，另一方面，混凝土喷层在与围岩共同变形中遭到紧缩，对围岩产生支护反力，抑制围岩产生过大的变形，防止围岩发生松动破碎。4．组台拱作用开巷后及时放射一层混凝土，抵抗围岩的部分破坏，防止个别危岩活石的滑移或坠落，那么岩块间的联锁咬协作用就能得以坚持，这样，不仅能坚持围岩本身的稳定，并且与喷层构成共同承载的整体构造—组合拱。2023/12/2561㈡放射混凝土厚度由于地质条件非常复杂，计算喷厚的方法，只能供参考或作验算用。现场仍多是根据工程类比按阅历数据选取喷厚。当岩体变形小，稳定性较好时，假设选用拱形断面，一般只需放射混凝土，不用打锚杆，喷厚为50～150㎜。当岩体变形较大时，混凝土喷层将不能有效的进展支护。实验证明当喷层厚度超越150mm时，不但支护才干不能提高，而且支护本钱明显提高，因此应选用锚喷结合支护。这时以锚杆为主的喷混凝土只对锚杆间外表岩石进展部分支护和防止围岩分化。2023/12/2562㈢放射混凝土施工1．施工机具⑴混凝土放射机混凝土放射机按放射工艺可分为干式和湿式两大类。转子—Ⅱ型放射机为干式混凝土放射机，由主机，传动机构、风路系统、电气系统，机架等组成。转子—Ⅴ型潮喷机保管了转子—Ⅱ型与转予—Ⅳ型的优点，并进展了改造。装入放射机的是潮湿的混合料，在喷头处再参与适量水后喷向岩面。2023/12/2563转子—Ⅴ型潮喷机2023/12/2564⑵混凝土放射机配套设备Ⅳ型混凝土螺旋搅拌机HPLG-5型转子型放射机供料安装，它可与国内各种型号的转子式混凝土放射机配套运用，作为配比、搅拌和向放射机供料之用。简易的杠杆式机械手国产的MK—Ⅱ型机械手2023/12/25652023/12/25662．放射混凝土资料⑴资料1〕水泥：普通选用硅按盐水泥或普通水泥，其标号不应低于325号。2〕砂：以采用粒径为0.35～3.0mm的中、细砂为好。3〕石子：普通选用巩固的河卵石或碎石，其中碎石回弹力低，但易于堵管和磨损管道，而河卵石那么相反。石子粒径应根据放射机性能选取。在实践任务中，为了减少回弹，石子粒径不成大于15mm。石子的合理级配是影响混凝土质量、水泥用量和回弹率的重要要素之一，其合理级配可参考表5—19。表5-19放射混凝土用石子的合理级配2023/12/25674〕水，要求干净、不合杂质。污水、pH＞4的酸性水和硫酸盐含量按SO4计超越水重1％的水，都不许运用。5〕速凝剂：为了使混凝土速凝，提高早期强度，普通掺入水泥分量的2.5％～4％的速凝剂。要求初凝时间小于5min，终凝时间小于10min。⑵混凝土配合比适宜的配合比应使喷层有足够的抗压、抗拉和粘结强度，收缩变形值要小，回弹率要低。水泥、砂的分量配合比为：水泥：砂＝1：2～3，水灰比：0.45～0.55。表5-20混凝土分量配合比2023/12/25683．工艺参数

1〕放射机的任务风压任务风压指正常放射作业时，放射机任务室里的风压。据实验，干式放射时喷嘴出口处的风压应控制在0.1MPa，湿喷时应控制在0.15～0.18MPa。对于罐式和转子式干式放射机程度输料在200m内时，其任务风压可按下式估算：任务风压〔MPa〕=0.1+0.001×输料管长度〔m〕当放射间隔发生变化时，可参考下述数值：程度输料每添加100m，任务风压应提高0.08～0.1MPa；垂直向上每添加10m，任务风压应提高0.02～0.03MPa。2023/12/25692〕水压水压应比风压高0.1MPa左右，以保证喷头处的水环能充分潮湿高速流过的拌合料。3〕水灰比放射泥凝土的最正确水灰比为0.4～0.45。4〕喷头与受喷面的间隔及倾角适宜的间隔应使回弹率低而混凝土强度高，普通控制在0.8～1.2m。喷头方向除了喷墙下部可下俯l0～15°外，应尽量与受喷面正交。2023/12/25707〕混合料的存放时间由于砂、石含有一定水分，与水泥混合后，存放时间也应该缩短。不掺速凝剂，存放时间不应超越2h；掺速凝剂，存放时间不应超越2min。5〕一次放射厚度假设一次放射厚度过大，由于重力作用，会使混凝土颗粒之间的凝着力减弱，混凝土将发生坠落；假设喷层厚度过小，石子无法嵌入灰浆层，使回弹增大。阅历阐明一次喷厚，墙50～100㎜，拱30～60㎜为宜。6〕分层放射的间歇时间普通放射顺序为分段从下向上放射，一次放射厚度逐渐减小。需求进展复喷时，其间隔时间与水泥种类、任务温度、速凝剂掺量等要素有关。2023/12/25714．施工预备任务放射混凝土前，应按设计要求检查巷道规格，用压风、水冲洗岩面并去除险石，仔细检查放射机具和风、水、电、管线以及预备好照明和防尘设备等。5．放射作业1〕严厉按操作规程正确运用混凝土放射机，尤其要留意调整好风压、水压，以减少回弹量和粉尘浓度。另外，混合料应随拌随用，其存放时间，掺速凝剂时不应超越20min，不掺速凝剂时不应超越2h。2〕喷头操作，要先给水后送料，及时调整水灰比，放射顺序应先墙后拱，自下而上呈螺旋状轨迹挪动，旋转直径以200mm左右为宜。2023/12/25723〕为了保证放射质量、提高工效，应合理划分放射区段。普通以6m长为一根本段，根本段再分为2m长的三小段。喷墙时，每喷完1.5m高使依次向相邻小段前进。图5-33为拱形巷道合理划分放射区段的一个实例。对于凹凸严重的岩面，应先凹后凸、自下而上地正确选择放射次序。2023/12/2573㈣放射混凝土支护存在的问题⑴回弹在施工中应合理确定工艺参数，使回弹率控制在：边墙不超越15％，拱部不超越25％。⑶围岩渗漏水的处置岩帮仅有少量渗水、淌水，可用压风清扫，边吹边喷；遇有小裂隙水，可用快凝水泥注浆封堵，然后再喷；假设有涌水或大面积漏水，必需将水导出，如图5-35所示。⑵粉尘1〕加强水泥与水的混合2〕加强通风3〕留意操作人员的个体防护4〕采用湿喷机2023/12/2574首先找到水源点，在该处凿一个深约l0㎝左右的喇叭口，冲洗干净后，用速凝水泥浆将导水管理入，再向管子周围喷混凝土，待混凝土到达一定强度后，再导游管内注入水泥浆，将孔封锁。2023/12/2575三、锚喷支护及锚喷网结合支护锚杆和放射混凝土虽各自有优点，但也有缺乏之处。锚喷结合支护，恰能使两着取长补短，互为补充，是一种性能更好的支护方式。放射混凝土能有效的控制锚杆间的石块掉落，但其本身是脆弱的，当岩石变形大时，容易开裂剥落。处理方法之一就是在放射混凝土中参与钢纤维，添加混凝土的抗弯才干和韧性。另外就是放射混凝土之前敷设金属网，喷后成钢筋混凝土层，提高了混凝土的整体性，改善了喷层的抗拉性能，这就构成了锚喷网结合支护，能有效的支护松散破碎的脆弱岩层。金属网用钢筋直径普通为6～12㎜，钢筋间距普通为200～400㎜。2023/12/2576四、组合锚杆支护锚网支护锚网支护是将金属网用托板固定或绑扎在锚杆上所组成的支护方式。金属网用来维护锚杆间的围岩，防止小块松散岩石掉落，也可作为放射混凝土的配筋。被拉紧的金属网还能起到联络各锚杆组成支护整体的作用。常见的金属网有金属菱形网、经纬网，普通采用直径3～4㎜的铁丝编制而成，普通采用镀锌铁丝，由于金属网耗费钢材较大，目前正在使具有一定抗拉强度和延伸率的玻璃钢纤维或塑料网替代。菱形网经纬网2023/12/2577锚网支护梯形巷道2023/12/2578锚网支护拱形巷道2023/12/2579锚网带支护锚网带支护由锚杆、钢带及金属网组成。钢带是用扁钢或薄钢板制成，为了便于锚杆安装，在钢带上预先钻好孔，钻孔外形为椭圆形，钻孔直径应由相应锚杆直径确定。也可采用钢筋梯替代钢筋带。2023/12/2580锚杆桁架支护锚杆桁架主要有锚杆、拉杆、拉紧器及垫块结合而成的。程度拉杆的预紧作用，增大了沿巷道轴向的一组裂隙的摩擦系数，提高了围岩的整体性，有利于顶板围岩的成拱。锚杆桁架特别适宜围岩变形大的软岩巷道，对于锚杆或其它常规支护方法难于维护的复杂地质条件，脆弱破碎顶板控制有重要作用。2023/12/2581桁架锚杆2023/12/2582第三节普通支架一、木支架二、金属支架三、钢筋混凝土(棚式)支架四、石材整体式支架2023/12/2583一、木支架

巷道中常用的木支架是梯形棚子，由顶梁、棚腿和背板、木楔等组成，其构造如图5-37所示。顶梁接受顶板岩石给它的垂直压力构件。棚腿接受顶梁传给它的轴向压力和侧帮岩石给它的挤压力。背板将岩石压力均匀地传给主要构件梁与腿上，并能阻挠化石垮落。木楔的作用是使棚子与围岩紧固在一同，为防止放炮崩倒棚子，木楔向任务面方向打紧。撑柱的作用是加强棚子在巷道轴线方向上的稳定性。2023/12/2584１—顶梁；2—棚腿；3—木楔；4—背板；5—撑柱；6—楔子４ⅠⅠ３80°２６１５2023/12/2585顶梁与棚腿的联接，有“亲口接〞和鸭嘴式结合两种，前者常用。(图5—38)。顶梁和棚腿应选用同样直径的坑木，以便加工和架设。根据巷道顶梁处的净宽度，支架坑木直径和每米巷道架棚数可按表5-21选取。鸭嘴式结合2023/12/2586表5-21木材支架坑木直径与每米巷道架棚数2023/12/2587优点：木棚分量轻，加工架设容易，有一定的强度；在构造上可作成具有一定刚性或较大可缩性的支架，能适应多变的地质条件，当地压突增时还能发出声响讯号，故在地下采矿工程中用得最早，过去也用得最多．

缺陷：由于木棚强度不高，不防火，易腐朽，不能阻水和防止围岩风化，运用日渐减少，每年耗费的坑水量非常宏大，因此，节约坑木并寻求坑木代用品，势在必行。2023/12/25882023/12/2589木支架破坏情况2023/12/2590二、金属支架㈠梯形金属支架梯形金属支架用18～24kg/m钢轨、16～20号号工字钢或矿用工宇钢制造，由两腿一梁构成(图5-39)，其常用的梁、腿衔接方式亦如图示。这种支架通常用在回采巷道中，在断面较大、地压较严重的其它巷道里也可使用。2023/12/2591工字钢梯形支架2023/12/2592㈡拱形可缩性金属支架拱形可缩性金属支架是用特殊型钢制造，它的构造如图5-40所示。1—拱梁；2—柱腿；3—卡箍；4—底座图5-40拱形可缩性金属支架每架棚子由三个根本构件所组成，一根曲率为R1的弧形顶梁和两根上端部带曲率为R2的柱腿。弧形顶梁的两端插入相搭接在柱腿的弯曲部上，组成一个三心拱。2023/12/2593拱形可缩性金属支架适用于地压大，地压不稳定和围岩变形量大的巷道，支护断面普通不大于12m2。支架棚距普通为0.7～1.1m，棚子之间运用金属拉杆经过螺栓、夹板等相互紧紧拉住，或打入撑柱撑紧，以加强支架沿巷道轴线方向的稳定性。2023/12/2594U型钢拱形可缩性支架2023/12/2595U型钢方环形可缩性支架2023/12/2596三、钢筋混凝土(棚式)支