煤矿巷道施工技术(第六章).ppt

巷道施工技术与快速掘进 第六章 引言 巷道施工技术的内容 第六章巷道支护一 支架支护二 锚杆支护三 喷浆与喷射混凝土支护四 拱形砌碹支护 引言 巷道施工技术的内容 一 木支护 了解木支护的主要结构和要点 了解木支护的主要特点 引言 巷道施工技术的内容 木支护 引言 巷道施工技术的内容 二 金属支架支护 梯形金属支架主要结构同木支护注意梁和棚腿的链接特点 支护能力比木支护强 可复用 不可收缩 易弯曲 易锈蚀 初期投资大 引言 巷道施工技术的内容 二 金属支架支护 拱形可伸缩金属支架主要使用钢材 型钢链接部件为标准件特点 支护能力比梯形钢强 可复用 可收缩 不易弯曲 初期投资大 引言 巷道施工技术的内容 金属支架 引言 巷道施工技术的内容 三 锚杆支护锚杆 是一种安设在巷道围岩体内部的杆状锚栓体系 采用锚杆支护巷道 就是巷道掘进后向围岩中钻锚杆眼 然后将锚杆安设在锚杆眼内 对巷道围岩予以人工加固 以维护巷道的稳定 引言 巷道施工技术的内容 锚杆 引言 巷道施工技术的内容 锚网 锚索支护 联合之后 引言 巷道施工技术的内容 锚杆支护的缺点 设计技术 工程质量要求较高 炮掘后巷道断面质量对其影响大 部分特殊类型岩体不能使用 锚杆支护的优点 支护强度高 适应性好 工人劳动强度低 支护成本低 巷道维护费用低 支护速度快 对回采的影响少 引言 巷道施工技术的内容 锚杆支护的主要形式 锚杆喷射混凝土支护 简称锚喷支护 锚杆 金属网 喷射混凝土支护 简称锚网喷支护 锚杆 金属网 钢架 喷射混凝土支护 简称锚网喷架支护 锚杆 喷射混凝和锚索联合支护 简称锚喷索支护 锚杆 金属网和锚索联合支护 简称锚网索支护 锚杆 梁 金属网联合支护 简称锚梁网支护 锚杆 金属网 可缩性金属支架联合支护 简称锚网架支护 锚杆 金属网 桁架支护 简称锚网桁支护 锚 梁 网 喷 注浆联合支护 引言 巷道施工技术的内容 锚杆支护作用原理一 悬吊作用二 组合梁三 加固拱四 减跨作用五 围岩补强作用 引言 巷道施工技术的内容 锚杆的类型 结构及适用条件 木锚杆 竹锚杆 玻璃钢锚杆 金属锚杆 砂浆锚杆 契缝锚杆 硬水泥锚杆 树脂锚杆 一次性锚杆 复用锚杆 钻装一体锚杆 引言 巷道施工技术的内容 木锚杆普通木锚杆设计锚固力10kn左右 锚杆孔底充填砂浆 锚固力可达20kn左右 锚杆杆体和楔子应用杂木 垫板可用普通木材 使用前锚杆应作防腐处理 如果不作防腐处理 使用寿命仅1年左右 如果进行防腐处理 配合喷浆可使用于服务年限3 5年的采区巷道 木锚杆可以广泛应用于采准巷道 也可用于煤层极易破碎的采煤工作面 可防止煤壁过早地塌落 而不影响采煤机截割 对安全生产很有帮助 引言 巷道施工技术的内容 竹锚杆竹锚杆包括竹片锚杆和百夹竹锚杆 竹片锚杆是4根厚8 10mm 宽30 38mm的竹片 用22号铅丝箍成圆形杆体 箍间距300 400mm 两端至铁箍距离稍大于楔子长度 楔子与垫板均用木材制作 要求同普通木锚杆 竹片锚杆锚固力不够稳定 锚固力略低于普通木锚杆 使用前应作防腐处理 配方1 竹材在 1明矾水加2 醋酸混合溶液内浸泡20h后取出阴干 配方2 竹材在0 5 氟化钠加1 磷酸铵混合溶液内浸泡48h后取出阴干 引言 巷道施工技术的内容 百夹竹锚杆是用 20 25百夹竹 截取所需长度 1500mm左右 对称破开 经防腐处理后在竹芯中灌以1 2的水泥砂浆 杆体两端留下木楔长度 用铅丝捆扎一道 加上铸铁垫板 两端插入用硬木加工的圆锥形木楔 锚固力可达20kn 竹锚杆的使用范围与普通木锚杆相同 在盛产竹材的地区充分利用当地资源 以竹代木 可大大降低成本 引言 巷道施工技术的内容 砂浆锚杆 契缝锚杆 引言 巷道施工技术的内容 契缝锚杆 引言 巷道施工技术的内容 树脂锚杆树脂锚杆是以合成树脂为粘结剂 在固化剂和加速剂的作用下 将错杆体与孔壁岩石粘结成一个坚固整体的一种新型锚杆 树脂锚杆由杆体 垫板 螺帽和树脂药包组成 当前我国使用的树脂锚杆以金属杆体和木杆体为主 常用的金属杆体是用直径16 18mm的普通圆钢加工而成 杆体长1 5 1 8m 插入孔底的一端做成反麻花状 为防止安装搅拌时树脂外流和保证锚固长度 在距杆体顶端220mm处的麻花尾部处 焊上一个直径38mm的挡圈 杆体的外露端与其它金属锚杆一样也车成螺纹 并用垫板和螺帽紧固 引言 巷道施工技术的内容 树脂锚杆的抗拉 抗弯 抗压强度都此较大 抗震性能好 它的胶凝固化速率很快能在几分钟到几小时内获得很高的初锚力 可以迅速有效地控制围岩 因此 它可用于各种不同的岩层和各种不同地质条件的巷道 近年来树脂锚杆发展迅速 已在许多矿山和她下工程中应用 引言 巷道施工技术的内容 自钻锚杆 引言 巷道施工技术的内容 玻璃钢 引言 巷道施工技术的内容 锚固剂 树脂锚固剂 水泥锚固剂 引言 巷道施工技术的内容 树脂锚固剂树脂锚固剂抗压强度一般不小于60mpa 药卷长度在300 900mm之间具各种不同规格 为低粘度 以便杆体能很容易地穿过树脂 快速凝固树脂锚固剂搅拌时间10 15s 等待时间10 15s 中速凝固树脂锚固剂搅拌时间15 30s 等待时间10 15s 慢速凝固树脂锚固剂搅拌时间15 30s 等待时间60 120s 引言 巷道施工技术的内容 树脂药包树脂药包由内包装 玻璃小管 8 12mm和外药卷组成 内包装有固化剂和少量填料 外药包为聚乙烯薄膜塑料袋 内装不饱和聚脂树脂 速凝剂和填料 瓷粉或石英粉 z3537 z3539型树脂药包适用于 42 2的钻孔 规格分别为 35mm 370mm 35mm 300mm z2835 z2850型树脂药包适用于 32 2的钻孔 规格分别为 28mm 350mm 28mm 500mm z2335型树脂药包适用于 28 2的钻孔 规格分别为 23mm 350mm 引言 巷道施工技术的内容 树脂锚固剂 引言 巷道施工技术的内容 水泥锚固剂水泥锚固剂有两种类型 一是选用专用水泥 装入长纤维滤水纸袋中的锚固剂 另一种是采用一般水泥 添加外加剂制成 在环境温度20 3 拌和水温20 2 相对湿度60 70 水灰比0 3条件下 水泥锚固剂凝结时间 端锚时初凝 3min 终凝 7min 全锚时初凝4 7min 终凝8 11min 如在相同环境温度 拌和水温 水灰比条件下 相对湿度 50 时 0 5h时水泥锚固剂抗压强度为 端锚时11mpa 全锚时8mpa 1h时水泥锚固剂抗压强度为 端锚时16mpa 全锚时14mpa 引言 巷道施工技术的内容 树脂锚固剂和水泥锚固剂的对比树脂锚固剂比水泥锚固剂凝结速度快 提供承载能力时间短 因而对安全生产有利 树脂锚固剂比水泥锚固剂的锚固力大 因而锚杆支护更加可靠 树脂锚固剂施工质量不受人力影响 安装时 只要是采用机械搅拌 搅拌时间符合规定 锚杆的安装质量是可靠的 而水泥锚固剂的浸水时间难以准确控制 因此水泥锚杆的安装质量不易保证 树脂锚固剂的价格比水泥锚固价格高许多 从上比较可以看出 树脂锚固剂优于水泥锚固剂 在软岩巷道锚杆支护施工中 应优先选用树脂锚固剂 2 3托板 引言 巷道施工技术的内容 7 锚索由钻孔穿过软弱岩层或滑动面 把一端 锚杆 锚固在坚硬的岩层中 称内锚头 然后在另一个自由端 称外锚头 进行张拉 从而对岩层施加压力对不稳定岩体进行锚固 这种方法称预应力锚索 在长度和杆体结构上与锚杆区别 引言 巷道施工技术的内容 锚索 引言 巷道施工技术的内容 托梁托梁是锚杆支护的关键构件 它将单根锚杆连接起来组成一整体承载结构 可显著提高锚杆支护的整体效果 目前煤矿上常用的托梁有钢板梁 钢筋梁和w型钢带3种 引言 巷道施工技术的内容 w钢带 引言 巷道施工技术的内容 托板托板也称垫板或托盘 是锚杆支护系统中的一个重要部件 它的力学性能直接影响整个锚杆的支护效果 选择托板的原则是使托板的承载能力与锚杆杆体的承载能力相匹配 2 3 1木托板用于木锚杆和竹锚杆 规格一般为400mm 200mm 50mm 可用普通木材制作 2 3 2铸铁托板 150mm 厚10 15mm 2 3 3钢板托板由钢板切割而成 规格为150 200mm 150mm 200mm 厚10 10mm 引言 巷道施工技术的内容 托板 引言 巷道施工技术的内容 网网的作用 1 维护锚杆间比较破碎的岩石 防止岩块的掉落 2 提高锚杆支护的整体效果 抵抗锚杆间破碎岩块的碎胀压力 提高支护对围岩的支撑能力 3 在喷射混凝土内可提高混凝土的柔性 防止喷射混凝土开裂掉块 引言 巷道施工技术的内容 网的种类 1 按网格形状可分为经纬网和菱形网 a 经纬网 b 菱形网 2 按制作工艺分为焊接网和编织网 3 按材料分为铁丝网 钢筋网与塑料网 引言 巷道施工技术的内容 10 锚杆支护设计 锚杆参数的选择 锚杆类型 直径 长度 锚杆