軟巖巷道(dao)支護一直是影響(xiang)我國煤炭(tan)工業生產建(jian)設(she)進一步發(fa)展的(de)關鍵技術(shu)問(wen)題之一。深礦井地壓強(qiang)度高,在采動影響(xiang)及沖擊地壓條件下,地層控制尤為困(kun)難,因而支撐系(xi)統越來越強(qiang)化,如(ru)29U型(xing)(xing)鋼(gang)支架(jia)需減小(xiao)架(jia)距,增強(qiang)聯系(xi)桿,甚至要(yao)使用(yong)U36型(xing)(xing)鋼(gang);錨(mao)(mao)網噴支護要(yao)用(yong)型(xing)(xing)鋼(gang)拱架(jia)加固(gu),或(huo)者與錨(mao)(mao)索、圍巖注漿等進行聯合支護;這(zhe)樣雖(sui)能達到一定的(de)支護效果,但支護費(fei)用(yong)很高。因此(ci),中煤集團(tuan)設(she)計制造(zao)出一種(zhong)新型(xing)(xing)平板(ban)(ban)型(xing)(xing)網殼構(gou)(gou)件,這(zhe)種(zhong)平板(ban)(ban)型(xing)(xing)網殼構(gou)(gou)件的(de)主(zhu)要(yao)支護特征概括為:“邊掘邊支,邊支邊讓,先柔后剛(gang),剛(gang)度足夠,工序(xu)簡單,價格低廉”。
軟巖巷道支護一直是影響(xiang)我國煤炭工業生(sheng)產建設進(jin)一步發展的關鍵技術(shu)問題之一。深礦井地壓強度高,在采(cai)動影響(xiang)及沖擊地壓條件下,地層控制(zhi)尤為(wei)困難,因而(er)支撐(cheng)系統越來(lai)越強化(hua),如29U型(xing)鋼支架需減小(xiao)架距,增強聯系桿,甚至要使用(yong)U36型(xing)鋼;錨網(wang)(wang)(wang)噴支(zhi)(zhi)護要用型(xing)鋼拱架加固,或(huo)者與(yu)錨索、圍巖注漿等進(jin)行(xing)聯合支(zhi)(zhi)護;這樣雖能(neng)達到一定的支(zhi)(zhi)護效果(guo),但支(zhi)(zhi)護費(fei)用很高。因此(ci),中煤集團設計制造出(chu)一種新型(xing)平板型(xing)網(wang)(wang)(wang)殼構件(jian),這種平板型(xing)網(wang)(wang)(wang)殼構件(jian)的主要支(zhi)(zhi)護特征概括為:“邊(bian)掘邊(bian)支,邊(bian)支邊(bian)讓,先柔后剛,剛度足(zu)夠,工序簡單,價格低廉”。
1、“邊掘邊支”,及(ji)時(shi)支護。
平板型(xing)網(wang)殼構件壁后(hou)充填可用矸石、灰包、混凝土預制板等充填,使(shi)網(wang)架與巷(xiang)道輪廓迅速密貼,邊(bian)掘(jue)邊(bian)支(zhi),及時(shi)支(zhi)護,這樣一方面可使(shi)支(zhi)架的(de)支(zhi)護阻力得(de)以及時(shi)發揮,使(shi)圍巖得(de)以及時(shi)補強而在三向應力狀態下工(gong)作(zuo)(zuo);另(ling)一方面起到緩壓、均壓的(de)作(zuo)(zuo)用,使(shi)支(zhi)架沿巷(xiang)道周邊(bian)受力趨于均勻,處于良好的(de)工(gong)作(zuo)(zuo)狀態。
2、平(ping)板型網殼(ke)構件具(ju)有足(zu)夠的“剛度(du)”。
3、“柔讓適度”且“先柔后剛” 。
平板(ban)型網殼(ke)構件的(de)(de)受力(li)具(ju)有較(jiao)復雜的(de)(de)成分(fen):巖(yan)(yan)體(ti)的(de)(de)擴(kuo)容、蠕變、長時(shi)強度的(de)(de)降(jiang)低、破碎巖(yan)(yan)體(ti)粘(zhan)結系數值(zhi)的(de)(de)下降(jiang)等(deng),這(zhe)一切均(jun)表現為巖(yan)(yan)體(ti)的(de)(de)宏觀位移,任何剛(gang)性支(zhi)架(jia)想完全(quan)阻止位移都將(jiang)置自身(shen)于不利的(de)(de)境地(di)。因(yin)此,巷道的(de)(de)穩定(ding)最終要通過支(zhi)架(jia)、圍巖(yan)(yan)的(de)(de)共同(tong)作(zuo)用(yong)來(lai)完成。網殼(ke)支(zhi)架(jia)在(zai)承(cheng)受較(jiao)大地(di)應力(li)的(de)(de)同(tong)時(shi),反作(zuo)用(yong)于圍巖(yan)(yan),使圍巖(yan)(yan)收斂(lian)成為在(zai)支(zhi)護控(kong)制下的(de)(de)收斂(lian),通過支(zhi)架(jia)的(de)(de)邊支(zhi)邊讓,破碎的(de)(de)巖(yan)(yan)體(ti)不斷地(di)收斂(lian)壓密,形成一個穩定(ding)的(de)(de)承(cheng)載圈,與支(zhi)架(jia)共同(tong)承(cheng)擔地(di)應力(li)的(de)(de)作(zuo)用(yong)。
平板型網殼構件的(de)可(ke)縮性來(lai)自于兩個方面:
(1)支架(jia)與(yu)圍(wei)巖接觸(chu)的鋼(gang)筋網架(jia)本身(shen)具有(you)一定的可縮性(xing);
(2)網殼支架(jia)片(pian)與片(pian)之間(jian)連接處的木墊(dian)板。
平(ping)板型網殼構(gou)件工程(cheng)應(ying)用(yong)分析
(1)用傳統的金屬支架或鋼筋(jin)拱架作為(wei)混凝土噴層(ceng)(ceng)的加強肋,噴層(ceng)(ceng)內部產(chan)生(sheng)較(jiao)大的彎矩,需重點(dian)加強;采用半剛性鋼筋(jin)網殼不(bu)僅(jin)提高了噴層(ceng)(ceng)承載能力,而且(qie)消除了噴層(ceng)(ceng)中的彎曲內力。
(2)平板(ban)型網(wang)殼(ke)構(gou)件變被(bei)動(dong)支(zhi)護為(wei)主動(dong)支(zhi)護,在(zai)具(ju)有較(jiao)大支(zhi)護阻(zu)力(li)的同時又具(ju)有良好的可縮性(xing),而支(zhi)架(jia)結構(gou)具(ju)有“先柔(rou)后剛(gang)”的(de)(de)特(te)性,符合(he)軟巖支護的(de)(de)基本思想。
(3)通過現(xian)場對鋼筋應變、巷道圍巖(yan)位移及收斂的(de)量測,可知網(wang)殼錨(mao)噴支(zhi)護結構與圍巖(yan)相互作(zuo)用(yong)的(de)整(zheng)體性好,能夠延長(chang)圍巖(yan)的(de)自穩時間,有利于充(chong)分(fen)發揮(hui)圍巖(yan)自身的(de)作(zuo)用(yong)。
(4)使(shi)用平板型(xing)網殼構(gou)件表明,該新(xin)技(ji)術施工安全、工藝可(ke)行,做(zuo)到了一(yi)次支護成功(gong),從根本上改變(bian)了某些(xie)巷道需(xu)要不斷(duan)維修或返修的狀(zhuang)況。
(5)平(ping)板型網殼構件的成(cheng)功應(ying)用為軟巖支(zhi)護提供了成(cheng)功的經驗。該新(xin)型支(zhi)護結構設計合理,整體性強,具有抵抗巷道(dao)大變形的能力(li),與重型U鋼支架相比,可節約(yue)鋼材40%,降低支架直(zhi)接成本(ben)30%左右,因而可在高應力軟巖巷道支護(hu)中(zhong)大力推(tui)廣和應用。
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