錨網(wǎng)索支護(hù)設(shè)計(jì)施工工藝

1錨網(wǎng)索噴支護(hù)在大型機(jī)電硐室的爭論與應(yīng)用前言錨網(wǎng)索噴支護(hù)是近幾年以來大力推廣的一種型支護(hù)方式，它具有施工速度快，機(jī)械化程度高，支護(hù)效果好，本錢低等特點(diǎn)。由于機(jī)電硐室跨度大、構(gòu)造簡單、施工難度大，岱莊礦針對本礦地質(zhì)構(gòu)造條件及煤層頂?shù)装鍘r性，結(jié)合圍巖松動圈與頂板離層值的測定結(jié)果，合理確定了大型機(jī)電硐室的支護(hù)參數(shù)，形成了大型機(jī)電硐室以錨網(wǎng)索噴為主的支護(hù)方式。簡化了施工環(huán)節(jié)，提高了施工速度，節(jié)約了投資。xx礦硐室布置與圍巖狀況xx礦軌道大巷(上下山)一般沿煤層頂?shù)装鍘r層布置。首采煤層為3 煤層，揭上露的實(shí)際煤厚2.8~3.2m，煤層頂板裂隙發(fā)育，節(jié)理多，為復(fù)合頂板。頂板以粉砂巖為主，次為泥巖、中砂巖和細(xì)砂巖，厚0.25~30.59m,4.07m，局部見泥巖0.20~0.53m33.1~64.5Mpa，中砂巖60～114.9Mpa79.6Mpa44.8～55.5Mpa50.2Mpa。底板抗壓強(qiáng)度，44.8～55.5Mpa。由上可見，頂板圍巖的抗壓強(qiáng)度比較低，屬于不穩(wěn)定巖層。圍巖松動圈確定xx礦大型機(jī)電硐室初期承受砌碹支護(hù)，由于勞動強(qiáng)度高，投資大，施工速度慢，制約了生產(chǎn)進(jìn)展，后改為錨網(wǎng)支護(hù)，但錨網(wǎng)支護(hù)難以保證硐室不失穩(wěn)。為此3上值進(jìn)展了測定，重對岱莊礦支護(hù)參數(shù)進(jìn)展優(yōu)化設(shè)計(jì)。圍巖松動圈測試圍巖松動圈是地應(yīng)力、巖石強(qiáng)度及硐室斷面外形等各種因素綜合作用的結(jié)果，其厚度是反映圍巖穩(wěn)定的綜合指標(biāo)，硐室的開挖，轉(zhuǎn)變了圍巖的應(yīng)力狀態(tài)，使原巖應(yīng)力重釋放，原巖應(yīng)力的釋放，硐室圍巖將產(chǎn)生彈性和塑性變形，產(chǎn)生彈性和塑性變形的過程，就是圍巖松動圈形成的過程，圍巖松動圈的大小確實(shí)定對支護(hù)參數(shù)的選取具有重要意義。99年8月期間用BA—Ⅱ型松動圈測試儀在首采長壁面頂幫布置了測點(diǎn)進(jìn)展觀測，松動圈綜合測試結(jié)果如下：測孔號〔m〕松動巖層波速〔×103m/S〕測孔號松動圈〔m〕松動巖層波速〔×103m/S〕Jdl—10.91.5184~1.5487Jdl—40.81.3793~1.4155Jdl—21.01.4973~1.5625Jdl—50.71.4285~1.4537Jdl—20.71.5151~1.5267Jdl—60.91.4613~1.4989,,波速較低,均小于2.0×103m/s，松動圈0.7~1.0m,,,常規(guī)支護(hù)方式難以保證硐室的穩(wěn)定。收斂變形測試測試天1—2測線1測試天1—2測線1—3測線2—3測線數(shù)〔d〕收斂速度收斂值收斂速度收斂值收斂速度〔mm〕〔mm/d〕〔mm〕〔mm/d〕〔mm〕〔mm/d5102.5113.05407.518.4.0152.07452.5201.015010522.3320015014550.7520023220550220.33331.6726651.66250.5033032731.33250350.3336791.50270.50411.041800.20270430.4048880.14270450.2855900.14300.42470.2863930.37320.25490.2571960.37390.87510.25821000.36410.18510由以上圖表可以看出：硐室初期變形大，后期變形小，所以硐室掘出后硐室類別測量范圍指標(biāo)最大值最小值平均值統(tǒng)計(jì)個(gè)數(shù)〔mm〕53316.840～2.0膨脹率〔mm/m〕26.51.58.44〔mm〕37111.753槽2.0～4.5膨脹率〔mm/m〕14.80.44.73〔mm〕90733.440～4.5膨脹率〔mm/m〕201.557.424〔mm〕46111.1470～2.0膨脹率〔mm/m〕230.55.577〔mm〕1002.437槽2.0～4.5膨脹率〔mm/m〕400.977〔mm〕46213.5770～4.5膨脹率〔mm/m〕10.20.43.027初期支護(hù)格外重要，一方面能有效地掌握硐室初期變形，同時(shí)對后期穩(wěn)定也產(chǎn)生重要影響。頂板離層測試同期在軌道及皮帶順槽內(nèi)每隔50m安設(shè)一個(gè)頂板離層儀，每一測孔設(shè)兩個(gè)基點(diǎn)，深部基點(diǎn)深度約為4～5m布置在頂板砂巖中，淺部基點(diǎn)深度為2～2.5m為錨桿端部。依據(jù)頂板離層量。由上看出：淺層頂板離層較深層嚴(yán)峻，淺層頂板的承載力低，而深部砂巖頂板變形和離層相對較小是錨索支護(hù)的根底。工程測試結(jié)論：岱莊3

煤層圍巖松動范圍大0.～1.0，整體性較差，淺上3

煤層頂上底板圍巖穩(wěn)定性較差、易離層，單一的支護(hù)方式難以有效地掌握硐室穩(wěn)定。由于直接頂厚度變化不一，必需依據(jù)現(xiàn)場實(shí)際揭露的硐室頂?shù)装鍘r性，合理地確定支護(hù)方式及參數(shù)。錨網(wǎng)索噴支護(hù)參數(shù)設(shè)計(jì)優(yōu)化設(shè)計(jì)的理論依據(jù)3

煤層頂?shù)装鍘r性變化不一，硐室頂板上表現(xiàn)為復(fù)合頂板。強(qiáng)度低，易產(chǎn)生離層。硐室掘出后，原巖應(yīng)力重分布，此過程也是一個(gè)能量釋放的過程，塑性區(qū)彈塑性應(yīng)力。與位移所釋放的應(yīng)變能假設(shè)不能進(jìn)展有效的抑制——支護(hù)，這局部能量大局部表現(xiàn)為顆粒之間的位移，造成巖體聯(lián)系的減弱，即產(chǎn)生離層，圍巖的彈性與塑性位移變形就是圍巖松動圈形成的過程。硐室產(chǎn)生離層是導(dǎo)致硐室垮落、支護(hù)失穩(wěn)的一個(gè)重要緣由。錨網(wǎng)支護(hù)雖為主動支護(hù)，由于不能有效掌握硐室的圍巖松動圈。表現(xiàn)圍硐室掘出初期支護(hù)效果比較好，但隨著硐室因離層導(dǎo)致松動圈及壓力增大時(shí)，支護(hù)簡潔失穩(wěn)。砌碹支護(hù)為被動支護(hù)：由于砼本身的收縮與施工工藝簡潔造成了砼與圍巖之間存在間隙，也不能很好抑制圍巖松動圈擴(kuò)展，況且施工工藝簡單，難以穿插作業(yè)，造成施工周期長。依據(jù)懸吊理論及松動離層范圍，合理地確定了硐室支護(hù)方式及參數(shù)。對于硐室穩(wěn)定具有重要意義。優(yōu)化設(shè)計(jì)方案頂板支護(hù)參數(shù)設(shè)計(jì)：以順槽巷道為例承受懸吊理論進(jìn)展設(shè)計(jì)錨桿長度L=L+L+L1 2 3L 0.15m1L 錨桿有效長度，2L 0.95m3當(dāng)圍巖存在松動裂開帶時(shí)，L2

的長度必需大于或等于松動裂開帶高度，L的長度可利用拋物形壓力理論估量冒落帶高度2f≤2L=[L/2+Hctg(45/2)]/f=1.22式中：f 2L 3.7H 2.7φ 75故L=2.20m2.3m。錨桿桿體直徑式中：

依據(jù)桿體承載力與錨固力等強(qiáng)度原則確定，則d=35.53√Q/σ=35.53√80/380=16.3mm1d 錨桿桿體直徑，mmQ 80KNσ 380Mpa116.3mm,18mm。預(yù)應(yīng)力錨索3m以上為此錨索4.5m1500mm，以深入硬巖1m4000mm,500mm。為了保證錨索支護(hù)系統(tǒng)的完整性，防止危石冒落和片幫，在支護(hù)中應(yīng)使用錨桿、托梁、托盤和護(hù)網(wǎng)等。在合理確定順槽支護(hù)參數(shù)后，依據(jù)圍巖松動圈與離層值的大小承受組合拱理論對大型機(jī)電硐室的支護(hù)也進(jìn)展了優(yōu)化設(shè)計(jì)，并在實(shí)際中大力推廣應(yīng)用。實(shí)例大型機(jī)電硐室：承受錨網(wǎng)索噴聯(lián)合支護(hù),以水處理系統(tǒng)為例礦井水處理系統(tǒng)水處理系統(tǒng)地質(zhì)狀況xx礦水處理系統(tǒng)頂板圍巖以粉砂巖為主，次為泥巖、中砂巖和細(xì)砂巖。其中粉砂巖、泥巖占絕大比重，遇水易膨脹。圍巖的抗壓強(qiáng)度比較低，屬于不穩(wěn)定巖層。水處理系統(tǒng)工程概況xx礦井水處理系統(tǒng)為邯鄲設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)主要由五個(gè)硐室和池體組成，硐室荒寬5.4米，高3.3米。長126米。硐室內(nèi)依次布置沉沙池、混合池、反響沉淀池、淤泥調(diào)整池、濃縮池。其中沉沙池18.0*5.4米、深3.5，混合池11.2*5.4米、深2.0米，反響沉淀池26.25*5.4米、深8.0米，淤泥調(diào)整池規(guī)格為7.0*5.4米，深10米。水處理系統(tǒng)硐室和池體跨度大、池體深，構(gòu)造簡單，圍巖應(yīng)力顯現(xiàn)明顯。在掘進(jìn)過程中全部承受錨網(wǎng)索噴支護(hù)方式，有效掌握圍巖變形，安全完成硐室掘砌施工。水處理系統(tǒng)支護(hù)參數(shù)ф18×2300mm無縱筋全螺紋鋼樹脂錨桿，孔深2.1m，錨固長度1m，雙托盤、雙螺帽，錨固長度1m，間排距800mm?！?0mm，孔ф18mm。網(wǎng)：承受ф6.5盤鋼條拉伸焊制，網(wǎng)格150×150mm，施工時(shí)用梯子筋壓在錨桿上,拱部雙層鋼筋網(wǎng)，間距150mm，直墻段單層網(wǎng)二次復(fù)噴時(shí)使用，二次噴漿前全斷面掛網(wǎng)。搭接長度100mm。技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較2023西翼絞車房，煤倉頂硐室。共節(jié)約投資50萬元，今年以來又先后承受錨網(wǎng)索噴支70萬元，100％，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。首先，由于確定了合理的支護(hù)形式，能夠使掘進(jìn)速度和支護(hù)速度很好地結(jié)合起來，能有效地掌握頂幫離層和松動時(shí)間，削減了掘支循環(huán)的轉(zhuǎn)換時(shí)間，大大加快了施工速度。其次，與砌碹硐室相比節(jié)約了材料，降低了本錢，取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益。最終，由于該種支護(hù)工藝使用機(jī)械簡潔，操作人員少，極大減輕了勞動強(qiáng)度，提高了勞動效率。完畢語錨網(wǎng)索噴支護(hù)是一種型