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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

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

g

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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