锚网喷联合支护在软岩施工中的使用

摘要:介绍了锚网喷联合支护的支护原理及施工工艺 ,通过对三种支护形式的支护效果比较,提出该支护的优点较突出 ,实用性强,解决了软岩施工中难的问题。

Abstract: In this paper, the principle of spray anchor nets and the construction process are introduced. Through the comparison of the effect of three supporting modes, the author achieves the points that the spray anchor netsis the most advantageous and has the practicability which solves the tough problem in soft rock construction.

关键词:软岩;锚网喷联合支护;施工工艺

Key words: soft rock;anchor nets spray support;construction technology

中图分类号:TD35 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)18-0065-01

0引言

在软岩或不稳定岩层中开掘巷道,支护形式通常采用架设金属棚或砌碹,但以上两种支护形式在使用中或实际施工中均存在不足之处。为了填补架棚和砌碹支护存在的不足,广泛推广锚网喷联合支护在巷道中的适应范围,我们在软岩中做了尝试,效果显著。

1巷道所围岩描述

施工巷为鹤岗益新煤矿三水平南一石门副巷,巷道总长度460m,该巷道穿过断层带长约40m,巷道所处围岩属坚固性中等岩石。在断层的作用下,断层破碎道中的岩体属不稳定的。巷道开掘后如不采取任何支护,空顶超过1.5m极易产生片帮、抽顶现象。

2锚喷挂网联合支护的作用与原理

通过锚杆的挤压加固作用在围岩中形成一定厚度的均匀连续压缩带,它不尽能保持自身的稳定,而且能够承受地压,阻止上部围岩的松动和变形。

喷射混凝土第一课起到加固与防止围岩风化作用,提高围岩的强度,同时防止因水和风化作用造成围岩破坏与剥落;第二课改善围岩应力状态,增强围岩的稳定性;第三可起到柔性支护结构的作用;第四可以使喷射层与岩石的粘结力和抗剪强度足以抵抗围岩的局部破坏,防止个别危岩、活石的滑移或坠落。

挂设金属网第一可以相应增大锚杆托板的支护面积,从而改变了原来巷闭的点锚固为全面积锚固、挤压,在锚杆长度相同、密度相同的情况下,增大了挤压加固拱的厚度,提高了巷道抗破坏能力;第二增强了混凝土的强度,提高了喷射层抗剪切,抗拉的能力,增加了喷射的支护强度;第三通过锚杆和金属网把喷层与巷闭牢固的结合在一起,使得喷层与围岩之间不易里层脱离。

总之,采用锚喷挂网联合支护,使得这三种支护形式有机结合成一体,大大提高围岩的自身支撑能力和喷层的外部支撑能力,达到一次成巷。

3锚喷挂网支护参数的选择

3.1 按加固拱原理确定锚杆系数锚杆长度:L=N(1.1+B/10)=1.2×(1.1+4.2/10)=1.82m;锚杆间距:D≤0.5L=0.5×1.82=0.91m。

式中:B―巷道跨度,m;N―围岩稳定性影响系数。

按规定:Ⅱ类围岩N取0.9;Ⅲ类围岩N取1.0;Ⅳ类围岩N取1.1;Ⅴ类围岩N取1.2。

3.2 金属网的选择①网筋必须满足强度的要求,具有一定的抗剪、抗弯曲能力;②人力可使之随巷道拱形弯曲,经锚杆锚固后能紧贴巷闭;③网眼不能太小,以免喷射时网后出现空洞影响碹体强度;④网片的大小合适,施工中使用方便,易于操作。根据以上条件,选择网片规格为1.2×10m;网眼规格85×80mm,钢筋直径4mm。

3.3 金属网的连接形式和锚杆的布置方式根据计算所得锚杆间距并结合挂网的需要,锚杆布置选用五花形,网与网采用对接,使用Φ4mm铁线,双线,双扣、逢环必联。

3.4 喷射混凝土厚度的选择结合生产的实际经验,根据巷道的服务年限,巷道跨度和围岩的稳定性喷射混凝土厚度为200mm。

喷射混凝土必须分两次进行,选初喷100mm,然后打锚杆挂网再复喷100mm达到设计厚度,这样做可起到及时支护的作用,避免片帮、抽顶的现象发生;保证安装锚杆时安全,可使金属网置于碹体之中,充分发挥金属网在混凝土中抗剪、抗拉的作用。

4巷道的施工

4.1 施工设备风钻打眼爆破掘进,耙斗装岩出货,ZHP-2型转体喷射混凝土支护。

4.2 采用四班作业“两掘两喷”:交叉进行。

4.3 掘进班、支护班的主要工序掘进班:工作面打上部眼、装货,工作面打下部眼及锚杆眼、爆破、进行临时支护。支护班:准备工作,上锚杆挂网;拌料:初喷工作面的空顶,复喷挂网处的帮顶;清理机械及回弹物。

4.4 爆破循环进度的确定由于受围岩稳定性的限制,如采用深孔爆破,循环进度过大,极易产生片帮、抽顶的现象,使用锚喷挂网联合支护难以实施,再者所使用的金属网的规格为1.2m×10m,满足整个循环作业及时进行锚喷支护工作面不留空顶,循环进度就必须定为1.2m。

5结束语

①采用发碹支护,服务年限长,通风阻力小,但施工工艺复杂,施工过程中掘进与支护作业相互影响,工作面与发碹支护之间需要做临时支护,施工速度慢、工序复杂、人员配备多、工资费用高、材料消耗多。②采用金属棚支护施工工艺简单,掘进、支护顺序作业,掘进人员同时兼做支护工作,人员配备少,施工速度快,但这种支护形式过断层破碎带对于顶板不容易控制,容易造成抽顶,通风阻力大,并且以后得维护费用高。③锚喷挂网联合支护,这种支护形式的施工工艺比较简单,并且安全、可靠、服务年限长,使用过程中不需要进行维护,通风阻力小,施工速度快,人员配备少,工资费用低,材料消耗小,单位成本低,但要求作业队伍的整体素质比较高,各道工序的质量必须达到设计要求。