纤维混凝土喷浆技术在深部软岩巷道应用

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1、纤维混凝土喷浆技术在深部软岩巷道应用摘要：随着矿井开采深度增加，巷道原有单一支护形式和支护强度已不能满足深部软岩巷道围岩支护的需要，车集煤矿34采区三条下山在掘进施工过程中后巷巷道收缩变形严重，浆皮大面积开裂、脱落，不能够满足安全生产和服务后期采区回采的需要，通过在喷浆観体中添加纤维，提高支护结构的安全可靠性，降低巷道变形收缩量，减少巷道的浆皮开裂，保证矿井正常有序的组织生产。关健词：深部软岩增强增韧纤维支护中图分类号:TD82文献标识码：A文章编号:1007-3973(2013)004-029-02河南煤业化工集团车集煤矿三煤组煤层赋存条件是

2、永夏矿区典型的成煤地质条件，其顶底板多为砂质泥岩和泥岩，上覆岩层的顶板砂岩水一般都比较大。同时随着矿井开采深度越来越深，巷道原有单一支护形式和支护强度已不能满足深部巷道围岩支护的需要，特别是岩巷出现巷道严重收缩变形，浆皮大面开裂脱落，局部巷道施工后没有投入使用就被压垮进行二次返修支护，既影响巷道的采掘接替工作，又费工费时，多消耗人力、物力，提高了吨煤成本，减少了矿井的整体经济效益。为提高巷道支护强度，减少巷道返修率，确保矿井稳产、高产，保证采掘接替平衡，车集煤矿在北翼34釆区回风下山开展了在喷浆観体中添加纤维以提高支护强度的项目试验，通过提高混

3、凝土的强度和韧性，有效的解决此支护难题,极大的减小了巷道变形收缩量，浆皮开裂现象明显减少，增长了巷道的使用寿命，取得了很好的效果。1施工方案项目支护工艺采用初支初喷后二次锚网喷射纤维混凝土，初次支护时全段面打注22❷❷00mm高强锚杆，锚杆间排距600❷^Omm；为加强支护，同时在巷道拱部安装2400mm梯子梁，每架梯子梁4根16mm钢筋或旧锚杆加工，每根梯子梁由巷道拱部5根锚杆固定紧贴巷道岩面；全断面铺设大眼点焊钢筋网，网片规格lOOOgOOmin,网格100❷❷0mm,相邻网片搭接不少于100mm,每各200mm使用12#铁丝连接一处。锚网

4、支护完毕后，进行初次喷射混凝土支护，混凝土喷厚控制在30〜50mm之间，以封闭围岩为主要目的。移耙砰机后，在距离迎头大于40ni段拱基线以上铺设第二层网，二次锚网时两层锚网间距为90mm左右，然后对巷道进行复喷支护，复喷时在混凝土中添加液体无碱速凝剂、液体增强剂和0.8*25mm仿钢丝合成纤维材料，喷厚为120mm；最后进行巷道整体中浅孔注浆。支护方案施工顺序：爆破成型临时支护打锚杆孔挂网、铺梯子梁、装锚杆初喷素混凝土（30〜50mm)打锚索挂第二层网并固定(移两次耙歼机后)湿喷混凝土(120mm)——后巷进行注浆。2湿喷纤维混凝土工艺2.1湿

5、喷设备(1)湿喷设备由一台湿喷机、两台搅拌机、储料槽组成。图1湿喷工艺设备配套组合示意图(2)采用TK500型转子活塞式湿喷机，该湿喷机由混凝土输送系统和液体速凝剂添加系统两套输送系统组成，生产能力4.5m3/h,工作风压0.40〜5.OMPa。图2湿喷机系统原理图(3)混合料搅拌机，采用螺旋强制式搅拌机。一台将砂、石、水泥、添加剂混合搅拌；另一台将水和添加剂加入混合料中，同时将水拌入。2.2湿喷纤维混凝土原材料及配比2.2.1纤维材料(1)聚丙烯纤维，纤维长度为30H1II1的聚丙烯网状纤维,纤维的物理、力学性能如下：密度为0.91g/cm3

6、,抗拉强度为500MPa,抗拉弹性模量为7GPa,无吸水性，强抗酸碱，断裂伸长率为8%,当量直径为0.6mm,分散性良好，对人体安全性好。(2)钢纤维端钩型钢纤维.纤维长度为30mm,长径比为50〜60,平均极限抗拉强度700MPa,密度7.85t/m3o2.2.2混凝土材料(1)水泥。采用强度等级不低于32.5MPa的普通硅酸盐水泥。有严重硅酸盐侵蚀的环境时，应选用抗硫酸盐水泥。矶土水泥不得使用，过期或受潮结块的水泥不得使用。(2)外加剂。按水泥重量掺入3〜5%。(3)骨料。细骨料：为中砂。细度模数2.8,表观密度2.63,含泥量(