弱胶结巷道新型聚合物喷层材料及其喷射支护技术研究

普通喷射混凝土支护技术存在喷射物料回弹率高、施工粉尘质量浓度大、喷层强度不均一等缺点,难以满足弱胶结软岩矿井高效生产要求。本文通过理论力学分析影响软岩巷道喷层支护性能的关键因素——黏结性、强度和延展性,并以普通喷射混凝土材料为基础,通过室内材料配比试验优化聚合物胶粉、抗裂短纤维、有机乳液等组分的掺量,确定新型聚合物喷层材料配比和力学性能;结合煤矿巷道等狭小地下空间喷射施工要求,对喷射系统(螺杆泵的动力源、喷射枪结构和搅拌进料系统)进行改造,构建满足煤矿巷道安全高效生产要求的新型聚合物喷层支护施工工艺。通过红庆梁煤矿井下100 m巷道支护对比试验发现:试验巷道施工半年后,在传统混凝土喷层支护下,含水段巷道表面完整性差,部分区域出现裂纹和渗水现象;而在新型聚合物喷层支护下,巷道表面完整较好,无裂纹和渗水现象,锚杆锚索受力也更小,说明新型聚合物喷层更有利于保障巷道围岩和支护结构的稳定性,更适合应用于西部弱胶结软岩巷道支护。     

新型混凝土喷层在软岩巷道中的适用性研究

聚丙烯纤维混凝土柔性喷层是软岩巷道支护中的一种新型混凝土喷层。通过对聚丙烯纤维混凝土的抗压、抗拉、抗剪和弯曲性能试验研究及数值模拟计算,分析了这种新型混凝土喷层在软岩巷道中的适用性。顾桥煤矿软岩巷道工业性试验表明：聚丙烯纤维喷射混凝土施工工艺简单;回弹率低;喷层成形较好,可增加一次喷射厚度,减少复喷量,有利于提高施工效率。这种新型混凝土喷层具有较高的耐久性,较好的抗渗性、防水效果及抗裂性,并且经济上是划算的,完全可满足软岩巷道支护要求,具有推广应用价值。     

新型混凝土配比设计及其在锚喷巷道中的应用

根据锚喷结构原理和纤维增强机理,研究地下新型锚喷混凝土配合比,通过正交试验,对影响新型喷射混凝土的因子和不同纤维掺量进行试验分析,得到了优化后的新型喷射混凝土配合比。应用有限元软件和工业试验对所得配比下的新型混凝土喷层进行了数值模拟计算和现场应用,表明:与普通混凝土相比,新型混凝土具有更好的抗变形能力,让压效果明显。新型喷射混凝土为锚喷巷道支护技术的发展开辟了新的途径。     

软岩巷道新型柔性喷层材料配比及力学性能试验研究

普通混凝土喷层具有强度低、延展性能差等缺点,难以与锚杆支护相耦合共同维持软岩巷道围岩的稳定,文章以普通喷层材料为基础进行了材料配比试验,分别优化了新型柔性喷层材料的灰砂比、聚合物胶粉掺量、聚丙烯纤维掺量、有机乳液掺量,其配比为:灰砂比为1/2,5044n胶粉掺量为1. 5%,PP纤维掺量为0. 15%,PS乳液为20%,降低了巷道喷层的厚度,减少巷道施工及支护成本,通过地面喷射试验可知,新型柔性喷层材料具有回弹率低,硬化速度快,抗裂性能好等优点,能够满足软岩巷道大变形支护要求。     

采准巷道湿喷混凝土支护施工工艺研究

介绍了冬瓜山铜矿采准巷道湿式混凝土喷射试验所采用的施工机具、人员配备以及优化形成的湿喷工艺技术参数,简要分析了采准巷道支护推广应用的湿喷技术质量、安全和经济效益。试验研究成果可为我国地下矿山采准巷道的支护施工提供借鉴。     

缓凝柔性喷射混凝土试验研究

软岩巷道支护新材料－－新型缓凝柔性喷射混凝土的外加剂是新研制的超长缓凝复合外加剂，它具有使混凝土凝结时间延长且后期强度也较高的特点。经试验，缓凝聚性喷射混凝土的喷层性较普通喷层有较大程度的改善。     

用尼龙纤维喷射混凝土支护采矿巷道

散筋喷射混凝土是支护采矿巷道、修筑隧道衬砌和其它地下构筑物的最有发展前途的材料之一。同传统的喷射混凝土相比较,其优点已为大量试验数据及其在工业中的应用所证实。散筋喷射混凝土的物理力学性能和工艺参数最能充分地满足采矿巷道支护所面临的现代化要求,因此,采用这种轻型支护具有特殊的现实意义。全苏矿井建设组织及机械化科学研究所克里沃罗格分所研究出散筋喷射混凝土的新     

粘结力对喷射混凝土支护的影响

<正> 在地下工程建设中,喷射混凝土支护的应用日益广泛。由于对它的作用机理没有深入了解,因此,喷射混凝土支护的设计在很大程度上还带有经验性。喷射混凝土作为巷道的一种支护手段,是与围岩一起共同承载外来压力的。探讨围岩与喷射混凝土共同作用原因,对于进一步揭示喷射混凝土支护的机理是有帮助的。 (一)粘结力是围岩参与喷射混凝土共同作用的基础地下巷道当采用喷射混凝土支护时,由于喷层与围岩之间接触面粘结力     

深部岩巷化学纤维混凝土湿喷技术

针对车集煤矿深部岩巷锚网喷支护段巷道由于受深部较高地应力作用,巷道表面喷层开裂脱落严重的现象,分析了混凝土喷层破坏的特征和机理,提出了采用化学纤维混凝土湿喷技术改善喷浆质量,并对化学纤维混凝土的原料配比、湿喷技术的设备选型和工艺流程进行确定。现场试验表明该工艺混凝土喷射质量较高且改变了浆皮开裂脱落严重的被动局面,取得了较好的效果。     

深部井巷用干喷速凝砂浆力学性能研究及应用

为分析深部井巷用CM45干喷速凝砂浆效果,在试验室内,将该干喷速凝砂浆试块和C20喷射混凝土试块的力学性能作了对比试验。结果表明,干喷速凝砂浆具有初凝速度快、早期强度高等优点,完全符合深部井巷抢险防水加固施工要求。为进一步验证该干喷速凝砂浆井下使用效果,在井下巷道支护试验段进行了取心强度试验和现场巷道受力测试。结果表明,其强度符合要求,喷层受力变形稳定。该干喷速凝砂浆在深部井巷抢险防水加固中,应用前景广阔。     

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     

破碎矿岩巷道分区支护设计与力学分析

"湿喷混凝土+树脂锚杆"支护技术以其良好的应用效果,在井巷工程中得到了广泛应用。针对某矿山矿石围岩破碎、支护难度大的问题,应用喷射混凝土作用机理、喷射混凝土强度与围岩稳定性的力学关系等原理,结合矿山的工程地质现状,对巷道支护方案进行了设计。对于喷层厚度的计算分别应用了冲切破坏理论、黏结破坏理论、剪切破坏理论以及锚杆间荷载原理,最终得出在巷道顶板的混凝土喷层厚度不应小于54mm,巷道两帮的混凝土喷层厚度不应小于15mm。应用组合梁理论对树脂锚杆参数进行分析,结果表明锚杆长度要大于2.56m,间距小于1.53m。根据计算结果进行了巷道支护的现场应用,取得了较好的效果。     

极软岩巷道网壳支护技术研究

根据极软岩工程特征,设计了新型的三格栅三拱组合成的双层双曲空间网壳支架,在喷射混凝土后形成网壳配筋衬砌结构,使喷层整体既具有一定的可缩性,又能承受强大变形地压,在软岩巷道中进行的工业性试验,取得了很好的支护效果,具有推广应用价值。     

高韧性纤维混凝土在深部软岩巷道支护中的应用

为满足煤矿软岩巷道支护结构高强高韧的要求,改善素混凝土的脆性高韧性差问题,提出了将高韧性合成(粗)纤维与钢纤维混杂掺加到水泥基材料中形成复合水泥基材料,通过喷射工艺使这种复合材料在软岩巷道围岩表面形成一定厚度的喷层与锚杆、锚索等组成联合支护体,完成对软岩巷道支护的方法。通过实验室对选择的混杂合成(粗)纤维混凝土进行力学性能试验,混杂改性合成(粗)纤维增强增韧效果明显。同时对掺入的比例进行了优选。用FLAC有限差分程序计算的设计软件对初选的支护参数进行支护效果模拟验算和对支护参数进行了优化选择,经过3 a试验巷道的观测,素混凝土对比段已经出现开裂和脱落修护过一次,纤维混凝土试验段巷道依然完好,取得了很好的支护效果。     

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。     

喷锚支护在寸草塔二矿的应用

针对寸草塔二矿22112工作面巷道,根据锚杆悬吊理论和喷射混凝土理论,确定巷道支护方案为D18 mm×2 000 mm圆钢锚杆+70 mm厚喷射混凝土支护。锚杆排距1.1 m,考虑1.3倍的安全系数顶板每排5根锚杆;喷射混凝土组成的质量配比为水泥∶细沙∶石子=1∶2∶2,喷层厚度70 mm,分两次进行喷护,初次喷层厚度为15 mm,第二次喷护使喷层达到最终厚度。现场应用表明,上述喷锚支护方案具有较好的支护效果。     

锚喷巷道喷射混凝土破坏原因及对策

结合赵各庄矿锚喷巷道喷射混凝土破坏的实际情况，对有关影响因素进行了分析，提出了防止巷道混凝土喷层破坏的措施。     

极软岩巷道网壳支护技术研究

根据极软岩工程特征，设计了新型的三格栅三拱组合成的双层双曲空间网壳支架，在喷射混凝土后形成网壳配筋衬砌结构，使喷层整体既具有一定的可缩性，又能承受强大变形地压，在软岩巷道中进行的工业性试验，取得了很好的支护效果，具有推广应用价值。     

喷射混凝土支护冲切计算法的分析

<正> 在喷射混凝土支护的计算方法中,除类比法外,危岩冲切法也是最常用的一种简易计算方法。危岩冲切法认为:巷道采用喷射混凝土支护后,顶板危岩的下坠会受到喷层的阻止,当喷层的抗冲切强度大于危岩的重量,则喷层稳定,喷射混凝土支护可靠,否则需增加喷层的厚度。设:危岩的自重为G,危岩的底边周长为u,喷射混凝土支护厚度为D,喷射混凝土抗切强度为R_r,根据危岩冲切法可以得     

基于增强减弹的湿喷纤维混凝土应用研究

为了解决高地应力淋水巷道喷射混凝土易开裂、回弹率高的问题,开展了掺加纤维、速凝剂的湿喷混凝土性能试验。结果表明:15 mm纤维改善了混凝土抗变形能力;速凝剂和互补纤维掺入导致回弹率高的缺陷,水泥掺量的增加利于增加混凝土的黏结强度、降低回弹。通过优化试验,有效改善了高地应力淋水巷道喷浆层开裂、回弹率高的问题。