锚喷支护管理办法2016.6 (1)
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湖北鸡笼山黄金矿业有限公司
锚喷支护技术管理办法(试用)
1.0 总则鸡笼山公司井下巷道砼支护施工逐步减少,锚杆支护应用越来越普遍。巷道锚杆
支护方式方法多种多样,如锚杆支护、锚网支护、锚网喷浆支护、钢架锚网及喷浆支护等,统称为锚杆喷射混凝土支护(简称锚喷支护)。锚喷支护工艺五花八门,管理不一,存在过度
支护导致浪费,支护不到位存在隐患,支护不规范造成更大安全隐患等等,支护成本偏高,
效果不一,需进一步统一工艺参数和工艺规范。为使锚喷支护工程的设计和施工,符合技术
可行经济合理安全可靠施工规范、质量确保的要求特制定本办法。
1.1 适用范围平巷(含各类硐室、斜井、措施巷、副穿等统称为巷道),采场锚杆支护对
应参照。巷道锚喷支护按服务要求分为永久支护和临时支护。
1.2影响巷道稳定性因素有巷道揭露岩石类型、地质构造、工程岩体、地下水、凿岩爆破等。鸡笼山公司影响巷道稳定性的普遍因素和主要因素是井下地质构造和工程岩体特性。
1.2.1地质构造:鸡笼山公司井下背斜向斜的褶皱构造,节理、断层、及节理断层组合等断裂构造,急缓复杂交差的地层产状等是影响巷道稳定性的主要因素。主要表现为软弱结合面、节理发育地层、岩体结构面的产状与巷道轴线的组合关系、巷道穿过背斜或向斜褶曲区等
1.2.2 岩体结构岩体结构面与结构体是构成岩体的两个基本要素,鸡笼山岩体由原生结构面、构造结构面、次生结构面等重复叠加的作用切割出结构体,有柱状、板状、楔形状、菱形状、锥形状,破碎部位的结构体有片状、碎块状、碎屑状及胶质或泥质充填物。鸡笼山岩体结构大致分为整体状结构、块状结构、层状结构、碎裂状结构和散体状结构,结合面产状、结合面连续性、结构面密度、结构面胶结等特征是影响鸡笼山岩体稳定性的主要因素。
1.2.3 围岩分级及其与工程岩体关系统分别见附表1、附表2
1.2.4巷道破坏的模式:散体的拱形塌落、成层岩体的弯曲、节理岩体的块状滑塌、软弱岩体的大量变形、坚硬岩体的脆性破坏等。
2.0锚喷支护的机理和应用
2.1锚杆支护的机理
2.1.1 悬吊效应:用锚杆把“危岩”
悬吊有深部稳定的岩层中,这就是锚
杆的悬吊作用原理,悬吊作用适用于
块状或层状围岩。锚杆悬吊的锚固力
应大于危岩的重量,且缝管式锚杆安
全系数取2.0,缝管式锚杆每米长度
的锚固力仅为40KN,按一般锚杆的锚
头长度(推入深部稳定岩层的有效长
度)为0.3-0.5m,则其悬吊锚固力仅
为12-20 KN.如图2-1、图2-2
2.1.2 组合梁效应:对于层状围岩,锚杆的组合梁作用很明显。组合锚杆的锚固力与层状围岩相结合,形成组合梁,起到稳定加固层状围岩的作用。如图2-3
2.1.3挤压加固拱效应:对碎裂或松软岩石采用系统锚杆(组合锚杆以一定的布置方式形成锚杆群,系统的安装在松软的岩石中,锚杆群简称为系统锚杆)形成具有力学特征的承载拱作用,承载拱除能维持自身稳定外,还具有足够的承载能力。如图2-4
2.1.4 系统锚杆与局部锚杆:锚杆支护按加固范围分系统锚杆和局部锚杆。
(1)系统锚杆是为解决围岩整体稳定,在岩巷周边上按一定间距径向布置的锚杆群。锚杆长度要穿越围岩的松弛区,并在稳定的岩体中有1M以上的锚固长度,采用等距离的梅花形、
矩形、菱形布置;系统锚杆的方向宜与岩体的主结构面成较大的角度,对水平成层岩体应尽量与层面垂直布置,对倾斜成层岩体,锚杆宜与层面成斜交布置,当主结构面不明显时,可与岩巷周边轮廓垂直布置。
(2)局部锚杆是为防止岩块滑动或塌落。要根据结构面的位置、产状及其组合情况,确定塌滑体范围和滑动力大小,计算锚杆的数量和长度,要点是锚杆都应伸入到稳定的岩体中。岩巷拱腰以上部位的锚杆方向应有利用锚杆受拉,拱腰以下及侧墙的锚杆,拉力方向宜与岩块滑动方向相反,以提高岩块的抗滑力。
2.2 锚网支护机理
2.2.1依据围岩结构特征,采用锚杆与钢筋网的有效组合,对巷道(或采空区)稳定发挥重大作用。如层状或块状结构围岩,采用锚杆与条网组合;如碎裂状、散状结合围岩,采用格网(市场采购)、网片(制作)、喷浆有效组合。
2.2.2 围岩是指对岩体进行岩巷开挖时,引起周围岩体内应力变化的岩体,它一般为岩巷横断面中最大尺寸的3-5倍。坚硬的均质地层或较厚的地层中的岩巷,可不支护或少支护;软弱结合面、发育的结构面、断层等或施工过程中形成的危岩(吊包)等,宜从岩巷整体围岩内应力变化情况选择有效的锚网组合或锚喷支护方式,即充分利用拱形原理、组合梁原理、悬吊原理解决围岩内应力的变化。
2.3 锚喷支护机理锚杆与其穿过的围岩形成一个加固带,锚杆支护在两锚杆之间的围岩表面附近产生拉应力,当岩体的抗拉强度较低时,可能产生局部破坏和岩石脱落,甚至导致深层岩体的变形和破坏,削弱了岩石拱的承载能力和稳定性;喷射混凝工与锚杆配合使用,混凝土层保护并增强岩石拱的承载能力,可以形成统一的承载结构,充分发挥围岩的自稳能力,提高围岩的稳定性。锚网支护、喷浆支护相结合,成为巷道稳定更有效的支护方式。
2.4 超前支护机理软弱破碎型岩体中掘进,岩巷来压迅猛,持续快速变形,主要破坏形式为顶板冒落、两帮片落、挤压流动性底鼓等,围岩自稳时间为12-24h,宜采用超前支护后再掘进。超前支护也称预支护或辅助支护,采用锚杆(或小钢管)、管棚(或钢架)等沿岩巷外轮廓以小角度插入前方围岩中,对围岩预先加固支护(分为拱部超前支护和侧墙超前支护)。超前支护参数:锚杆长度3~
3.5M、间距200MM、仰角5-10◦、搭接长度1M,与锚网支护、钢架支护、喷浆支护联合使用。但成本高。
3.0锚喷支护的材料
3.1缝管式锚杆
3.1.1缝管式锚杆的管体一般为16锰(16Mn)钢或20锰硅钢(20 MnSi)、壁厚为2.0-2.5mm 钢管,锚杆外径为40-42mm(钻孔孔径比管径小2mm),长度1.5m、1.8m、2.0m、2.2m,纵向管缝的宽度一般为13-18mm,杆体极限拉力不小于120kN。供应商需提供质量检测合格报告。
3.1.2碟形托板:采用Q235钢板,厚度不小于4mm,尺寸不小于120mm*120mm。供应商需提供质量检测合格报告。
3.1.3挡环:挡环与管壁焊接处的抗剪力不小于80kN。供应商需提供挡环焊接抗剪力检测报告。
3.1.4缝管式锚杆质量检测管理
(1)公司必须做或委托有资质单位做抗拔力试验。每批次进行试验,试验数量,每300根锚杆必须抽样一组,每组锚杆不得少于3根(拱顶、拱肩、边墙等各一根)。
(2)锚杆抗拔力不符合要求但公司决定断续使用时,供应部门应明确通知生产技术部和使