錨桿噴射混凝土支護(hù)混合料混合攪拌時(shí)間規(guī)定

錨桿噴射混凝土支護(hù)混合料混合攪拌時(shí)間規(guī)定一、采用容量小于400公升的強(qiáng)制式攪拌機(jī)時(shí)，攪拌時(shí)間不得少于1分鐘；二、采用自落式攪拌機(jī)時(shí)，攪拌時(shí)間不得少于2分鐘；三、采用人工攪拌時(shí)，攪拌次數(shù)不得少于三次；四、混合料摻有外加劑時(shí)，攪拌時(shí)間應(yīng)適當(dāng)延長(zhǎng)。摘

要：針對(duì)東榮三礦煤礦地質(zhì)條件復(fù)雜，煤巖層賦存變化大，各種類型的褶曲、斷層構(gòu)造多，在工作面回采巷道支護(hù)中沿用棚子支護(hù)，影響了勞動(dòng)生產(chǎn)率的提高和安全狀況。通過對(duì)復(fù)合頂板巷道錨桿支護(hù)技術(shù)方案的分析、設(shè)計(jì)和施工，確定回采巷道錨桿支護(hù)的合理參數(shù)，保證了安全生產(chǎn)，有利于工作面的快速推進(jìn)。關(guān)鍵詞：復(fù)合頂板；頂板離層；錨桿支護(hù)；移近量工程地質(zhì)概況；所謂復(fù)合頂板，其本質(zhì)就是離層型頂板，即上覆于煤層厚度在0.5～2.0m，與上部巖層膠結(jié)性差的一層直接頂。一般經(jīng)采動(dòng)影響，復(fù)合頂板因巖石強(qiáng)度低分層薄，其撓度比上部巖層大而向下彎曲，且上、下巖層膠結(jié)性差，附著力低，因而容易離層，在巷道發(fā)生局部冒頂?shù)氖鹿手?，?fù)合型的破碎頂板占相當(dāng)大的比例[1～2]。由于東榮三礦以前采用棚子支護(hù)，嚴(yán)重制約了勞動(dòng)生產(chǎn)率和職工的安全。結(jié)合該礦的具體地質(zhì)條件和生產(chǎn)條件，在理論和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的研究基礎(chǔ)上，推廣巷道錨桿支護(hù)技術(shù)，對(duì)減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，保證安全生產(chǎn)，具有重要的實(shí)際意義。

1錨桿支護(hù)巷道機(jī)理

復(fù)合層狀頂板條件，在層狀巖層中開拓的巷道與均質(zhì)的巖層中明顯不同，巖層的層面有三種主要性質(zhì)對(duì)開采是很重要的[3]。第一，垂直于巖層層面的抗拉強(qiáng)度低，個(gè)別出現(xiàn)明顯裂隙的地方甚至為零。第二，是層面的抗剪強(qiáng)度比完整的巖層低。第三，是這類煤層中開掘巷道多不破頂，這三個(gè)特性決定了層狀巖層對(duì)下煤層中開掘巷道產(chǎn)生的特殊力反應(yīng)。對(duì)于層狀煤層體中開掘巷道，其支護(hù)原則是：第一充發(fā)揮圍巖的自承能力，即完整性，尤其是頂板；第二，是采取措施提高圍巖的強(qiáng)度。而滿足這兩個(gè)要求的理想支護(hù)就是錨桿支護(hù)，這時(shí)通過錨桿提供的錨固力和預(yù)緊力，各層巖層被組合形成組合梁，一起發(fā)生彎曲變形。層狀巖層在產(chǎn)生彎曲變形后，很容易產(chǎn)生順層滑動(dòng)，這時(shí)借助于錨桿提供的抗剪力、抗拉力以及由于錨桿作用，而使層面摩擦力增加，使巖層間的滑動(dòng)得以控制。

2回采巷道錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)

2.1圍巖破壞范圍的確定

2.1.1兩幫破壞范圍

由于順槽沿頂掘進(jìn)，頂板賦存為傾斜，即巷道斷面可視為直壁梯形，如圖1所示。

此時(shí)兩幫的破壞范圍為C下、C上，又當(dāng)巷道頂板傾角為0°時(shí)，即矩形巷道，此時(shí)巷道兩幫的破壞范圍C為：

（1）

式中：Kc—為采動(dòng)應(yīng)力集中系數(shù)（未受采動(dòng)時(shí)取Kc=1，受采動(dòng)時(shí)取Kc=2.0～2.5）；

?酌—為巖層平均容重，KN/m3；

H—為埋深，m；

Bc—為巷道擠壓系數(shù)，一般取2.0～3.0；

σm—為煤體的單向抗壓強(qiáng)度，MPa；

h—為矩形巷道高度，m；

?準(zhǔn)—為煤體內(nèi)摩擦角，度。

將h=h1=1.8m，?準(zhǔn)=40°，σm=15Mpa，H=500m，Kc=1.0，Bc=2.5，?酌=25KN/m3代入到式（１）中有：C=0.9m

經(jīng)推導(dǎo)下幫C下、上幫C上的估計(jì)式為：式中，α為傾角。將a=2.0m，C=1.0m，α=19°，?準(zhǔn)=40°代入式（2）、（3）得：

C下=0.60m，C上=1.20m。

2.1.2頂板破壞高度

如圖1所示，頂板的破壞高度△h可由下式確定：

式中，f為直接頂?shù)钠帐舷禂?shù)。

將f=2，a=2m，C下=0.60m，C上=1.20m，代入（4）式，得：△h=1.0m

2.2錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)

2.2.1錨桿長(zhǎng)度

根據(jù)上述計(jì)算，上幫的最大破壞范圍1.20m，下幫的最大破壞范圍0.60m，頂板最大破壞高度1.0m，因此，選取錨桿長(zhǎng)度參數(shù)為：頂板：考慮到錨固段必須能夠深入到未破壞范圍以外300mm以上，建議錨桿總長(zhǎng)度1.6m，眼深1.5m。上幫：考慮到錨固段必須能夠深入到未破壞范圍以外200mm以上，建議錨桿總長(zhǎng)度1.7m。下幫：為了施工方便和錨桿錨固段能夠深入到未破壞范圍以外200mm以上，建議與頂板錨桿長(zhǎng)度相同，即取錨桿長(zhǎng)度1.6m。

2.2.2錨桿間排距

a.頂板

按照頂板錨桿能夠承擔(dān)巷道斷面內(nèi)破壞區(qū)的全部作用力，考慮取破壞區(qū)以最大破壞高度所圍成的矩形面積來計(jì)算（偏于安全），則沿巷道走向每米所需的錨固力為：

（5）

式中?酌z為直接頂?shù)钠骄葜?，?酌z=25kN/m3；K為安全系數(shù)(K=1.5～2.0)，取K=2.0，代入（5）式，有：PT=2×2×25×1.17×1=117KN

若按頂板錨桿錨固力RT=60kN，則沿巷道斷面方向錨桿數(shù)n為：

=1.83根≈2根（6）

故取頂板錨桿間距1.0m，排距1.0m。

b.幫錨桿

為了便于管理和施工，取幫錨桿的間排距與頂板錨桿的間排距相同，即間距1.0m，排距1.0m。

2.3錨固材料及錨桿布置

錨桿桿體為Ф20mm螺紋鋼，鉆孔采用Ф27mm鉆頭進(jìn)行鉆孔；樹脂藥卷直徑為Ф23mm，其中頂板采用1個(gè)長(zhǎng)度為500mm的藥卷，錨固力達(dá)到70KN以上；兩幫每根錨桿用1個(gè)長(zhǎng)度為350mm的藥卷，錨固力應(yīng)達(dá)到50KN以上。頂板采用150mm×150mm的碟形托盤，用Ф20mm的平光螺母固定；兩幫考慮到爆破成巷將造成幫的參差不齊，碟形托盤與圍巖接觸效果差，不利于錨固力的有效保障，建議在幫上增加300mm×200mm×40mm的含筋水泥墊板（如圖3所示），在此之上，與碟形托盤和Ф20mm平光墊螺母固定。

2.4巷道錨桿布置

如圖3、圖4所示，頂板錨桿成排布置，兩幫錨桿呈三花狀布置，以便使幫錨桿護(hù)幫均勻。

3結(jié)論采用巷道錨桿支護(hù)技術(shù)可有效的控制巷道圍巖變形，錨桿不僅能夠有效阻止頂板離層的擴(kuò)展，增加頂板巖層的彈性模量、強(qiáng)度、內(nèi)聚力和內(nèi)摩擦角等，而且能夠增加頂板韌性和抗疲勞強(qiáng)度，改善頂板巖層的物理力學(xué)性質(zhì)。減少輔助