车集煤矿硐室喷射层布式高韧性纤维混凝土支护

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发布时间：2021-09-08

资料介绍

车集煤矿硐室喷射层布式高韧性纤维混凝土支护
韩文静，宋进朝
(永城职业学院矿业S-程系，河南永城476600)
摘要：针对煤矿硐室断面跨度大，围岩稳定性差的状况，用喷射层布式高韧性纤维混凝土配合锚网喷、锚
索支护技术，从而缩短施工工期，减少投入，避免喷层开裂，有效支护硐室。
关键词：硐室；层布式；高韧性纤维混凝土；锚网喷支护
中图分类号：TD354 文献标识码：B 文章编号：1005—2798(2011)01—0033—02
煤矿在硐室施工时普遍采用喷素混凝土配合锚
网支护，素混凝土构筑的喷层，在凝固过程中，混凝
土内部产生很多原生的小裂缝，影响了抗拉强度及
断裂韧性的提高，深井软岩巷道围岩变形量大，支护
强度要求高，要求支护材料有一定的变形量和韧
性¨一。针对这一特点提出了用层布式高韧性纤维
混凝土代替素混凝土的方案。钢纤维和聚丙烯纤维
对混凝土起到增强作用的同时提高混凝土的韧性和
抗应变能。在车集矿2614巷道工程中进行了喷射
层布式高韧性纤维混凝土支护，通过现场实施，巷道
压力显现明显好转，硐室破坏变形得到有效的控制，
取得了较好的技术经济效果。
1 工程及地质概况
1．1 试验巷道概况
绞车房及液控硐拳设计总长度16 IYI，其中绞车
房10 m，液控硐室6 m。绞车房净宽7 In，净高5 m，
直墙半圆拱型断面，净面积27．6 131 ；液控硐室净宽
5 nq，净高4 In，直墙半圆拱型断面，净面积16．3 l'I1 。
1．2 水文地质情况
液控硐室位于二叠系山西组二，煤层，岩石普
氏系数为2 ～ 4，破碎。巷道底板标高
一496．478 ITI，井下巷道施工揭露的水文地质情况，
最大涌水量450 m ／h。
2 硐室支护参数
1) 采用金属网+喷射层布式纤维混凝土+
锚杆联合支护，巷道全断面使用左旋螺纹钢锚杆，锚
杆规格为D20 mm X2 200 IYln'l，其间排距为：液控硐
室1．0 m×1．0 m，距底板高度不大于400 mm，底角
锚杆下扎角度为20。。
2) 巷道全断面喷浆，其中初喷厚度为20～
30 mm的素混凝土，复喷厚度为90～100 mill的层布
式纤维混凝土，复喷前在拱部铺第2层钢筋网，第2
层钢筋网与成型后巷道轮廓线间距30 ～
40 mm E ，
3) 初喷后在巷道拱部采用小孔径锚索
(D15．24 mm的钢绞线加工)进行加强支护，液控
硐室每排3根，其排距为1 500 mm。锚索垂直岩面
布置，锚索长度为2 000 mm，利用四卷K2350树脂
药卷全长锚固，锚索预拉力为90 kN。锚索间采用
横向钢筋梯连接。
4) 每根锚杆均采用树脂药卷加长锚固，每根
锚杆用型号为MSK2350树脂锚固剂两卷。设计锚
固力80 kN(用MLK一20型锚杆拉力计测时，读数
达到25 MPa)，铁托盘为150 mm x 150 mm×8 mm；
巷道全断面铺设钢筋网(由D8．0 IYI1TI钢筋焊制而
成)，网格150 mm×150 toni，网片搭接长度90 mm，
每隔200 mill用12号铁丝双股绑扎，喷厚合计为
120 mm
3 施工要求
3．1 纤维混凝土原材料选择
1) 钢纤维：武汉东洲钢纤维有限公司生产的
剪切型钢纤维，纤维长度为20～25 mm，长径比为
60，抗拉强度275～l 500 MPa，弹性模量200 GPa，
密度为7．8 g／cm ；聚丙烯纤维：美国纤维网公司生
产的Fibemesh纤维网聚丙烯，抗拉强度560～
770 MPa，弹性模量350 GPa，密度0．91 g／cm ，纤
维长度为19 mill。配合比(gg／Ill )：水泥360，石子
1 300，砂子620，水470，减水剂5．0，聚丙烯纤维
1．18(体积分数1．0％ )，钢纤维(表层2 cm)的掺量
93．6。