喷锚支护技术讲座(二)——锚杆支护的作用与设计

早在我国解放初期,锚杆支护就开始在矿井中采川,由于1965年喷射混凝土技术的出现,两者相结合的岩体加固技术获得了迅速发展。它把控制岩层的方法从被动地支承改为主动地加固,改变了传统支护施工速度慢、材料消耗多、劳动强度大的落后面貌。这是我国地下矿山井巷、硐室建筑史上的一次革命。它对于多快好省地发展矿山生产建设起到了积极的作用。一、锚杆支护的作用处于破碎的不稳定的岩体中的矿山巷道,用又粗又密的木支架或厚度大于30厘米的钢筋混凝土支护,常常遭到破坏;而在相同地质条件下,采用锚杆及薄层喷射混凝土联合支护,却能长久地保持巷道的稳定性。这到底是什么原因呢?这是因为两类     

加拿大地下矿山聚合物喷层支护方法的研究概况（一）

用聚合物喷层支护法部分或全部取代传统的岩层支护方法已日益引起加拿大采矿界的关注。从聚合物化学制品到水基胶结材料，已开发出种类繁多的喷层材料并在地下采矿工业中得以广泛应用。经过近10年的开发，有关此类表面支护介质的性能得以了以下几点共识：大范围的健康和安全评价表明，大多数材料在地下使用是安全可行的；它们具有岩层支护的巨大潜力，相当或大于传统支护方法的支护能力，如，锚杆－金属网或喷射混凝土法的支护能力；它可迅速发挥效能和几乎立即产生支护能力，可为地下矿山业主提供可观的生产和成本效益。本文将评述加拿大采矿业当前可以利用的各种喷射支护材料及其开发历程，并将概述其支护、健康和安全、生产和成本效益等方面的问题。     

喷锚支护中双筋条技术的应用

本文对双筋条的结构、施工方法和支护机理作了详细的介绍。通过分析研究认为，双筋条支护适合于节理裂隙发育岩体中的巷道以及软弱岩体中的巷道二采用双筋条加喷射混凝土支护对这类岩体具有良好的效果，这一点在西石门铁矿近两年来的生产实际中得到了充分的证实。     

加拿大地下矿山聚合物喷层支护方法的研究概况(一)

用聚合物喷层支护法部分或全部取代传统的岩层支护方法已日益引起加拿大采矿界的关注。从聚合物化学制品到水基胶结材料 ,已开发出种类繁多的喷层材料并在地下采矿工业中得到广泛应用。经过近 10年的开发 ,有关此类表面支护介质的性能得到了以下几点共识 :大范围的健康和安全评价表明 ,大多数材料在地下使用是安全可行的 ;它们具有岩层支护的巨大潜力 ,相当或大于传统支护方法的支护能力 ,如 ,锚杆 -金属网或喷射混凝土法的支护能力 ;它可迅速发挥效能和几乎立即产生支护能力 ,可为地下矿山业主提供可观的生产和成本效益。本文将评述加拿大采矿业当前可以利用的各种喷射支护材料及其开发历程 ,并将概述其支护、健康和安全、生产和成本效益等方面的问题     

解决地下矿山巷道支护的有效方法

本文叙述了一项确定地下矿巷道混凝土支护与喷射混凝土支护破裂原因的调查以及寻求改进其质量的方法。影响混凝土支护破裂程度与范围的雨个主要因素是安装标准和所采用的方法。改进混凝土支护整体质量的最好方法是提高其抗压强度。石棉纤维降低混凝土材料的抗压强度。具有屈服能力的整体刚性混凝土,对于低强度岩体中有效地支护巷道是必不可少的。假使安装得当,加金属网的喷射混凝土和预应力锚杆结合一起使用,对大多数开采情况下的采掘工程具有足够的支护能力。     

用纤维喷射混凝土支护矿山巷道

纤维喷射混凝土是矿山巷道、隧道和其它地下构筑物最有前途的支护材料之一。根据其物理力学特性和工艺参数,纤维喷射混凝土能充分满足矿山巷道支护现代化的要求,因此,推广这种新式支护具有特别的现实性。全苏矿井建设组织与机械化科学研究所克里沃罗格分析研究了用轮胎帘子线废料作纤维的喷射混凝土的新成分和新工艺。采用     

低机身混凝土泵送机

《CoalAge》近期报道，矿山伙伴公司推出了低机身混凝土泵送机，供井下密闭、支护、注浆和其他各种喷射混凝土工程使用。它既可搅拌，又可输送喷射混凝土。在没有搅拌好的混凝土可供选用的矿山井下，这是一种便捷的选择。     

加拿大一矿的混凝土喷射机械化

在过去三年里,加拿大矿山开发公司在遥控喷射混凝土机械研制上取得了有价值的经验。该公司在不列颠哥伦比亚省北部的主要矿山和新斯科舍省的韦斯特雷煤矿用喷射混凝土支护了3.3万平方米和2.55万平方米的开拓巷道。为完成上述任务,该公司研制了两台机动混凝土喷射台车。第三代设备和     

常规支护技术在充填体巷道或硐室中的创新应用

充填体内巷道或硐室掘进时采用控制爆破技术,喷锚支护紧跟工作面及时进行。根据凿岩硐室、出矿川、回风联络道及出矿进路所处位置的岩体和充填体情况,合理选择巷道支护方案和参数：凿岩硐室采用喷射混凝土与锚索联合支护方式或锚杆、锚网与喷射混凝土联合支护方式;出矿川脉及出矿回风联络道采用锚杆、锚网与喷射混凝土联合支护方式;出矿进路眉线处初期采用喷射混凝土、锚杆和金属网联合支护方式,后期施作模筑钢筋混凝土支护。面对充填体巷道普遍存在的掘进难度大、支护成本高、施工效率低的技术难题,本文成果填补了国内矿山充填体内巷道或硐室常规支护技术的空白。     

金川矿山井巷工程设计与岩石力学

井巷工程的岩体工程地质条件对其稳定性起决定性作用,在不良岩层中设计井巷工程不仅要考虑岩体结构．而且要注意其轴线方向与原岩最大主应力的关系;采用“先柔后刚,先让后抗”的两次支护形式,选择合理的永久支护刚度和施工时机,以及砂浆锚杆－金属网－喷射混凝土支护是有效解决金川矿山井巷工程支护的基本方法。     

提高与岩体有联系的支架承载能力的机理

喷锚联合支护能最大限度地利用所支护岩层的承载能力,从而可降低支护材料消耗和费用,提高支护速度,且不损失巷道的稳定性。分析有关论述表明,支架与岩体相互作用的机理尚未得到充分研究。众所周知,喷射混凝土与岩体是在彼此紧密接触和粘结的条件下相互作用的。这就可提供最大的阻     

充填体的支撑作用机理

<正> 一、前言地下支护材料有两类,一类是象锚杆、混凝土支架等用来加固岩体内部强度和阻止岩体表面位移;另一类是充填料,它是以充填采空区来达到支护岩体的目的。因此,它是一种减少岩体体积变形的支护材料,其支护作用机理与第一类支护材料是不同的。 1960年前后,水泥—尾砂胶结充填料在     

金川矿区深部高地应力矿山巷道锚网支护技术

金川矿区深部巷道地应力大、岩体破碎的特点凸显，矿山巷道原采用的锚喷支护方法在施工后具有围岩变形量大且持续时间长、喷射混凝土层掉块剥落及锚杆锚固力下降等问题，难以保证巷道安全可靠。通过对矿区巷道变形特征进行调查研究及理论分析，引入锚杆+TECCO网（无喷混凝土）支护技术来解决其支护难题。所研究的锚网支护具备两大特点：①支护过程中不采取喷射混凝土的方式；②结合巷道围岩变形实际情况，采用了通常应用于边坡防护工程中的高强度金属网（TECCO网）。研究表明：①具有高抗拉强度的TECCO网能够在巷道围岩产生变形后，使支护体逐渐与围岩形成一个紧密的整体结构，提高围岩自承能力；②试验巷道采取锚网支护40 d后，围岩变形速率小于0.1 mm/d，说明该支护方式可以有效控制巷道变形；③锚杆+TECCO网支护成本低、作业强度小，可对该矿高效及安全生产发挥积极作用。     

苏联各类喷射混凝土机的分析

在苏联有色金属矿山,每年使用喷射混凝土和联合支护的矿山巷道超过30％。此外,在回采矿房内,为防止巷道剥落,应用喷射混凝土的面积已达到600000平方米。在复杂地质条件下使用喷射混凝土支护矿山     

焦家金矿巷道围岩松动圈测试与破碎岩体支护技术

为了准确测定破碎蚀变岩体条件下巷道围岩松动圈范围,选择合理的支护方案与参数,本项目以山东黄金集团焦家金矿为依托矿山开展研究。联合采用岩体超声探测与数字全景钻孔摄像手段,获得了焦家金矿破碎岩体条件下的巷道围岩松动圈范围为1.0～1.3 m。开展焦家金矿现场岩体质量分级,基于分级结果计算破碎蚀变岩体所需支护载荷大小。计算结果表明,在破碎岩体条件下围岩所需支护载荷为51.08～76.17 kPa。依据围岩松动圈测试结果以及围岩支护载荷计算结果,初步确定焦家金矿破碎蚀变岩体应采用管缝锚杆+金属网+喷射混凝土联合支护方案,管缝锚杆长1.8 m,设计锚杆间距为1.0 m,排距为1.2 m,喷射混凝土厚度为50 mm。在此基础上,开展支护方案的现场工业试验,由巷道围岩连续收敛监测结果表明,当应用管缝锚杆+金属网+喷射混凝土联合方案支护后,巷道围岩收敛变形在6个月内不再增长,可有效保证焦家金矿巷道围岩在服务周期内的稳定性。     

巷道支护加钢筋网喷射混凝土破坏过程的数值模拟

确保喷射混凝土支护方式的有效性是喷射支护的关键,如何事先预测喷射混凝土的破坏模式是矿山建设工程中亟待解决的问题。采用三维真实破坏过程分析系统,对加钢筋网喷射混凝土结构在双向拉伸作用下的破坏过程进行数值模拟,直观再现了喷射混凝土结构中应力场分布及裂纹演化过程。分析其破坏机理,并提出了一些建议,对于工程实践有一定的指导作用。     

喷射混凝土拱承载能力试验

近十年来,随着喷射混凝土这一先进支护技术广泛在矿山井巷、铁路隧道、大型峒室等地下工程应用以来,为了认识喷射混凝土支护的作用原理,国内不少单位作了大量试验,对于认识喷射混凝土支护机理及推广使用喷射混凝土支护技术起了很大的推动作用。针对金山店矿体内喷射混凝土支护主要起支撑作用的特点,为了认识一层薄薄的喷射混凝土的支撑能力,我们于1975年7月作了三个喷射混凝土拱承载能力试验,现将每个试验情况介绍如下。     

NTLM隧道支护法

新法奥(NATM)这项新技术已在地下工程中获得广泛应用,它以喷射混凝土作为主要支护手段.混凝土喷射过程中产生的回弹和大量粉尘,造成材料浪费和工作条件恶化。为了克服喷射混凝土支护的这些弱点,日本成立了由企业、政府和科研单位共同参加的日本隧道支护委员会,该委员会研究成功了一种更为先进的支护方法,即日本隧道支护法(简称NTLM)。1989年9月在加拿大多伦多举行的题为“隧道工程改进和创新”学术会议上,日本专家介绍了这一新型支护方法。     

喷射混凝土支护的玻璃钢纤维加固

改进喷射混凝土支护的潜力远未挖掘殆尽。金属网加同是提高喷射混凝土承载能力最广为应用的方法之一,但采用金属网加固有许多缺点。金属网的刚度难以保证紧贴巷道周边敷设,往其上喷射混凝土时常会留下空洞,从而降低结构能力。在未紧贴的地方完全覆盖住金属网要浪费大量混凝土。更换加固材料可大幅度提高喷射混凝土支护的工作能力和扩大其使用范围。玻璃钢纤维是可以取代金属网的各种材料之一。     

冒落岩体中工程地质环境再造与巷道施工技术

围岩冒落是地下工程施工的常见现象,对工程施工安全和施工速度带来严重影响。以某海底基岩矿床开采矿山-200 m中段贯通工程发生的围岩冒落为例,介绍了冒落岩体中工程地质环境再造与巷道施工技术。根据开挖空间周围岩体原岩应力状态的变化机理,提出了巷道通过松散破碎带时的永久支护范围计算公式。工程实践表明,对冒落体表面进行喷射混凝土封闭,然后进行注浆加固,实施工程地质环境再造术,能够有效保证巷道施工安全,解决围岩冒落条件下的地下工程施工问题,巷道永久支护结束后的后注浆工艺,能够有效改善巷道围岩的受力状态。