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文档简介
普朗铜矿底部结构易破坏区域支护
现场工业试验方案
昆明理工大学科技产业经营管理有限公司
迪庆矿业有限公司
2020年8月
1支护方案
综合考虑巷道开挖工程量、支护经济成本以及现场施工难以程度,并且结合固帮控
底稳顶研究支护理论,课题组决定采用多种支护手段联合进行现场工业试验。具体支护
方案为:①喷锚网+钢拱架进行初支;②在出矿穿脉与装矿进路交叉口位置,暴露面积
较大区域,两侧架设钢管混凝土支柱支护,顶板采用工字钢构件连接;③其余正常段采
用锚杆(索)+钢筋纲纤维混凝土浇筑支护。
2支护参数
由于工业试验地点为底部结构破坏严重区域,岩体较为破碎,巷道围岩极不稳固,
只能采取短掘短支的方式进行返修,且为了施工安全,在进行浇筑混凝土之前需对巷道
采用钢拱架进行初支,此时巷道刷扩量较大将达到6m左右,巷道自承能力将大大降低,
施工风险系数较大。因此综合考虑巷道刷扩量、巷道自承能力以及支护体整体结构,决
定将上述浇筑混凝土计算方案中受压区钢筋用初支的钢拱架代替。
普朗铜矿当地混凝土粗骨料强度相对较低,为了保证混凝土施工质量,及富余一定
的安全系数,原理论计算分析时混凝土等级C25,浇筑厚度500mm,在现场施工中采用
C30混凝土,浇筑厚度为600mm。具体支护参数如下:
(一)交叉口钢管混凝土
在出矿穿脉与装矿进路交叉口位置,暴露面积较大区域,两侧架设钢管混凝土支柱
支护,参数为:钢管外径0.8m,壁厚27mm,C30钢纤维混凝土。顶板分别采用空钢管
及工字钢进行现场试脸比较,其中钢管外径1.0m,壁厚30mm,工字钢翼板宽度
〃二40C7〃,工字钢厚度,=2.7cvn,或者采用组合工字纲。
(二)正常段浇筑混凝土
正常段采用锚杆(索)+钢筋钢纤维混凝土浇筑支护,混凝土参数为:厚度500mm,
混凝土等级C30,钢纤维掺量40kg/m3。
(三-)钢筋及钢拱架布置
受压区钢拱架:采用高度为16cm的工字钢,排距200m;
受拉区钢筋直径及布置方式为:考虑现场施工浇筑混凝土密实性及主筋、箍筋匹配
问题,在满足受拉区钢筋强度不变情况下,将理论计算得出的抗拉区双层直径28mm
HRB335钢筋换成三层直径22mmHRB500型热轧带肋钢筋,层间距100mm,第一层每
米布5根,排间距200mm;第二层和第3层每米布置8根钢筋,排间距125min。箍筋
(轴向箍筋)为直径14min、间距200mm。
2
布置方式如下图所示:
受压区钢拱
架@200轴向箍筋
,014@200
二,里拉区第一层
U
、钢筋022@200U
A
P
父受控区第二层
:=、钢筋022@125
二受拉区第三层
:、.钢筋022刨25
二-1
42(1。
sonn
2
44
33
innn
乙2巷道轴向方向
1-1
3
s
f
s
巷道径向方向
2-2
?
7
工
色
超\轴向钢筋
舜\014g2OO
径向钢筋
022@200
巷道轴向方向
3-3
4
铀向钢筋
014@200
\径向钢筋
\0220125
巷道轴向方向
4-4
图13・97普朗铜矿巷道布筋图
(四)锚杆布置
结合理论计算及固帮控底稳顶支护理论,为了使围岩与混凝土支护体紧密结合形成
整体共同受力变形,充分发挥围岩的自承能力,锚杆布置采用预埋及混凝土后锚固技术
相结合的方式。预埋锚杆布置:在巷道围岩上布置间排距为Imxlm,长度为3.1m的锚
杆,锚杆体使用(p22mm二级螺纹钢,其中锚杆伸入困岩长度为2.7m,外露长度为0.4m,
外露部分与后续浇筑混凝土形成整体,在巷道墙脚两侧布置两根长度为3m的扎脚锚杆,
锚杆体使用(P32mm二级螺纹钢,顶部打6根长度8m的锚索,锚索由2根(p15.20mm的
1x7标准钢绞线组成;混凝土后锚固技术:根据巷道围岩与混凝土整体力学模型计算分
析结果,在力矩较大位置打长度为4m的预应力锚索进行加强支护,排距为Imxlm,锚
索由2根(p15.20mm的1x7标准钢绞线组成;并且为了起到控底的效果,在巷道墙脚两
侧布置两根长度为4m的孔脚锚杆,锚杆体使用q)32mm二级螺纹钢,锚杆布置示意图
如下:
5
长度8m结案
图13・98预埋锚杆示意图
g_
n
n
n
n
n
E
1B
日
g
二
二
;
应力锚杆7
图13・99混凝土后锚固示意图
3监测手段
完整的现场监测资料可以为巷道支护的成功实施提供基础数据,是巷道支护工程得
以巩固和发展的重要保证,其意义在于:监测巷道的实时动态情况,把信息及时反馈,
并提高巷道的日常维护质量;通过监测数据进行分析,得出全面的参考数据,分析巷道
支护方案的合理性和可靠性,判断试脸巷道的支护质量。
观测的对象为现场工业试验段巷道,观测的内容包括:巷道围岩位移、锚杆及钢筋
应力应变、巷道与混凝土接触面应力。
(一)巷道收敛变形监测
6
在巷道设置多组测点,每组的顶板设置1个测点,两
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