錨噴支護是一種積極預防的支護方法,它是通過錨入巖石內(nèi)的錨桿,來改變圍巖本身的力學狀態(tài),在巷道周圍形成一個整體而穩(wěn)定的巖石帶,從而達到維護巷道安全的目的。它的主要優(yōu)點是:適用范圍廣,適應性強,有利于一次成巷施工和加快施工進度,施工工藝簡單,有利于機械化施工,可以減輕架棚、砌碹的笨重體力勞動,減少材料的運輸量。其缺點是不能預防圍巖風化,不能防止錨桿與錨桿之間裂隙巖石的剝落。因此,錨桿支護通常須與金屬網(wǎng)、噴漿機或噴射混凝土組合互補支護效果最穩(wěn)固。
噴射混凝土(或砂漿)是一種強度高、黏結(jié)力強、抗?jié)B性好的支護方式。其工作是利用壓縮空氣或其它動力,將按一定配比拌制的混凝土混合物沿管路輸送到噴頭處,并以高速垂直噴射于巖層受噴面。噴射的混凝土(或砂漿)層同巖層緊密地結(jié)合在一起并充填巷道圍巖裂隙和凹穴,能有效地防止圍巖風化并阻止圍巖的離層和松動脫落,因而噴層和巖層共同作用來維護巷道的穩(wěn)定。由于噴射過程中,拌和料作高速運動,在高壓下重復碰撞沖擊,激發(fā)了水泥的活性,得到了激烈的搗固;同時,水灰比較低,使得噴射混凝土(或砂漿)具有致密的組織結(jié)構(gòu)和良好的物理學性能。噴射混凝土是一種柔性支護結(jié)構(gòu),具有封閉圍巖防止風化,有效補強并防止圍巖松動,支承危石活石等作用。
錨桿支護與轉(zhuǎn)子式V型混凝土噴射機支護和普通混凝土襯砌支護的比較優(yōu)勢:
1、由于錨桿支護能提高井巷圍巖的自身穩(wěn)定性和承載能力,并與巖層構(gòu)成共同承載的整體,支護厚度可減少=薄至少一半,井巷掘進斷面尺寸亦可相應減少10~20%。
2、施工工藝大為簡化,支護材料可用軌輪式砼攪拌運輸車長距離輸送。
3、可以節(jié)約模板所用的鋼材,混凝土也可節(jié)約45%左右,成本相比節(jié)約53.8%.
4、和襯砌方式相比,施工速度可提高3~4倍,工時減少約75%~85%。
5、不需要臨時支護,緊跟工作面施工,有效防止圍巖位移和由此引起的礦山壓力。
轉(zhuǎn)子式混凝土噴射機支護原理:
1、封閉圍巖防止風化作用,當在巖面上噴射混凝土(或砂漿)之后,噴層與圍巖密貼成一體,形成致密、堅實的保護層,完全隔絕了圍巖與空氣、水的接觸,有效防止了因風化潮解而引起的圍巖破壞剝落。
2、加固和補強巖體作用,噴射混凝土不但能及時封閉圍巖,而且能有效地充填圍巖表面的裂隙和凹穴,將圍巖粘結(jié)在一起,形成輪廓周邊的連續(xù)支護,阻止圍巖位移、松動,增補了圍巖強度,特別是井巷表面圍巖的強度,這樣能利用圍巖本身的強度支護本身。
3、柔性支護結(jié)構(gòu)作用,一方面由于噴射混凝土的粘結(jié)強度大,能和圍巖緊密粘結(jié)在一起共同作用,同時噴層較薄,具有一定的柔性,因此可以和圍巖共同變形產(chǎn)生一定量的徑向位移,在圍巖中形成一定范圍的非彈性變形區(qū),使圍巖的自支承能力得以充分發(fā)揮,從而噴層本身的受力狀態(tài)得到改善,另一方面混凝土噴層在與圍巖共同變形中受到壓縮,對圍巖產(chǎn)生愈來愈大的支護反力,能夠抑制圍巖產(chǎn)生過大變形,防止圍巖發(fā)生松動破碎。
4、組合拱作用,被節(jié)理裂隙切割形成的塊狀結(jié)構(gòu)圍巖中,巖塊間靠相互鑲嵌、連鎖、咬合作用而保持穩(wěn)定。若圍巖表面的某塊危石(活石)發(fā)生滑移墜落,則將引起鄰近巖塊的連鎖反應,相續(xù)喪失穩(wěn)定而墜落,從而造成大范圍的冒頂或片幫。在開掘炮落巷道后當場及時噴射一到兩次混凝土,使噴層與巖層的黏結(jié)力和抗剪強度足以抵抗圍巖的局部破壞,防止個別危石的滑移或墜落,那么巖塊間的連鎖咬合作用就能得以保持,這樣不僅能保持圍巖自身的穩(wěn)定,還與噴層構(gòu)成共同承載的整體結(jié)構(gòu)---組合拱。
以上噴射混凝土的作用原理,彼此之間不是孤立的,而是相互互補的。
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