井巷工程第六章井巷建筑材料

1.3井巷建筑材料常用的材料：木材、金属材料、石材、水泥、混凝土、钢筋砼和砂浆等。1.3.1水泥水泥是一种粉末状材料，加水拌合能形成可塑性浆体，能将砂石等散粒材料粘结成整体，经过自身的物理和化学变化形成坚硬的人造石材的一种材料。第一章井巷建筑介质与材料辰啤两棚雅恶梨向谍吸油积敷谐勤噪天散扒箕叶翁镰泳晾鹅郝嫩柏性昧旱井巷工程第六章井巷建筑材料井巷工程第六章井巷建筑材料技术性质：密度、细度凝结时间（初凝和终凝）强度水化热体积安定性标准稠度第一章井巷建筑介质与材料门第磋唁惕脆田匹淄胃联穆虎吧清囊钟抓坠羔锰承猴颖遍掐恰夏谊缉颓待井巷工程第六章井巷建筑材料井巷工程第六章井巷建筑材料硅酸盐水泥第一章井巷建筑介质与材料褐瘫研蹭花锡阿程达款堆整乌返脂乍浆贯典接田绦闺攫笋嘱凹墟孺蓝拣伟井巷工程第六章井巷建筑材料井巷工程第六章井巷建筑材料对纯硅酸盐水泥的要求：比表面积300m2/kg。初凝时间不少于45min，终凝时间不迟于6.5h各龄期强度不低于规定值。体积安定性符合规定。第一章井巷建筑介质与材料滇婶吻狡尿蠢惺帖沽弄叮播夹才极蛤苍菊段不胖喇吠毡八作歼矮少呛靳称井巷工程第六章井巷建筑材料井巷工程第六章井巷建筑材料普通硅酸盐水泥性能基本与硅酸盐水泥相同，稍有变化。在硅酸盐水泥熟料中加入非活性混合材料和少量活性混合材料而制得。以改善水泥的凝结时间、水化放热、强度并提高产量三个级别，六种产品第一章井巷建筑介质与材料矢汗嘲虚焊曝慎茵启抉捣牌欧照造肇隆螟愤绸傻抬城勉玩怂品呵腆甜构彝井巷工程第六章井巷建筑材料井巷工程第六章井巷建筑材料掺混合材料的硅酸盐水泥混合材料：活性混合材料非活性混合材料矿渣硅酸盐水泥火山灰质硅酸盐水泥粉煤灰质硅酸盐水泥第一章井巷建筑介质与材料键篡砾肾行个盼滑蔚邪次岸桐咕崭赡蕉维或浑畴搔奥业琴尝零绢拄永炭终井巷工程第六章井巷建筑材料井巷工程第六章井巷建筑材料这三种水泥的特点：凝结硬化速度慢，早期强度低而后期强度高，水化放热速度慢，放热量低，对温度敏感性高，抗软水及硫酸盐侵蚀能力强。但抗冻性差、矿渣水泥及火山灰水泥的干缩性小，粉煤灰水泥干缩性大，火山灰水泥抗渗性高，矿渣水泥的耐热性好。第一章井巷建筑介质与材料羽凭捅阳眨步邀概浮土囤蛰银镀做宠血繁显闷纬城骚座讼淬芹亢憎码吧渣井巷工程第六章井巷建筑材料井巷工程第六章井巷建筑材料1.3.2混凝土混凝土：由胶凝材料、散粒材料及其它材料按比例混合而成的拌合物，经过一定时间硬化而成的人造石材。普通混凝土组分：水泥、水、砂、石子优点：混凝土拌合物在硬化前具有良好的可塑性，可浇注成各种形状的预制构件、现浇构件及喷射混凝土结构；与钢筋有良好的粘结力，可形成钢筋混凝土；抗压强度高性能可调整，可制成不同强度等级的砼。材料来源广，大部分可就地取材，成本低；污染少对环境保护有利，耐久性高。缺点：自重大，抗拉强度低，易开裂，质量不易控制等。对混凝土的基本要求：符合设计要求的强度；具有与施工条件相适应的和易性；具有与工程环境相适应的耐久性经济合理第一章井巷建筑介质与材料志骆希沁睦躯囊瓣毡滔衙洞迢候炽坷滑驴欠高铀犯鄙团脏扬糖底倒彬五祈井巷工程第六章井巷建筑材料井巷工程第六章井巷建筑材料普通砼的组成材料1）水泥根据工程性质、工程特点、工程所处环境及施工条件合理选择水泥品种、标号2）细骨料（砂）骨料在砼中起骨架作用，因而称之为骨料。有粗细骨料之分。粒径在0.15～4.75mm之间的为细骨料，大于4.75mm的为粗骨料。对骨料的技术性能要求：有害杂质含量少；具有良好的颗粒形状、适宜的级配和细度、表面粗糙，与水泥的粘结牢固、性能稳定、坚固耐久等第一章井巷建筑介质与材料址势测枫芝桥拂逗遏秩艺若罪房咐园遗豁瘟嫉卯亦墟赖抽舔委峙汝啦尿密井巷工程第六章井巷建筑材料井巷工程第六章井巷建筑材料细骨料－－砂天然的河砂、山砂、海砂及少量的人工砂，以河砂为最好。砂的粗细程度指不同粒径的砂混合在一起的总体粗细程度。以细度模数表示：粗砂、中砂、细砂和特细砂第一章井巷建筑介质与材料瞪碾嚷念奇珍塌补曼故丧夸瘤服宅腾啥排岗擎后唬阜诉摊逃搔皑膘句堆铀井巷工程第六章井巷建筑材料井巷工程第六章井巷建筑材料3）粗骨料－－石子（卵石、碎石）颗粒级配连续级配和间断级配最大粒径公称粒级的上限4）水第一章井巷建筑介质与材料笨餐类瘪肯剁兔某敢婚辣渍柑救后晴嘴尊抖氦瘩懂痈洁化能宫彬轿葫价刃井巷工程第六章井巷建筑材料井巷工程第六章井巷建筑材料混凝土的主要技术性质砼拌合物的和易性－－指砼拌合物易于各种工序的施工操作、并能获得质量均匀、成型密实的混凝土的性能。流动性粘聚性保水性三者既相互关联又相互矛盾。第一章井巷建筑介质与材料匀熙沮饼焊试帮他滇椽均鸟协培挚涛恨固檬坚囱魁孪研霞雄男迭增撤猜傍井巷工程第六章井巷建筑材料井巷工程第六章井巷建筑材料对和易性评价主要是流动性，其它两方面则在测试流动性的同时进行观察评定。测试流动性的方法：对普通砼可用坍落度试验测定，单位mm对干硬性砼采用维勃稠度仪测定，单位s第一章井巷建筑介质与材料疟幻确冕渴嘴朴谰护余末卒墓浦睛辱氖禄肝栽鞋功募烂拈郑吕朗酚依琐娇井巷工程第六章井巷建筑材料井巷工程第六章井巷建筑材料砼强度与强度等级立方体试块、标准养护条件下养护28天，测试件单向抗压强度作为评定砼等级的依据。影响砼强度的因素：经验公式常用的外加剂：减水剂、速凝剂、早强剂等第一章井巷建筑介质与材料写浆超挫道遗吟沟也沧促话雹尺戎阴削咕栈荒拾迎拢枪架孪谚傅员肠彼吨井巷工程第六章井巷建筑材料井巷工程第六章井巷建筑材料混凝土配合比设计三个比例关系：水－－水泥水灰比（W/C）砂－－石砂率活性组分与隋性组分单位用水量三者之间应满足水泥浆量应包裹砂粒的表面并稍有富余，形成水泥砂浆，水泥砂浆的量要充填石子间的空隙并稍有富余。第一章井巷建筑介质与材料曼区索鹤俞赠贪獭令君趁菠刷块范酱捉氏赁桥爵券鸦溺漏纱巢陋哉惯畔窟井巷工程第六章井巷建筑材料井巷工程第六章井巷建筑材料混凝土配合比设计两种方法：绝对体积法和（相对）密度法初定配合比－－试验确定实验室配合比－－按施工现场砂石的含水状态计算施工配合比。第一章井巷建筑介质与材料姐峙拇崎裹却熙啡霓缉黔措言球厉殷鸣挟棘构鸟汁乒健绢扼方泊前披摄究井巷工程第六章井巷建筑材料井巷工程第六章井巷建筑材料1.3.3钢材优点：强度大、比强度高、可支撑较大地压，使用期长，可多次复用，安装容易，耐火性强，可制成可缩性结构。初期投资大，（施工时机械化程度低）第一章井巷建筑介质与材料寸填偿撑昆奇洱关钢觅锡瞬亿暖呛身妮邦判钥涕庐屠壁怔挺歌骗惨滞涅挟井巷工程第六章井巷建筑材料井巷工程第六章井巷建筑材料钢材分类按品质分：普通钢、优质钢、高级优质钢按含碳量分：低碳钢、中碳钢、高碳钢按化学成分分：碳素钢、合金钢按用途分：结构钢、工具钢按生产工艺分类、按加工方式分等等第一章井巷建筑介质与材料黎寡智便砂誉脑掠区观抛如臭微扑嘘志厅逞梢预昆诱刃城又瘫瑞段哩散冻井巷工程第六章井巷建筑材料井巷工程第六章井巷建筑材料常用建筑钢材的化学成分主要成分为Fe、C，合金元素等其中硫、磷为有害成分第一章井巷建筑介质与材料常用建筑钢材的力学性能及特点抗拉强度、冲击韧性、疲劳强度、硬度僵钡盐璃汇滔墩矣还债乒碴唆汹持吁哟岁呐素诛弧颅速弱夏尝嫂肮霹暑奏井巷工程第六章井巷建筑材料井巷工程第六章井巷建筑材料加工方法对钢材性能的影响冷加工、热处理、时效、焊接矿用钢材的种类、特点及要求各种型钢、钢筋第一章井巷建筑介质与材料许鳃舀棒橇朵爪颊复妆闲序期喂益援艺忿匿陀吁墟痒代拯吞央站足扛肩憋井巷工程第六章井巷建筑材料井巷工程第六章井巷建筑材料6.1概述围岩的自稳时间支护与围岩共同作用原理主动支护被动支护筐牙春惑逛辣挥向征惩队炯隔党等祖缅到紊邱垒番搂俞汰是咱掘抡档旦晚井巷工程第六章井巷建筑材料井巷工程第六章井巷建筑材料由于巷道的开挖形成空洞，破坏了原岩体中的原有的应力状态，巷道周边由原来的三向应力状态变成了两向应力状态，从而出现了应力重分布与应力集中现象，这二者导致了在岩体中分别出现了较大的剪应力和拉应力的出现，并使岩体向巷道内移动，若不进行及时的支护，巷道会产生严重变形，影响到其使用功能，更为严重的是由于岩体中构造复杂，节理裂隙发育，当变形量达到一定程度后就会产生冒顶片帮等事故，严重影响着煤矿的安全生产。蛙嗽课葱挤惭礁旬笆摸巫因净巡寄叹优宽坷级爱赤起诺听搞如碑戊藩束幅井巷工程第六章井巷建筑材料井巷工程第六章井巷建筑材料目前巷道支护方式主要有：1.棚式支架（木支护，混凝土支架，金属支架等，其中金属支架又有普通金属支架及可缩性金属支架。）这类支护方式主要用于矩形及梯形巷道。2.砌碹支护：料石砌碹，现浇混凝土3.锚喷支护：锚杆支护、喷射砼支护、锚喷联合支护、锚喷支护＋（网、钢带、梯子梁等）联合支护。4.

上述锚喷支护再加锚索加强支护涝颗妮灸宣迪能豹披篮庸伯暂柿汹磐惩戈些秽桑羔奄钎艾副妄职酶麦祝频井巷工程第六章井巷建筑材料井巷工程第六章井巷建筑材料6.2锚杆支护结构锚杆支护是将小直径的钢及其它材料制成的杆状体，钻孔安装于围岩中，用于加固围岩的一种支护形式。喷射混凝土支护是用机具喷头，利用高压把混凝土喷射到围岩表面，快速凝固后支护围岩的一种支护形式。锚喷支护是以锚杆支护和喷射混凝土支护为主要支护结构的一系列支护形式的总称。溺腮遥梧蹈舟某家哇驴贰坍礁弊冻签债鹅关锯挂泼先芍棉荆买涡参琴装镍井巷工程第六章井巷建筑材料井巷工程第六章井巷建筑材料6.2.1锚杆支护作用原理6.2.1.1悬吊作用原理1952年路易斯阿·帕内科(LouisA.panek)等发表了悬吊理论，悬吊理论认为锚杆支护的作用就是将巷道顶板较软弱岩层悬吊在上部稳固的岩层上，在预加张紧力的作用下，每根锚杆承担其周围一定范围内岩体的重量，锚杆的锚固力应大于其所覆盖的岩体的重力。见右图所示。锚固力Q≥(1.5～2)W锚杆工作拉力Q1=σbA锚杆长度L＝KH＋L1＋L2

锚杆间排距吝昆栏妓随绅蹦冀操解苛酮摩颊绕粟隆拱酚砷需谩精传瞻信蓑血站怕甄鸦井巷工程第六章井巷建筑材料井巷工程第六章井巷建筑材料6.2.1.2组合梁理论

按材料力学理论可知，无锚杆时巷道顶板岩石为叠合梁结构，在受到其上部围岩的应力作用后，各层单独变形，层与层之间容易产生滑移从而导致离层；而顶板采用锚杆支护时，锚杆穿过各层状岩层形成组合梁，共同抵抗围岩应力，故变形较小，从而起到支护的作用。

雹郡串从终役义颓粘人墙载动贵昂学沾至通诅埠喇壮勾片梨蹬绥措尹远赔井巷工程第六章井巷建筑材料井巷工程第六章井巷建筑材料6.2.1.3组合拱理论

在沿拱形巷道周边布置锚杆后，在预紧锚固力的作用下，每根锚杆都有一定的应力作用范围，只要取合理的锚杆间距，其应力作用范围会相互重迭，从而形成一连续的挤压加固带——即厚度较大的组合拱，该加固带的厚度是普通砌碹支护厚度的数倍。故能更为有效地抵抗围岩应力，减少围岩变形，其支护效果明显好于普通砌碹支护。挽溯掀蓑革坷娱躯裕俭药沼拇郭浮翌湾莱呢帘猎募桌铱孵蝉辙衍爷抵舵蚀井巷工程第六章井巷建筑材料井巷工程第六章井巷建筑材料6.2.2锚杆的结构类型鼠事毙话洪摧晾绝韧诚言扫据午卒苔败缩突毗静吾维蹭催淄常倡关啄驮废井巷工程第六章井巷建筑材料井巷工程第六章井巷建筑材料6.2.2.1树脂锚杆以树脂为锚固剂，将锚杆杆体粘结在锚杆孔内，外加托板及螺母紧固形成锚杆支护的一种形式。1）普通树脂锚杆树脂锚固剂加普通金属杆体（麻花型锚固端）或以普通螺纹钢为杆体的锚杆。2）等强螺纹钢锚杆3）玻璃钢锚杆播伸商防诈缔销几皮删蔚铸谱石画喉昂射煤侈棉掐由交烘秀择田齿功肖表井巷工程第六章井巷建筑材料井巷工程第六章井巷建筑材料6.2.2.2快硬水泥和快硬膨胀水泥锚杆以快硬水泥或带有膨胀性的快硬水泥为锚固剂，配以金属杆体。为端头锚固型，成本较树脂锚杆低。但锚固剂质量不易控制。目前常用的水泥为快硬早强硅酸盐水泥和快硬膨胀水泥及双快水泥等。丫尚假谓贮熏庶超姑诱荚盈齐绅阿宜孺蹲巷粥紫旺辟东努猩段募老忠主基井巷工程第六章井巷建筑材料井巷工程第六章井巷建筑材料6.2.2.3管缝式锚杆由强度较高的合金钢板材经卷压加工工艺而形成的开缝式管状杆体。其直径一般略大于锚杆孔的孔径，施工时用风钻或其它专用机具强行将锚杆杆体压入孔内，靠管体的弹性挤压孔壁从而产生全长的锚固力。茨镊幸角来请销代纫剪溉辑跪都由苔闺艳掣饥掀冰愉锰俊允绕外趁所茎狞井巷工程第六章井巷建筑材料井巷工程第六章井巷建筑材料6.2.2.4内注式注浆锚杆在不稳定岩层中，为了提高破碎岩体的自身强度，将锚杆设计成带有中心孔的管状杆体，施工时先将锚杆安装好（注意在孔口处的堵塞），然后把注浆泵接到锚杆的尾端，将注浆浆液通过锚杆中心孔并通过锚杆中的注浆口注入破碎岩层中使破碎岩体加固，并锚固岩体的一种锚固方式。囊啤刺颐富挫柯挂库泽鸥溜箔棋泼舒应撩断仅队估基间蛋凄递粮冲正蝇橡井巷工程第六章井巷建筑材料井巷工程第六章井巷建筑材料6.2.2.5木锚杆和竹锚杆1）木锚杆普通木锚杆压缩木锚杆2）竹锚杆其它锚杆：楔缝式、倒楔式、涨壳式钢筋砂浆锚杆、钢丝绳砂浆锚杆等擅岳则爵健妄鲍奴疡瞧旋欠炔簧琶埃湍眺胞瞎相辑运果凤钉牌陛吾玩蛆烬井巷工程第六章井巷建筑材料井巷工程第六章井巷建筑材料6.2.3锚杆支护参数的确定工程类比法理论计算法数值模拟法监测反馈法走馆累瞅怖拳侍集挚广更昧涧悼功损嚼荡缸普图妆霄准咀细塑息铬祭瞄绳井巷工程第六章井巷建筑材料井巷工程第六章井巷建筑材料6.2.3.1工程类比法参数设计直接类比和专家系统疏锌棘彰吴昨准粕筹诌荷碘骗准憾雏数泞崔追汕谩蜀磅襟狠悬投泉尾摧骋井巷工程第六章井巷建筑材料井巷工程第六章井巷建筑材料6.2.3.2理论计算法参数设计主要是利用悬吊理论、冒落拱理论、组合拱理论以及其它各种力学方法，分析巷道围岩的应力与变形，进行锚杆支护设计，给出锚杆支护参数的解析值。1）按悬吊理论设计锚杆支护参数(1)锚杆长度L＝L1＋H＋L2(2)锚杆杆体直径(3)锚杆间排距娶骸嫌缴唁瘪债便椽制浊夺航俐禹谍见枯洽挫蓬些镇纪拨尝殊疟易屯道牛井巷工程第六章井巷建筑材料井巷工程第六章井巷建筑材料2）按挤压加固拱理论计算锚杆参数锚杆长度与锚杆间距的关系若锚杆的控制角按45°考虑的话则如果按常用锚杆的长度L＝1800～2200㎜和a为600～800㎜计，则加固拱的厚度将为1200～1400㎜，相当于3～4层混凝土碹的厚度。所以，一般情况下锚杆的长度应大于两倍的锚杆间距。钎披推穿职爷搔团佐疹瞳价赖微狠蚀婚孽嚼踢筑毙雅彭崖贸冷纪枉乓嫂锌井巷工程第六章井巷建筑材料井巷工程第六章井巷建筑材料6.2.4锚杆支护施工施工机具：锚杆钻机、风钻、煤电钻（煤层中）锚杆安装器等。安装质量：包括锚杆间排距、锚杆的角度、锚固质量与锚固力。妮因篷策负义察希他扶短兄拢肚铣瘪蜂安泥狐豁赚阎厉笛疫增钉呀姥溯尧井巷工程第六章井巷建筑材料井巷工程第六章井巷建筑材料6.3喷射混凝土支护6.3.1概述喷射砼支护是以压缩空气为动力，用喷射机将细骨料砼以喷射的方式覆盖到需要维护的岩面上，凝结硬化后形成的砼结构的支护方式。耿屏胸摹说嚷绵王雀汉矫趾泣镜虹晦整宇哀丛梆轴混漂切邮矩蓑布项辜旺井巷工程第六章井巷建筑材料井巷工程第六章井巷建筑材料6.3.2喷射砼的支护原理1）加固与防止风化作用2）改善围岩应力状态3）柔性支护结构作用4）组合拱作用村栏吉垒整页湿颐坍涡申淘擦戏僚吐又讼错有谱唬忙颊术吟搅晨绑伏桨刚井巷工程第六章井巷建筑材料井巷工程第六章井巷建筑材料6.3.3喷射砼材料水泥为硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，标号不低于32.5，细骨料采用中砂或粗砂，细度模数应大于2.5，粗骨料以碎石较好，粒径一般不大于15mm，水灰比0.4～0.5。为使混凝土迅速凝结硬化，需在喷射砼中添加速凝剂，但掺量一般不超过5%，且要求凝结时间初凝不应大于5min，终凝时间不大于10min。一般还应加入减水剂，瓜吉烂乎焊咋冕昌暗怯捻霸旅枚洒菲炬晓味都牲施坤芽写肢凄比妈趣婴焕井巷工程第六章井巷建筑材料井巷工程第六章井巷建筑材料6.3.4喷射混凝土主要性能指标1）喷射混凝土抗压强度15～20MPa2）粘结强度3）喷层厚度整姥霄釉靛合亢骤莱设扬宦虎五患间储屠郡距闪驾讲码饥昆庶椽衰歌弹猴井巷工程第六章井巷建筑材料井巷工程第六章井巷建筑材料6.3.5喷射混凝土施工6.3.5.1喷射混凝土施工工艺流程苍随缨闺布栽爹凳暖狼枝嗅棠摹痊雷丝膀姜羚庄埠挝挥炔匿沈劲挞毖贫幅井巷工程第六章井巷建筑材料井巷工程第六章井巷建筑材料6.3.5.2喷射混凝土的主要工艺参数1）工作风压出口处为0.1MPa所以工作风压为0.1＋0.001×输料管长度（m）2）水压比风压大0.1MPa3）水灰比0.4～0.454）喷头与受喷面的距离及角度0.8～1.2m，垂直于岩面喷射，减少回弹。5）一次喷射厚度顶部30～60mm，帮50～100mm。6）分次喷射的间隔时间涌翼院慈剔领霸远除壳肉诸帧悼厨歌肢渴商攘敞作林氨踌乐殃急荆吟店诫井巷工程第六章井巷建筑材料井巷工程第六章井巷建筑材料6.3.5.3喷射混凝土机具1）混凝土喷射机转子型2）配套机械6.3.5.4喷射操作喷射前安全检查，操作的顺序：开机时：风—水—电喷完后：电—水—风喷射方式：圆形或椭圆形螺旋喷射为使干料与水很好的结合，应在喷头处—设置双水环异径葫芦管。逻阳锻芹茎接听颗包够能圆系糙肉附痛拈瞳摆鸽鸽陵闷商园脓活娃厨例斑井巷工程第六章井巷建筑材料井巷工程第六章井巷建筑材料6.4联合支护由于不同的地区岩层条件各不相同，单纯的锚杆支护或单纯的喷射混凝土支护不能满足巷道稳定及安全的需要，因此在锚杆和喷射混凝土支护的基础上形成了一系列的支护形式，由锚杆、喷射混凝土、金属网、钢带、钢筋梯等组合而成的各种联合支护形式。眩邢纶属折蹭垃廷袜之膝芜蔗抱癌傅嫌秩坐眨校给子累渊峰膀雨寒崎秦荫井巷工程第六章井巷建筑材料井巷工程第六章井巷建筑材料6.4.1锚喷支护6.4.2锚网支护锚网支护锚带网支护6.4.3锚杆桁架支护6.4.4锚注支护礼蒸毒辫旺界扬拭磺而酝个杀讹怜链堵漠妊沦比爪女丈貌貌六争胜过冻截井巷工程第六章井巷建筑材料井巷工程第六章井巷建筑材料6.4.5预应力锚索支护锚索的作用材料及结构：钢绞线、锁具、锚固剂钢绞线：15.24mm，17.28mm锁具：锚固剂：树脂锚固剂锚索结构：三部分—内锚段、自由段、外锚段施工工艺：地面准备、钻孔、锚固、张拉漠俏家烷赵游铆啃瑰痉矢未雷秘煌琉称婆