【井巷工程課件】第六章巷道支護1此處添加副標題內容【井巷工程課件】第六章巷道支護1【井巷工程課件】第六章巷道支護1此處添加副標題內容第六章巷道支護非常好【井巷工程課件】第六章巷道支護1此處添加副標題內容【井巷工1本章提要本章主要講述井巷支護理論及技術。包括常用的支護材料，如水泥、混凝土和鋼材等；錨桿支護的基本理論及施工技術；噴射混凝土施工技術以及其他聯(lián)合支護的形式等。第六章巷道支護本章提要第六章巷道支護2目的：防止圍巖垮落或產(chǎn)生過大變形，滿足正常生產(chǎn)和安全。三種類型：第一類為各種被動支護形式，包括木棚支架、鋼筋混凝土支架、金屬型鋼支架、料石碹、混凝土及鋼筋混凝土碹等；

第二類是以錨桿支護為主，旨在改善巷道圍巖力學性能的積極支護形式，包括錨噴支護、錨網(wǎng)支護、錨噴網(wǎng)支護等；

第三類是以錨桿和注漿加固為主的積極主動加固形式，如錨注支護、預應力錨索支護技術等。目的：防止圍巖垮落或產(chǎn)生過大變形，滿足正常生產(chǎn)和安全。3本章主要參考書本章主要參考書4【井巷工程課件】第六章-巷道支護15第一節(jié)支護材料棚式支架————石材整體支護————錨噴支護梯形金屬支架料石金屬錨桿（錨索）拱形可縮金屬支架磚木錨桿木支架混凝土竹錨桿鋼筋混凝土支架鋼筋混凝土金屬網(wǎng)混凝土第一節(jié)支護材料棚式支架————石材整體支61.氣硬性膠凝材料——不宜于潮濕環(huán)境⑴石膏：硫酸鈣（CaSO4·H2O），主要用于室內裝飾、絕熱保溫、吸音防火900～1000℃

⑵石灰：生石灰；熟石灰作用：砌筑砂漿或抹灰砂漿拌制三合土（石灰、黏土、砂石或礦渣）－提高強度和耐水性，建筑物基礎、路基等2.水硬性膠凝材料：水泥

地上、地下、水中一.膠凝材料1.氣硬性膠凝材料——不宜于潮濕環(huán)境一.膠凝材料71．品種

⑴硅酸鹽水泥⑵普通硅酸鹽水泥建筑工程⑶礦渣硅酸鹽水泥⑷粉煤灰硅酸鹽水泥⑸火山灰質硅酸鹽水泥二．水泥⑴高鋁水泥——快硬、高強、耐腐蝕，國防、道路、搶修⑵膨脹水泥——防水沙漿：構件、管道接頭，防滲抹面特殊工程⑶白色水泥——原料和制作設備及過程⑷彩色水泥：氧化鐵、氧化錳、氧化鉻⑸快硬水泥；搶修工程、抗沖擊及抗震性工程⑹耐硫酸鹽水泥。1．品種二．水泥82．硅酸鹽水泥⑴生產(chǎn)⑵熟料的礦物組成名稱化學式簡寫式含量（%）硅酸三鈣3CaO·SiO2C3S36~37硅酸二鈣2CaO·SiO2C2S15~37鋁酸三鈣3CaO·Al2O3C3A7~15鐵鋁酸四鈣4CaO·Al2O3·Fe2O3C4AF10~18（CaO）

（SiO2、Al2O3）

（Fe2O3）

黑色球狀2．硅酸鹽水泥⑵熟料的礦物組成名稱化學式簡寫式含量（%9⑶礦物性能（單獨與水作用）名稱硅酸三鈣硅酸二鈣鋁酸三鈣鐵鋁酸四鈣凝結硬化速度28天放熱量強度快多高慢少早低、后高最快最多低快中低⑷水泥的細度

7~200μm（0.007~0.2mm），水泥顆粒愈細，比表面積愈大，水化愈快，其早期強度和后期強度都越高。但在空氣中硬化收縮性大，成本高

篩分法：0.08mm方孔標準篩篩余量不得超過10%

水化熱。大體積混凝土水化熱造成的內外溫差，可導致混凝土開裂；但水化熱對冬季混凝土施工則是有益的，水化熱可促進水泥水化進程。⑶礦物性能（單獨與水作用）名稱硅酸三鈣硅酸二鈣鋁酸三鈣鐵鋁10⑸水泥的凝結時間——細度、鋁酸三鈣含量、水灰比初凝：加水拌和——開始失去塑性（攪拌、運輸、澆搗和砌筑）大于45min1～3h終凝：加水拌和——失去塑性產(chǎn)生強度（盡快硬化、產(chǎn)生強度）硅酸鹽水泥小于6.5h，其他水泥12h5～8h

硬化：終凝——形成堅硬人造石4×4×16cm⑹水泥的強度——礦物成分和細度水泥和標準沙（1∶3.0）+定量水(水灰比0.5）———標準試件———————養(yǎng)護———————試驗（抗折抗壓）溫度20℃±1℃相對濕度＞90%3d,28d

強度和標號：425、525、625、725⑸水泥的凝結時間——細度、鋁酸三鈣含量、水灰比4×4×1611⑺硅酸鹽水泥的應用

①標號高—重要結構的高強混凝土、鋼筋混凝土、預應力混凝土；②凝結硬化快——噴射混凝土支護；③耐凍性好——冬季施工和遭受反復凍融工程④水化熱多、周期長——不適用于大體積混凝土；（3d－50%，3個月90%）⑤抗軟水及化學腐蝕性差——不適宜于海水、礦物水、流動的淡水及有水壓的水（或體積膨脹或生成溶于水的氫氧化鈣、鋁化鈣等）⑻存放：①按不同品種、標號及出廠日期存放

②一般存儲條件下：三個月后強度降低10~20%，六個月后強度降低15~30%，1年后強度降低25~40%堆積密度1000~1600kg/m3⑺硅酸鹽水泥的應用⑻存放：①按不同品種、標號及出廠日期存放123．水泥混合材料⑴分類：

①活性混合材料：產(chǎn)生膠凝性的水化產(chǎn)物，在空氣和水中均能硬化。如：?；郀t礦渣（煉鐵高爐的熔融礦渣經(jīng)急冷—水淬，粒徑0.5-5mm）

火山灰質混合材料（活性氧化硅、活性氧化鋁）

粉煤灰：發(fā)電廠煙氣灰渣，0.001-0.05mm，未燃炭規(guī)定在（1-2%）②非活性混合材料：粘土、石灰石、石英砂等⑵作用：提高產(chǎn)量、降低標號、降低水化熱，擴大使用范圍活性材料能改善某些性能3．水泥混合材料134．普通硅酸鹽水泥⑴組成：硅酸鹽水泥熟料+少量混合材料+適量石膏——普通水泥

活性摻量少于15%，非活性摻量少于10%

調節(jié)水泥的強度等級⑵標號：275、325、425、525、625、725⑶性能：基本性能同硅酸鹽水泥；凝結硬化速度慢、抗凍及耐磨性差凝結時間要求一樣⑷使用：標號廣，便于使用，堆積密度1000~1600kg/m3。4．普通硅酸鹽水泥145．礦渣硅酸鹽水泥：⑴組成：硅酸鹽水泥熟料+粒化高爐礦渣+適量石膏20～70%⑵標號：275、325、425、525、625五個標號⑶應用：水泥石氫氧化鈣較少，抗軟水及化學腐蝕性較強——水工和海港工程耐熱性好：冶煉車間、鍋爐房、爐窯外殼等用水量大，保水性差，干縮性大：故抗凍性、抗?jié)B性差堆積密度1000~1200kg/m35．礦渣硅酸鹽水泥：156．火山灰質硅酸鹽水泥：⑴組成：硅酸鹽水泥熟料+火山灰質混合材料+適量石膏20～50%⑵標號：275、325、425、525、625五個標號⑶應用：堆積密度900~1000kg/m3

硬化慢、濕熱敏感性高—適用于采用蒸汽養(yǎng)護的工程，不宜有早強要求的工程和低溫工程水化熱少（同標號普通水泥的70%）——大體積混凝土潮濕環(huán)境中產(chǎn)生膨脹膠化作用——抗?jié)B要求較高的工程初期析水速度快，產(chǎn)生收縮裂紋，在干燥環(huán)境中不宜采用用水量大，干縮性大：故抗凍性差6．火山灰質硅酸鹽水泥：⑶應用：堆積密度900~10167．粉煤灰硅酸鹽水泥：⑴組成：硅酸鹽水泥熟料+粉煤灰+適量石膏20～40%⑵應用：硬化較慢，早期強度較低，不宜有早強要求的工程和低溫工程水化熱少（同標號普通水泥的70%）——大體積混凝土初期析水速度快，產(chǎn)生收縮裂紋7．粉煤灰硅酸鹽水泥：17混凝土工程特點或所處環(huán)境條件優(yōu)先選用可以選用不宜使用普通混凝土1.在普通氣候環(huán)境中普通水泥礦渣水泥;火山灰質水泥;粉煤灰水泥;復合水泥2.在干燥環(huán)境中普通水泥礦渣水泥火山灰質水泥;粉煤灰水泥3.在高濕度環(huán)境中和永遠處于水下普通水泥礦渣水泥;火山灰質水泥;粉煤灰水泥;復合水泥4.厚大體積礦渣水泥;火山灰質水泥;粉煤灰水泥;復合水泥普通水泥硅酸鹽水泥;快硬硅酸鹽水泥有特殊要求的混凝土1.要求快硬硅酸鹽水泥；快硬硅酸鹽水泥普通水泥礦渣水泥;火山灰質水泥;粉煤灰水泥;復合水泥2.高強（大于C40）硅酸鹽水泥普通水泥；礦渣水泥火山灰質水泥;粉煤灰水泥3.嚴寒露天地區(qū)，寒冷地區(qū)處于水位升降范圍內普通水泥（325級以上）礦渣水泥（325級以上)火山灰質水泥;粉煤灰水泥4.嚴寒地區(qū)處于水位升降范圍內普通水泥（325級以上）礦渣水泥;火山灰質水泥;粉煤灰水泥;復合水泥5.有抗?jié)B要求普通水泥；火山灰質水泥礦渣水泥6.有耐磨性要求硅酸鹽水泥；普通水泥（325級以上）礦渣水泥（325級以上)火山灰質水泥;粉煤灰水泥混凝土工程特點或優(yōu)先選用可以選用不宜使用普通混凝土1.在普通18【井巷工程課件】第六章-巷道支護119三．混凝土

1．混凝土品種：按干表觀密度（105±5℃干燥至恒重）的大小防水混凝土、耐熱混凝土、噴射混凝土、耐酸混凝土等輕混凝土：干表觀密度小于1900kg/m3，保溫或輕質結構①輕骨料混凝土(800～1900kg/m3)，火山渣、膨脹礦渣及煤渣等制成②泡沫混凝土、加氣混凝土等(300～1200kg/m3)，泡沫和發(fā)氣劑③大孔混凝土，不加細骨料普通混凝土：1900～2500kg/m3，房屋、橋梁、道路等

重混凝土：干表觀密度大于2600kg/m3，防x射線和γ射線，如重晶石混凝土、鋼屑混凝土等三．混凝土1．混凝土品種：按干表觀密度（105±5℃202．組成材料：水泥+砂子+石子+水——混凝土

膠凝材料骨料（總體積的60～80％）⑵砂子——細骨料：0.15～5mm，海砂、河砂和山砂①有害雜質：妨礙水泥與砂的粘結，降低強度，增加用水量，增大收縮，降低抗凍及抗?jié)B性②顆粒形狀：影響流動性及黏結強度③砂的粗細及顆粒級配：節(jié)約水泥，提高強度篩分法：5、2.5、1.25、0.63、0.315、0.16標準篩，500g干砂。⑴水泥——決定著混凝土的成本和強度品種——工程特點和環(huán)境條件標號——水泥標號為混凝土強度等級的1.5~2倍2．組成材料：水泥+砂子+21⑶石子——粗骨料：大于5mm卵石和碎石質量要求：針狀（＞2.4倍）和片狀（＜0.4倍）——降低強度活性氧化硅——堿骨料反應（生成凝膠，吸水無限膨脹，水泥石漲裂）粒度要求：連續(xù)級配和間斷級配⑷水：自來水和清潔天然水最大粒徑（小于結構截面最小尺寸的1/4，鋼筋最小凈距的3/4）⑶石子——粗骨料：大于5mm卵石和碎石⑷水：自來水和清潔22常用混凝土一般要滿足以下四項要求：（1）經(jīng)拌和后形成的拌合物應具有一定的和易性；（2）混凝土應在規(guī)定齡期達到設計要求的強度；（3）混凝土應具有適應其所處環(huán)境的耐久性；

（4）經(jīng)濟合理，在保證質量前提下，降低造價3．混凝土的技術性質常用混凝土一般要滿足以下四項要求：3．混凝土的技23⑴和易性：

是指混凝土拌和物易于施工操作（拌和、運輸、澆筑和搗實）并能獲得質量均勻、成型密實的性能。指標：流動性粘聚性保水性測定：塌落度⑴和易性：指標：流動性24項次結構種類塌落度，mm1基礎或地面的墊層，無配筋的厚大結構（擋土墻、基礎或厚大的塊體）或配筋稀疏的結構10～302板、梁和大型或中型截面的柱子等30～503配筋密列的結構50～704配筋特密列的結構70～90塌落度選擇項次結構種類塌落度，mm1基礎或地面的墊25⑵強度等級立方試塊（15×15×15cm）—標準條件（水溫20±3°相對濕度＞90%）—28天抗壓強度。強度等級C7.5、C10、C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60十二個等級①水泥標號和水灰比

經(jīng)驗公式：C、W—每m3混凝土水泥及水的用量，kg；A、B—經(jīng)驗系數(shù)，碎石A=0.46，B=0.07；卵石A=0.48，B=0.33②骨料的品質和級配③施工及養(yǎng)護條件（7天）：溫度、濕度，攪拌及震搗等⑵強度等級①水泥標號和水灰比26

提高混凝土強度的方法（1）提高水泥標號；（2）降低水灰比；為改善和易性，可摻加減水劑；（3）采用級配好且干凈的砂、高強度石子；（4）加強養(yǎng)護，保證適宜的溫度、較高的濕度，或采用濕熱處理（蒸汽養(yǎng)護）來提高早期強度。（5）加強攪拌和振搗；（6）添加增強材料，如硅粉、鋼纖維等。提高混凝土強度的方法274．混凝土的改性劑混凝土拌合時或拌合前可摻入一定量的改性劑，包括減水劑、早強劑、速凝劑、防凍劑等，可顯著改善混凝土某些性能。如提高最終強度或初期強度（早強）、改善和易性、提高耐久性及節(jié)約水泥等。①

減水劑：不改變水灰比條件下，提高流動性；不改變流動性條件下，減少水灰比以提高混凝土強度。②

速凝劑：加速水泥硬化（初凝1～5min，終凝10min）。提高早期強度，但對后期強度影響較大。4．混凝土的改性劑混凝土拌合時或拌合前可摻入一定量的28【井巷工程課件】第六章-巷道支護129

混凝土配合比指混凝土組成材料間的數(shù)量比例關系。混凝土配合比表示方法有兩種:（1）以1m3混凝土中各組成材料的質量表示，如水泥336kg，砂654kg，石子1215kg，水195kg；（2）以水泥質量為1，表示出各成份的質量比，如:1:1.95:3.52:0.58(水泥:砂子:石子:水)。5.混凝土配合比概念混凝土配合比指混凝土組成材料間的數(shù)量比例關系。5.混凝土30四.砂漿：砌筑用，沒有粗骨料五.木材：架設木支架、軌枕;防腐處理六.鋼材：架設金屬支架、鋪設軌道、錨桿類型：礦用工字鋼，專門設計的寬翼緣、小高度、厚腹板的工字鋼，既適于作梁，也適于作腿。

U型鋼，可制作具有可縮性的支架，豎向、橫向抗彎能力強，橫向穩(wěn)定性好。

輕便鋼軌，專為井下1t至3t礦車運輸提供的，并在巷道支護中可用于制作輕型支架，但承載性能較差。四.砂漿：砌筑用，沒有粗骨料礦用工字鋼，專門設計的寬翼緣3124.15cm218.96kg31.52cm224.75kg36.92cm228.98kg45.56cm235.76kg24.15cm218.96kg31.52cm224.7532【井巷工程課件】第六章-巷道支護133【井巷工程課件】第六章-巷道支護134【井巷工程課件】第六章-巷道支護135【井巷工程課件】第六章-巷道支護136第二節(jié)錨桿支護

我國于1956年開始試用錨桿支護巷道；60年代初期，在巖巷中使用了錨桿與噴漿支護，60年代中期，隨著噴射機具的改進，又發(fā)展為噴射混凝土支護；70年代起，光面爆破與錨噴技術結合，形成光爆錨噴支護。現(xiàn)在，錨桿從鋼筋、鋼絲繩水泥砂漿錨桿發(fā)展到快硬水泥錨桿、樹脂錨桿、管縫錨桿、長錨索等，逐步形成一套比較完善的光爆錨噴和光爆錨網(wǎng)噴支護方式。由于錨噴支護機理、設計方法、檢測手段的不斷發(fā)展，錨噴機具及操作工藝不斷完善，錨噴支護技術逐步配套，使用范圍不斷擴大，已成為煤礦巖石巷道的主要支護形式，并已推廣應用到煤巷中。第二節(jié)錨桿支護我國于1956年開始試用錨桿支37【井巷工程課件】第六章-巷道支護138【井巷工程課件】第六章-巷道支護139一．錨桿的結構類型

一．錨桿的結構類型401.砂漿錨桿：全長錨固鋼筋砂漿錨桿、鋼絲繩砂漿錨桿

桿體材料宜用20錳硅、25錳硅或5號鋼筋，亦可采用3號鋼筋桿體鋼筋直徑一般為14～22mm，錨桿的抗拉拔力不得低于50kN1.砂漿錨桿：全長錨固桿體材料宜用20錳硅、412.木錨桿

φ38mm，L=1.2～1.8m，縫長250mm，設計錨固力10～20kN，不防腐1年，幫支護竹錨桿：最經(jīng)濟，主要用于圍巖穩(wěn)定的巷道支護以及斷面小或服務年限短的回采巷道兩幫支護。安裝在煤體中不影響爆破和采煤機割煤等。2.木錨桿φ38mm，L=1.2～1.8m，縫長250m423.管縫式錨桿：

全長錨固型管體宜用16錳、20猛硅等低合金鋼，壁厚為2～2.5mm錨桿外徑為38～42mm，開縫寬度為13～18mm托板宜采用盆形，板厚不應小于4mm，面積不小于120mm×120mm鉆孔直徑應小于管縫錨桿外徑2.0～3.0mm

因管縫式錨桿管徑大于孔徑，需用風鉆（需裝特制頂具）或其他專用機具強行將桿體擠入鉆孔，依靠管體的彈性變形恢復力而與孔壁緊緊擠壓，在桿體全長產(chǎn)生錨固力。錨固力可達50～70kN。3.管縫式錨桿：管體宜用16錳、20猛硅等低合金鋼，壁厚為2434.樹脂錨桿：中速2～5min，快速0.5～1min，一個藥包的錨固力可達50kN以上、端頭錨固，（K2350和Z2350,長度為2.00m、φ20mm螺紋鋼，每孔安裝兩個樹脂藥卷，成本在30元左右）。

桿體直徑18～24mm，錨固力不應低于5噸，托板厚度不應小于8～10mm，面積不應小于150×150mm4.樹脂錨桿：桿體直徑18～24mm，錨固力不應44【井巷工程課件】第六章-巷道支護145樹脂錨固劑是一種高強高效的粘結式錨固材料，目前已在多種領域得到廣泛應用，具有以下性能特點：

1.承載快，錨固力大。具有“雙快一高”的特性：固化時間快（速度可調）、強度增長快、強度高。能及時承受載荷，且錨固力大。

2.樹脂錨固劑適應性強，不僅應用于井巷支護、井筒安裝、水電工程預應力錨桿加固，而且在建筑物加固，高速公路修補、隧道施工、基礎生根、設備基礎及構件錨固等領域有它廣泛的應用之地。樹脂錨固劑是一種高強高效的粘結式錨固材料，目前已在多46【井巷工程課件】第六章-巷道支護1475.快硬水泥和快硬膨脹水泥錨桿

成本低，材料來源廣。快硬水泥錨桿:端頭錨固長度為400mm時，水泥卷直徑37mm，長270mm，水泥裝量421g；端頭錨固長度為300mm時，水泥卷直徑37mm，長205mm，水泥裝量320g。水泥卷使用前需浸水2～3min，在鉆孔中經(jīng)錨桿頭攪拌，12min以后錨固力開始增長，1h后錨固力可達40～60kN左右。

快硬膨脹水泥錨桿:安裝時，把水泥卷的塑料外套、紗網(wǎng)內的圓紙筒去掉，把水泥卷串入桿體放至阻擋墊圈，再將錨桿頭部和水泥卷插在水中浸3～5s后送入鉆孔中，用帶擋圈的套管將水泥卷沖壓密實，而后安裝墊板和緊固螺母。安裝1個水泥卷的錨固力達20～40kN；安裝2個水泥卷的錨固力達60～90kN。5.快硬水泥和快硬膨脹水泥錨桿成本低，材料來源廣。486.玻璃鋼錨桿

采用玻璃纖維作為增強材料，以聚脂樹脂為基材，經(jīng)專用拉擠機的牽引，通過預成型模在高溫高壓下固化成為全螺紋玻璃纖維增強塑料桿體。加上樹脂錨固劑、托盤和螺母組成玻璃鋼錨桿。玻璃鋼桿體具有可割性，很適合于綜采工作面臨時支護使用，而且具有良好的防腐性能，可以部分取代鋼錨桿。

當桿體直徑為16mm，粘結長度分別為100mm和200mm時，拉力分別為30kN和40kN，平均扭力小于10N·m，可滿足錨桿安裝的要求。這種玻璃鋼錨桿桿體可切割、輕質高強、便于安裝；成本低，與金屬錨桿相比，成本降低40%左右，可替代現(xiàn)有煤幫金屬錨桿、木錨桿、竹錨桿等煤幫支護。6.玻璃鋼錨桿采用玻璃纖維作為增強材料，以聚491.懸吊作用將軟弱直接頂、偽頂懸掛在堅硬的老頂上或穩(wěn)定的完整巖體上

缺陷：只適應于頂板

如果頂板中沒有堅硬穩(wěn)定巖層或頂板軟弱巖層較厚，圍巖破碎區(qū)范圍較大，無法將錨桿錨固到上面堅硬巖層或者未松動巖層時，懸吊理論就不適用。二．錨桿支護作用機理：1.懸吊作用二．錨桿支護作用機理：502.組合梁作用：

錨桿錨固力一方面增加各巖層間的摩擦力，防止巖石沿層面滑動，避免各巖層出現(xiàn)離層現(xiàn)象；另一方面，可增加巖層間的抗剪剛度，阻止巖層間的水平錯動，從而將巷道頂板錨固范圍內的幾個薄巖層鎖緊成一個較厚的巖層（組合梁）。

缺陷：在頂板較破碎、連續(xù)性受到破壞時，組合梁也就不存在了。組合梁理論適用于層狀頂板錨桿支護的設計，對于巷道的幫、底不適用。2.組合梁作用：缺陷：在頂板較破碎、連續(xù)性受到破壞時51預應力——錐型壓縮區(qū)——連續(xù)壓縮帶——擠壓加固拱自身穩(wěn)定，承受地壓，阻止上部圍巖的松動變形組合拱理論在一定程度上揭示了錨桿支護的作用機理，但在分析過程中沒有深入考慮圍巖－支護的相互作用，缺乏對被加固巖體本身力學行為的進一步分析探討，計算也與實際情況存在一定差距，一般不能作為準確的定量設計，但可作為錨桿加固設計和施工的重要參考。3.擠壓加固作用（組合拱理論）預應力——錐型壓縮區(qū)——連續(xù)壓縮帶——擠壓加固拱組52三．錨桿支護參數(shù)的確定⑴按懸吊理論：①長度：L=L1+L2+L3；L2—錨桿有效長度；f≥3時H=或取松動圈厚度②間排距：a=，Q為設計錨固力；k為安全系數(shù)。③桿體直徑：按桿體承載力與錨固力相等原則設計三．錨桿支護參數(shù)的確定53【井巷工程課件】第六章-巷道支護154⑵按擠壓加固拱理論：,α——錨桿在松散體中控制角，取為45°；支護能力估算：拉麥公式—單位面積的承載強度P為式中——破裂錨固體強度，按最軟圍巖驗算，取=10MPa；b——組合拱厚度；R——巷道的半徑或1/2寬度。⑵按擠壓加固拱理論：55四、錨桿支護的施工1.鉆眼與安裝：鑿巖機——錨桿鉆機MQT系列氣動錨桿鉆機【用途】：廣泛應用于頂板硬度f≤8的各種巖巷、煤巷，進行頂板錨護作業(yè)時鉆錨桿孔和安裝錨桿。

【特點】：該機體積小，重量輕，轉矩大，操作簡單，維修方便、集鉆孔、攪拌、安裝錨桿于一身。

【構造】：MQT系列氣動錨桿鉆機由三大部分組成

1.支腿；2.回轉部分；3.操縱臂。四、錨桿支護的施工MQT系列氣動錨桿鉆機56【井巷工程課件】第六章-巷道支護157【井巷工程課件】第六章-巷道支護158《驗收規(guī)范》第6.4.3條錨桿支護，應符合下列規(guī)定：一、根據(jù)設計要求并結合現(xiàn)場情況，定出錨桿的孔位；二、錨桿的孔深和孔徑應與錨桿類型、長度、直徑相匹配；三、孔內的積水及巖粉應吹洗干凈；四、錨桿的桿體使用前應平直、除銹、除油；五、錨桿尾端的托板應緊貼壁面，未接觸部位必須楔緊，錨桿體露出巖面的長度不應大于噴混凝土的厚度；六、錨桿必須做抗拔力試驗。2.質量檢查：材質、長度、直徑——地面檢查

方向、深度、數(shù)量、間排距——打眼檢查螺帽的擰緊程度、托板的楔緊程度——安裝錨固力——安裝后《驗收規(guī)范》第6.4.3條錨桿支護，應符合下列規(guī)定：59

ML-20型錨桿拉力計由一空心千斤頂和一臺SYB-1型高壓手搖油泵組成，最大拉力200kN，質量12kg。試驗時，用卡具將錨桿緊固在千斤頂活塞上，搖動油泵手柄，驅使活塞對錨桿產(chǎn)生拉力。壓力表讀數(shù)乘以活塞面積即為錨桿的錨固力。錨桿的位移量可從隨活塞一起移動的標尺上直接讀出。空心千斤頂膠管接頭高壓膠管壓力表手搖油泵標尺ML-20型錨桿拉力機ML-20型錨桿拉力計由一空心千斤頂和一臺SYB-160《煤礦安全規(guī)程》第四十四條

采用錨桿、錨噴等支護形式時，應遵守下列規(guī)定：（一）錨桿、錨噴等支護的端頭與掘進工作面的距離，錨桿的形式、規(guī)格、安裝角度，混凝土標號、噴體厚度，掛網(wǎng)所采用金屬網(wǎng)的規(guī)格以及圍巖涌水的處理等，必須在施工組織設計或作業(yè)規(guī)程中規(guī)定。

（二）采用鉆爆法掘進的巖石巷道，必須采用光面爆破。（八）錨桿必須用機械或力矩扳手擰緊，確保錨桿的托板緊貼巷壁。

（九）巖幫的涌水地點，必須處理。

（十）處理堵塞的噴射管路時，噴槍口的前方及其附近嚴禁有其他人員（七）錨桿必須按規(guī)定做拉力試驗。煤巷還必須進行頂板離層監(jiān)測，并用記錄牌板顯示。對噴體必須做厚度和強度檢查，并有檢查和試驗記錄。在井下做錨固力試驗時，必須有安全措施。（六）采用人工上料噴射機噴射混凝土、砂漿時，必須采用潮料，并使用除塵機對上料口、余氣口除塵。噴射前，必須沖洗巖幫。噴射后應有養(yǎng)護措施。作業(yè)人員必須佩戴勞動保護用品。（三）打錨桿眼前，必須首先敲幫問頂，將活矸處理掉，在確保安全的條件下，方可作業(yè)。

（四）使用錨固劑固定錨桿時，應將孔壁沖洗干凈，砂漿錨桿必須灌滿填實。

（五）軟巖使用錨桿支護時，必須全長錨固?！睹旱V安全規(guī)程》第四十四條

采用錨桿、錨噴等支護形式時，應遵61【井巷工程課件】第六章-巷道支護162第三節(jié)噴射混凝土支護張向東,張樹光,李永靖.噴射混凝土技術的發(fā)展與應用.煤.2001.10（1）：19～21王紅喜,陳友治,丁慶軍.噴射混凝土的現(xiàn)狀與發(fā)展.巖土工程技術.2004.18（1）：51～54第三節(jié)噴射混凝土支護張向東,張樹光,李永靖.63一．工藝流程一．工藝流程64二．支護作用原理①封閉圍巖，防止風化②改善圍巖的應力狀態(tài)——恢復三向應力狀態(tài)③填凹補平消除應力集中、④密切巖體、柔性支護結構作用——共同變形，圍巖應力釋放，抑制更大變形。⑤射入縫隙，增強黏結——巖塊間的連接咬合作用得以維持——組合拱⑥防護錨桿間危石掉落二．支護作用原理65三．噴射混凝土厚度與強度：

單獨支護時50~150cm之間，錨噴支護時50~120cm。強度不小于C15?！都夹g規(guī)范》：4.3.1噴射混凝土的設計強度等級不應低于C15；對于立井及重要隧洞和斜井工程，噴射混凝土的設計強度等級不應低于C20；噴射混凝土1d齡期的抗壓強度不應低于5MPa。鋼纖維噴射混凝土的設計強度等級不應低于C20，其抗拉強度不應低于2MPa，抗彎強度不應低于6MPa。

三．噴射混凝土厚度與強度：《技術規(guī)范》：4.3.66

《技術規(guī)范》條文說明：4.3.3

噴射混凝土的收縮較大，若其厚度小于50mm時，噴層中粗骨料的含量甚少，更容易引起收縮開裂。同時，噴層過薄也不足以抵抗巖塊的移動，常出現(xiàn)局部開裂或剝落。近幾年來，有關部門對噴射混凝土支護使用情況調查結果表明，噴射混凝土支護層產(chǎn)生局部開裂剝落者，其厚度多在50mm以下，也有30～40mm的。因此，本條規(guī)定噴射混凝土支護的最小厚度不應小于50mm。根據(jù)錨噴支護原理，要求噴層具有一定的柔性。因此，規(guī)定噴射混凝土厚度一般不應超過200mm，特別在軟弱圍巖中作初期支護，噴層過厚，會產(chǎn)生過大的形變壓力，易導致噴層出現(xiàn)破壞，這是不經(jīng)濟的。當噴層不能滿足支護抗力要求時，可用錨桿或配筋予以加強?！都夹g規(guī)范》條文說明：4.3.3噴射混凝土的收縮67四．施工1.噴射機具混凝土噴射機：干式——潮式——濕式配套機械：混凝土攪拌機，噴射機械手

50年代開始研制WG－25型雙罐干式噴混凝土機，于60年代定型生產(chǎn)并大量應用，成為我國錨噴支護第一代噴混凝土機械。與此同時，也出現(xiàn)了ZHP－2型轉子式噴射機、LHP－701型水平螺旋噴射機、SPD－320型風動單罐噴射機等不同類型的設備，但是除轉子式噴射機外，其他都因工作的可靠性、使用壽命和粉塵較大等問題而被淘汰。但雙罐式噴射機也因上料高和體積較大、笨重，采用鐘型閥改變風壓上料而使粉塵較大等缺點而急待改進或換型。四．施工50年代開始研制WG－25型雙罐68【井巷工程課件】第六章-巷道支護169在瑞士的一條隧道中使用噴射混凝土機械手的情況在瑞士的一條隧道中使用噴射混凝土機械手的情況70【井巷工程課件】第六章-巷道支護171

粉塵大、回彈率高是長期困擾噴射混凝土支護技術的兩大難題?！捌呶濉焙汀鞍宋濉逼陂g，我國對噴射機及噴射工藝、噴射材料、外加劑等進行了系統(tǒng)的試驗與研究。近10多年來，從單機到噴機組，從干噴機到濕噴機、潮噴機，從噴射主機到上料輔機，從粉狀速凝劑到液體速凝劑竿進行了攻關，取得了顯著的研究成果，使我國噴射混凝土支護技術和裝備發(fā)展到了一個新水平。潮噴和干噴通用CP-5中型噴射機粉塵大、回彈率高是長期困擾噴射混凝土支護技術的72【井巷工程課件】第六章-巷道支護1732.噴射材料和配合比

水泥——硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥，標號大于325細骨料——中砂或粗砂，細度模數(shù)大于2.5粗骨料——粒徑小于20mm速凝劑——初凝小于5min，終凝小于10min配合比——水灰比0.4～0.452.噴射材料和配合比74感謝您的聆聽共同學習相互提高感謝您的聆聽共同學習相互提高75【井巷工程課件】第六章巷道支護1此處添加副標題內容【井巷工程課件】第六章巷道支護1【井巷工程課件】第六章巷道支護1此處添加副標題內容第六章巷道支護非常好【井巷工程課件】第六章巷道支護1此處添加副標題內容【井巷工76本章提要本章主要講述井巷支護理論及技術。包括常用的支護材料，如水泥、混凝土和鋼材等；錨桿支護的基本理論及施工技術；噴射混凝土施工技術以及其他聯(lián)合支護的形式等。第六章巷道支護本章提要第六章巷道支護77目的：防止圍巖垮落或產(chǎn)生過大變形，滿足正常生產(chǎn)和安全。三種類型：第一類為各種被動支護形式，包括木棚支架、鋼筋混凝土支架、金屬型鋼支架、料石碹、混凝土及鋼筋混凝土碹等；

第二類是以錨桿支護為主，旨在改善巷道圍巖力學性能的積極支護形式，包括錨噴支護、錨網(wǎng)支護、錨噴網(wǎng)支護等；

第三類是以錨桿和注漿加固為主的積極主動加固形式，如錨注支護、預應力錨索支護技術等。目的：防止圍巖垮落或產(chǎn)生過大變形，滿足正常生產(chǎn)和安全。78本章主要參考書本章主要參考書79【井巷工程課件】第六章-巷道支護180第一節(jié)支護材料棚式支架————石材整體支護————錨噴支護梯形金屬支架料石金屬錨桿（錨索）拱形可縮金屬支架磚木錨桿木支架混凝土竹錨桿鋼筋混凝土支架鋼筋混凝土金屬網(wǎng)混凝土第一節(jié)支護材料棚式支架————石材整體支811.氣硬性膠凝材料——不宜于潮濕環(huán)境⑴石膏：硫酸鈣（CaSO4·H2O），主要用于室內裝飾、絕熱保溫、吸音防火900～1000℃

⑵石灰：生石灰；熟石灰作用：砌筑砂漿或抹灰砂漿拌制三合土（石灰、黏土、砂石或礦渣）－提高強度和耐水性，建筑物基礎、路基等2.水硬性膠凝材料：水泥

地上、地下、水中一.膠凝材料1.氣硬性膠凝材料——不宜于潮濕環(huán)境一.膠凝材料821．品種

⑴硅酸鹽水泥⑵普通硅酸鹽水泥建筑工程⑶礦渣硅酸鹽水泥⑷粉煤灰硅酸鹽水泥⑸火山灰質硅酸鹽水泥二．水泥⑴高鋁水泥——快硬、高強、耐腐蝕，國防、道路、搶修⑵膨脹水泥——防水沙漿：構件、管道接頭，防滲抹面特殊工程⑶白色水泥——原料和制作設備及過程⑷彩色水泥：氧化鐵、氧化錳、氧化鉻⑸快硬水泥；搶修工程、抗沖擊及抗震性工程⑹耐硫酸鹽水泥。1．品種二．水泥832．硅酸鹽水泥⑴生產(chǎn)⑵熟料的礦物組成名稱化學式簡寫式含量（%）硅酸三鈣3CaO·SiO2C3S36~37硅酸二鈣2CaO·SiO2C2S15~37鋁酸三鈣3CaO·Al2O3C3A7~15鐵鋁酸四鈣4CaO·Al2O3·Fe2O3C4AF10~18（CaO）

（SiO2、Al2O3）

（Fe2O3）

黑色球狀2．硅酸鹽水泥⑵熟料的礦物組成名稱化學式簡寫式含量（%84⑶礦物性能（單獨與水作用）名稱硅酸三鈣硅酸二鈣鋁酸三鈣鐵鋁酸四鈣凝結硬化速度28天放熱量強度快多高慢少早低、后高最快最多低快中低⑷水泥的細度

7~200μm（0.007~0.2mm），水泥顆粒愈細，比表面積愈大，水化愈快，其早期強度和后期強度都越高。但在空氣中硬化收縮性大，成本高

篩分法：0.08mm方孔標準篩篩余量不得超過10%

水化熱。大體積混凝土水化熱造成的內外溫差，可導致混凝土開裂；但水化熱對冬季混凝土施工則是有益的，水化熱可促進水泥水化進程。⑶礦物性能（單獨與水作用）名稱硅酸三鈣硅酸二鈣鋁酸三鈣鐵鋁85⑸水泥的凝結時間——細度、鋁酸三鈣含量、水灰比初凝：加水拌和——開始失去塑性（攪拌、運輸、澆搗和砌筑）大于45min1～3h終凝：加水拌和——失去塑性產(chǎn)生強度（盡快硬化、產(chǎn)生強度）硅酸鹽水泥小于6.5h，其他水泥12h5～8h

硬化：終凝——形成堅硬人造石4×4×16cm⑹水泥的強度——礦物成分和細度水泥和標準沙（1∶3.0）+定量水(水灰比0.5）———標準試件———————養(yǎng)護———————試驗（抗折抗壓）溫度20℃±1℃相對濕度＞90%3d,28d

強度和標號：425、525、625、725⑸水泥的凝結時間——細度、鋁酸三鈣含量、水灰比4×4×1686⑺硅酸鹽水泥的應用

①標號高—重要結構的高強混凝土、鋼筋混凝土、預應力混凝土；②凝結硬化快——噴射混凝土支護；③耐凍性好——冬季施工和遭受反復凍融工程④水化熱多、周期長——不適用于大體積混凝土；（3d－50%，3個月90%）⑤抗軟水及化學腐蝕性差——不適宜于海水、礦物水、流動的淡水及有水壓的水（或體積膨脹或生成溶于水的氫氧化鈣、鋁化鈣等）⑻存放：①按不同品種、標號及出廠日期存放

②一般存儲條件下：三個月后強度降低10~20%，六個月后強度降低15~30%，1年后強度降低25~40%堆積密度1000~1600kg/m3⑺硅酸鹽水泥的應用⑻存放：①按不同品種、標號及出廠日期存放873．水泥混合材料⑴分類：

①活性混合材料：產(chǎn)生膠凝性的水化產(chǎn)物，在空氣和水中均能硬化。如：粒化高爐礦渣（煉鐵高爐的熔融礦渣經(jīng)急冷—水淬，粒徑0.5-5mm）

火山灰質混合材料（活性氧化硅、活性氧化鋁）

粉煤灰：發(fā)電廠煙氣灰渣，0.001-0.05mm，未燃炭規(guī)定在（1-2%）②非活性混合材料：粘土、石灰石、石英砂等⑵作用：提高產(chǎn)量、降低標號、降低水化熱，擴大使用范圍活性材料能改善某些性能3．水泥混合材料884．普通硅酸鹽水泥⑴組成：硅酸鹽水泥熟料+少量混合材料+適量石膏——普通水泥

活性摻量少于15%，非活性摻量少于10%

調節(jié)水泥的強度等級⑵標號：275、325、425、525、625、725⑶性能：基本性能同硅酸鹽水泥；凝結硬化速度慢、抗凍及耐磨性差凝結時間要求一樣⑷使用：標號廣，便于使用，堆積密度1000~1600kg/m3。4．普通硅酸鹽水泥895．礦渣硅酸鹽水泥：⑴組成：硅酸鹽水泥熟料+?；郀t礦渣+適量石膏20～70%⑵標號：275、325、425、525、625五個標號⑶應用：水泥石氫氧化鈣較少，抗軟水及化學腐蝕性較強——水工和海港工程耐熱性好：冶煉車間、鍋爐房、爐窯外殼等用水量大，保水性差，干縮性大：故抗凍性、抗?jié)B性差堆積密度1000~1200kg/m35．礦渣硅酸鹽水泥：906．火山灰質硅酸鹽水泥：⑴組成：硅酸鹽水泥熟料+火山灰質混合材料+適量石膏20～50%⑵標號：275、325、425、525、625五個標號⑶應用：堆積密度900~1000kg/m3

硬化慢、濕熱敏感性高—適用于采用蒸汽養(yǎng)護的工程，不宜有早強要求的工程和低溫工程水化熱少（同標號普通水泥的70%）——大體積混凝土潮濕環(huán)境中產(chǎn)生膨脹膠化作用——抗?jié)B要求較高的工程初期析水速度快，產(chǎn)生收縮裂紋，在干燥環(huán)境中不宜采用用水量大，干縮性大：故抗凍性差6．火山灰質硅酸鹽水泥：⑶應用：堆積密度900~10917．粉煤灰硅酸鹽水泥：⑴組成：硅酸鹽水泥熟料+粉煤灰+適量石膏20～40%⑵應用：硬化較慢，早期強度較低，不宜有早強要求的工程和低溫工程水化熱少（同標號普通水泥的70%）——大體積混凝土初期析水速度快，產(chǎn)生收縮裂紋7．粉煤灰硅酸鹽水泥：92混凝土工程特點或所處環(huán)境條件優(yōu)先選用可以選用不宜使用普通混凝土1.在普通氣候環(huán)境中普通水泥礦渣水泥;火山灰質水泥;粉煤灰水泥;復合水泥2.在干燥環(huán)境中普通水泥礦渣水泥火山灰質水泥;粉煤灰水泥3.在高濕度環(huán)境中和永遠處于水下普通水泥礦渣水泥;火山灰質水泥;粉煤灰水泥;復合水泥4.厚大體積礦渣水泥;火山灰質水泥;粉煤灰水泥;復合水泥普通水泥硅酸鹽水泥;快硬硅酸鹽水泥有特殊要求的混凝土1.要求快硬硅酸鹽水泥；快硬硅酸鹽水泥普通水泥礦渣水泥;火山灰質水泥;粉煤灰水泥;復合水泥2.高強（大于C40）硅酸鹽水泥普通水泥；礦渣水泥火山灰質水泥;粉煤灰水泥3.嚴寒露天地區(qū)，寒冷地區(qū)處于水位升降范圍內普通水泥（325級以上）礦渣水泥（325級以上)火山灰質水泥;粉煤灰水泥4.嚴寒地區(qū)處于水位升降范圍內普通水泥（325級以上）礦渣水泥;火山灰質水泥;粉煤灰水泥;復合水泥5.有抗?jié)B要求普通水泥；火山灰質水泥礦渣水泥6.有耐磨性要求硅酸鹽水泥；普通水泥（325級以上）礦渣水泥（325級以上)火山灰質水泥;粉煤灰水泥混凝土工程特點或優(yōu)先選用可以選用不宜使用普通混凝土1.在普通93【井巷工程課件】第六章-巷道支護194三．混凝土

1．混凝土品種：按干表觀密度（105±5℃干燥至恒重）的大小防水混凝土、耐熱混凝土、噴射混凝土、耐酸混凝土等輕混凝土：干表觀密度小于1900kg/m3，保溫或輕質結構①輕骨料混凝土(800～1900kg/m3)，火山渣、膨脹礦渣及煤渣等制成②泡沫混凝土、加氣混凝土等(300～1200kg/m3)，泡沫和發(fā)氣劑③大孔混凝土，不加細骨料普通混凝土：1900～2500kg/m3，房屋、橋梁、道路等

重混凝土：干表觀密度大于2600kg/m3，防x射線和γ射線，如重晶石混凝土、鋼屑混凝土等三．混凝土1．混凝土品種：按干表觀密度（105±5℃952．組成材料：水泥+砂子+石子+水——混凝土

膠凝材料骨料（總體積的60～80％）⑵砂子——細骨料：0.15～5mm，海砂、河砂和山砂①有害雜質：妨礙水泥與砂的粘結，降低強度，增加用水量，增大收縮，降低抗凍及抗?jié)B性②顆粒形狀：影響流動性及黏結強度③砂的粗細及顆粒級配：節(jié)約水泥，提高強度篩分法：5、2.5、1.25、0.63、0.315、0.16標準篩，500g干砂。⑴水泥——決定著混凝土的成本和強度品種——工程特點和環(huán)境條件標號——水泥標號為混凝土強度等級的1.5~2倍2．組成材料：水泥+砂子+96⑶石子——粗骨料：大于5mm卵石和碎石質量要求：針狀（＞2.4倍）和片狀（＜0.4倍）——降低強度活性氧化硅——堿骨料反應（生成凝膠，吸水無限膨脹，水泥石漲裂）粒度要求：連續(xù)級配和間斷級配⑷水：自來水和清潔天然水最大粒徑（小于結構截面最小尺寸的1/4，鋼筋最小凈距的3/4）⑶石子——粗骨料：大于5mm卵石和碎石⑷水：自來水和清潔97常用混凝土一般要滿足以下四項要求：（1）經(jīng)拌和后形成的拌合物應具有一定的和易性；（2）混凝土應在規(guī)定齡期達到設計要求的強度；（3）混凝土應具有適應其所處環(huán)境的耐久性；

（4）經(jīng)濟合理，在保證質量前提下，降低造價3．混凝土的技術性質常用混凝土一般要滿足以下四項要求：3．混凝土的技98⑴和易性：

是指混凝土拌和物易于施工操作（拌和、運輸、澆筑和搗實）并能獲得質量均勻、成型密實的性能。指標：流動性粘聚性保水性測定：塌落度⑴和易性：指標：流動性99項次結構種類塌落度，mm1基礎或地面的墊層，無配筋的厚大結構（擋土墻、基礎或厚大的塊體）或配筋稀疏的結構10～302板、梁和大型或中型截面的柱子等30～503配筋密列的結構50～704配筋特密列的結構70～90塌落度選擇項次結構種類塌落度，mm1基礎或地面的墊100⑵強度等級立方試塊（15×15×15cm）—標準條件（水溫20±3°相對濕度＞90%）—28天抗壓強度。強度等級C7.5、C10、C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60十二個等級①水泥標號和水灰比

經(jīng)驗公式：C、W—每m3混凝土水泥及水的用量，kg；A、B—經(jīng)驗系數(shù)，碎石A=0.46，B=0.07；卵石A=0.48，B=0.33②骨料的品質和級配③施工及養(yǎng)護條件（7天）：溫度、濕度，攪拌及震搗等⑵強度等級①水泥標號和水灰比101

提高混凝土強度的方法（1）提高水泥標號；（2）降低水灰比；為改善和易性，可摻加減水劑；（3）采用級配好且干凈的砂、高強度石子；（4）加強養(yǎng)護，保證適宜的溫度、較高的濕度，或采用濕熱處理（蒸汽養(yǎng)護）來提高早期強度。（5）加強攪拌和振搗；（6）添加增強材料，如硅粉、鋼纖維等。提高混凝土強度的方法1024．混凝土的改性劑混凝土拌合時或拌合前可摻入一定量的改性劑，包括減水劑、早強劑、速凝劑、防凍劑等，可顯著改善混凝土某些性能。如提高最終強度或初期強度（早強）、改善和易性、提高耐久性及節(jié)約水泥等。①

減水劑：不改變水灰比條件下，提高流動性；不改變流動性條件下，減少水灰比以提高混凝土強度。②

速凝劑：加速水泥硬化（初凝1～5min，終凝10min）。提高早期強度，但對后期強度影響較大。4．混凝土的改性劑混凝土拌合時或拌合前可摻入一定量的103【井巷工程課件】第六章-巷道支護1104

混凝土配合比指混凝土組成材料間的數(shù)量比例關系。混凝土配合比表示方法有兩種:（1）以1m3混凝土中各組成材料的質量表示，如水泥336kg，砂654kg，石子1215kg，水195kg；（2）以水泥質量為1，表示出各成份的質量比，如:1:1.95:3.52:0.58(水泥:砂子:石子:水)。5.混凝土配合比概念混凝土配合比指混凝土組成材料間的數(shù)量比例關系。5.混凝土105四.砂漿：砌筑用，沒有粗骨料五.木材：架設木支架、軌枕;防腐處理六.鋼材：架設金屬支架、鋪設軌道、錨桿類型：礦用工字鋼，專門設計的寬翼緣、小高度、厚腹板的工字鋼，既適于作梁，也適于作腿。

U型鋼，可制作具有可縮性的支架，豎向、橫向抗彎能力強，橫向穩(wěn)定性好。

輕便鋼軌，專為井下1t至3t礦車運輸提供的，并在巷道支護中可用于制作輕型支架，但承載性能較差。四.砂漿：砌筑用，沒有粗骨料礦用工字鋼，專門設計的寬翼緣10624.15cm218.96kg31.52cm224.75kg36.92cm228.98kg45.56cm235.76kg24.15cm218.96kg31.52cm224.75107【井巷工程課件】第六章-巷道支護1108【井巷工程課件】第六章-巷道支護1109【井巷工程課件】第六章-巷道支護1110【井巷工程課件】第六章-巷道支護1111第二節(jié)錨桿支護

我國于1956年開始試用錨桿支護巷道；60年代初期，在巖巷中使用了錨桿與噴漿支護，60年代中期，隨著噴射機具的改進，又發(fā)展為噴射混凝土支護；70年代起，光面爆破與錨噴技術結合，形成光爆錨噴支護?，F(xiàn)在，錨桿從鋼筋、鋼絲繩水泥砂漿錨桿發(fā)展到快硬水泥錨桿、樹脂錨桿、管縫錨桿、長錨索等，逐步形成一套比較完善的光爆錨噴和光爆錨網(wǎng)噴支護方式。由于錨噴支護機理、設計方法、檢測手段的不斷發(fā)展，錨噴機具及操作工藝不斷完善，錨噴支護技術逐步配套，使用范圍不斷擴大，已成為煤礦巖石巷道的主要支護形式，并已推廣應用到煤巷中。第二節(jié)錨桿支護我國于1956年開始試用錨桿支112【井巷工程課件】第六章-巷道支護1113【井巷工程課件】第六章-巷道支護1114一．錨桿的結構類型

一．錨桿的結構類型1151.砂漿錨桿：全長錨固鋼筋砂漿錨桿、鋼絲繩砂漿錨桿

桿體材料宜用20錳硅、25錳硅或5號鋼筋，亦可采用3號鋼筋桿體鋼筋直徑一般為14～22mm，錨桿的抗拉拔力不得低于50kN1.砂漿錨桿：全長錨固桿體材料宜用20錳硅、1162.木錨桿

φ38mm，L=1.2～1.8m，縫長250mm，設計錨固力10～20kN，不防腐1年，幫支護竹錨桿：最經(jīng)濟，主要用于圍巖穩(wěn)定的巷道支護以及斷面小或服務年限短的回采巷道兩幫支護。安裝在煤體中不影響爆破和采煤機割煤等。2.木錨桿φ38mm，L=1.2～1.8m，縫長250m1173.管縫式錨桿：

全長錨固型管體宜用16錳、20猛硅等低合金鋼，壁厚為2～2.5mm錨桿外徑為38～42mm，開縫寬度為13～18mm托板宜采用盆形，板厚不應小于4mm，面積不小于120mm×120mm鉆孔直徑應小于管縫錨桿外徑2.0～3.0mm

因管縫式錨桿管徑大于孔徑，需用風鉆（需裝特制頂具）或其他專用機具強行將桿體擠入鉆孔，依靠管體的彈性變形恢復力而與孔壁緊緊擠壓，在桿體全長產(chǎn)生錨固力。錨固力可達50～70kN。3.管縫式錨桿：管體宜用16錳、20猛硅等低合金鋼，壁厚為21184.樹脂錨桿：中速2～5min，快速0.5～1min，一個藥包的錨固力可達50kN以上、端頭錨固，（K2350和Z2350,長度為2.00m、φ20mm螺紋鋼，每孔安裝兩個樹脂藥卷，成本在30元左右）。

桿體直徑18～24mm，錨固力不應低于5噸，托板厚度不應小于8～10mm，面積不應小于150×150mm4.樹脂錨桿：桿體直徑18～24mm，錨固力不應119【井巷工程課件】第六章-巷道支護1120樹脂錨固劑是一種高強高效的粘結式錨固材料，目前已在多種領域得到廣泛應用，具有以下性能特點：

1.承載快，錨固力大。具有“雙快一高”的特性：固化時間快（速度可調）、強度增長快、強度高。能及時承受載荷，且錨固力大。

2.樹脂錨固劑適應性強，不僅應用于井巷支護、井筒安裝、水電工程預應力錨桿加固，而且在建筑物加固，高速公路修補、隧道施工、基礎生根、設備基礎及構件錨固等領域有它廣泛的應用之地。樹脂錨固劑是一種高強高效的粘結式錨固材料，目前已在多121【井巷工程課件】第六章-巷道支護11225.快硬水泥和快硬膨脹水泥錨桿

成本低，材料來源廣?？煊菜噱^桿:端頭錨固長度為400mm時，水泥卷直徑37mm，長270mm，水泥裝量421g；端頭錨固長度為300mm時，水泥卷直徑37mm，長205mm，水泥裝量320g。水泥卷使用前需浸水2～3min，在鉆孔中經(jīng)錨桿頭攪拌，12min以后錨固力開始增長，1h后錨固力可達40～60kN左右。

快硬膨脹水泥錨桿:安裝時，把水泥卷的塑料外套、紗網(wǎng)內的圓紙筒去掉，把水泥卷串入桿體放至阻擋墊圈，再將錨桿頭部和水泥卷插在水中浸3～5s后送入鉆孔中，用帶擋圈的套管將水泥卷沖壓密實，而后安裝墊板和緊固螺母。安裝1個水泥卷的錨固力達20～40kN；安裝2個水泥卷的錨固力達60～90kN。5.快硬水泥和快硬膨脹水泥錨桿成本低，材料來源廣。1236.玻璃鋼錨桿

采用玻璃纖維作為增強材料，以聚脂樹脂為基材，經(jīng)專用拉擠機的牽引，通過預成型模在高溫高壓下固化成為全螺紋玻璃纖維增強塑料桿體。加上樹脂錨固劑、托盤和螺母組成玻璃鋼錨桿。玻璃鋼桿體具有可割性，很適合于綜采工作面臨時支護使用，而且具有良好的防腐性能，可以部分取代鋼錨桿。

當桿體直徑為16mm，粘結長度分別為100mm和200mm時，拉力分別為30kN和40kN，平均扭力小于10N·m，可滿足錨桿安裝的要求。這種玻璃鋼錨桿桿體可切割、輕質高強、便于安裝；成本低，與金屬錨桿相比，成本降低40%左右，可替代現(xiàn)有煤幫金屬錨桿、木錨桿、竹錨桿等煤幫支護。6.玻璃鋼錨桿采用玻璃纖維作為增強材料，以聚1241.懸吊作用將軟弱直接頂、偽頂懸掛在堅硬的老頂上或穩(wěn)定的完整巖體上

缺陷：只適應于頂板

如果頂板中沒有堅硬穩(wěn)定巖層或頂板軟弱巖層較厚，圍巖破碎區(qū)范圍較大，無法將錨桿錨固到上面堅硬巖層或者未松動巖層時，懸吊理論就不適用。二．錨桿支護作用機理：1.懸吊作用二．錨桿支護作用機理：1252.組合梁作用：

錨桿錨固力一方面增加各巖層間的摩擦力，防止巖石沿層面滑動，避免各巖層出現(xiàn)離層現(xiàn)象；另一方面，可增加巖層間的抗剪剛度，阻止巖層間的水平錯動，從而將巷道頂板錨固范圍內的幾個薄巖層鎖緊成一個較厚的巖層（組合梁）。

缺陷：在頂板較破碎、連續(xù)性受到破壞時，組合梁也就不存在了。組合梁理論適用于層狀頂板錨桿支護的設計，對于巷道的幫、底不適用。2.組合梁作用：缺陷：在頂板較破碎、連續(xù)性受到破壞時126預應力——錐型壓縮區(qū)——連續(xù)壓縮帶——擠壓加固拱自身穩(wěn)定，承受地壓，阻止上部圍巖的松動變形組合拱理論在一定程度上揭示了錨桿支護的作用機理，但在分析過程中沒有深入考慮圍巖－支護的相互作用，缺乏對被加固巖體本身力學行為的進一步分析探討，計算也與實際情況存在一定差距，一般不能作為準確的定量設計，但可作為錨桿加固設計和施工的重要參考。3.擠壓加固作用（組合拱理論）預應力——錐型壓縮區(qū)——連續(xù)壓縮帶——擠壓加固拱組127三．錨桿支護參數(shù)的確定⑴按懸吊理論：①長度：L=L1+L2+L3；L2—錨桿有效長度；f≥3時H=或取松動圈厚度②間排距：a=，Q為設計錨固力；k為安全系數(shù)。③桿體直徑：按桿體承載力與錨固力相等原則設計三．錨桿支護參數(shù)的確定128【井巷工程課件】第六章-巷道支護1129⑵按擠壓加固拱理論：,α——錨桿在松散體中控制角，取為45°；支護能力估算：拉麥公式—單位面積的承載強度P為式中——破裂錨固體強度，按最軟圍巖驗算，取=10MPa；b——組合拱厚度；R——巷道的半徑或1/2寬度。⑵按擠壓加固拱理論：130四、錨桿支護的施工1.鉆眼與安裝：鑿巖機——錨桿鉆機MQT系列氣動錨桿鉆機【用途】：廣泛應用于頂板硬度f≤8的各種巖巷、煤巷，進行頂板錨護作業(yè)時鉆錨桿孔和安裝錨桿。

【特點】：該機體積小，重量輕，轉矩大，操作簡單，維修方便、集鉆孔、攪拌、安裝錨桿于一身。

【構造】：MQT系列氣動錨桿鉆機由三大部分組成

1.支腿；2.回轉部分；3.操縱臂。四、錨桿支護的施工MQT系列氣動錨桿鉆機131【井巷工程課件】第六章-巷道支護1132【井巷工程課件】第六章-巷道支護1133《驗收規(guī)范》第6.4.3條錨桿支護，應符合下列規(guī)定：一、根據(jù)設計要求并結合現(xiàn)場情況，定出錨桿的孔位