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Q固——锚杆的锚固力,85kN;
K——富裕系数,取1.1。
经计算得d =19.7mm,故取锚杆直径为20mm。
根据上述计算结果,结合过去锚杆的使用经验,为确保施工安全,巷道选用?20mm的螺纹钢锚杆,锚杆长度为2.2m,间排距为800×800mm。
4、锚杆的锚固长度
一般而言,锚杆的锚固方式分为三种:一是全长锚固,锚固长度占锚杆长度的90%以上;二是加长锚固,锚固长度占锚杆长度在50%~90%之间;三是端部锚固,锚固长度占锚杆长度的50%以下。
由于该巷道为穿层巷道,巷道围岩为砂岩、粉砂质泥岩围岩相对较稳定,综合考虑采用端部锚固方式,选取40%左右的锚固长度,即每根锚杆配用3跟树脂药卷。
5、锚杆类型和结构 (1)、锚杆类型及结构
选用20MnSi(锰硅)?20mm的螺纹钢锚杆。其屈服极限为340MPa,强度极限为510Mpa,截面积为314.2mm。锚杆设计锚固力>85kN。为了增强锚杆丝头强度,采用滚丝方式进行加工。
(2)、相关参数的选择 1)、锚杆、锚索药卷用量
在选择锚杆、锚索的锚固剂用量时,必须考虑锚杆的直径、钻孔直径和药卷直径等的“三径”配合问题。“三径”配合的相关参数见表2-1。
表2-1 顶板锚杆“三径”配套的相关参数
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锚杆直径(mm) 钻孔直径(mm) 锚杆药卷直(mm) 2)、钢筋网
20 33 28 设计采用矩形钢筋网,网孔孔距为50mm×50mm,钢筋网长2.2m,宽1m。 (3)、托板的使用
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为了保证锚杆与钢带之间更加紧密的贴合,提高托盘与钢带之间的摩擦力,设计采用厚10mm钢板压制成弧形的(长×宽)130mm×130mm的正方形托盘,使钢带、托盘、锚杆三者之间成为一个更加统一的整体,减少了锚杆与钢带之间的错动,有利于预防锚杆杆体产生的剪切破坏。
三、临时支护
为保证掘进施工安全,掘进迎头采用前探梁配合圆木(Φ≥14cm)并加挑板(长0.5m×宽0.2 m×厚0.05 m)再加上直径不小于100mm的圆木进行临时支护,掘进头面临时支护的圆木不小于5根,存放位置在耙斗式装岩机后不大于40m的位置,迎头放完炮,待炮眼散尽后,必须从外向里进行敲帮问顶再用圆木进行临时支护,处理完围岩活矸后,把吊环吊在锚杆上,先铺设上顶板锚网再把前探梁穿过吊环伸至迎头,然后把护板扛在前探梁上,护板与护板的最大空距不超过150mm,护板数量根据现场空顶长度确定,未接顶的部分杠上枕木用圆木(至少2根)支紧,临时前探梁支护有效后,施工人员才允许在临时支护下进行出矸、永久支护等作业。
四、支护要求
每根锚杆必须紧固有力,外露长度不得超过50mm,托盘必须紧贴岩面,锚杆支护必须成排成行;金属网必须相互搭接并用托板压牢实。
第三节 支护工艺
正常巷道段永久锚网索支护距迎头的最大距离不得超过1800mm;当巷道遇断层或顶板压力显现明显地段永久锚网索支护距迎头的最大距离不得超过1000mm。
一、支护材料
1、锚杆及锚固剂:锚杆采用钢制等强度螺纹钢锚杆,直径20mm,长度2.2m,每根锚杆均用3卷树脂锚固剂固定,锚固长度不得小于700mm,锚杆外露长度为30~50mm,采用10mm钢板压制成弧形的(长×宽)130mm×130mm的正方形托盘,树脂锚固剂直径28mm,每根长度为350mm,锚杆均使用配套标准螺母紧固,锚固剂型号为CK2835,每根锚杆锚固力不小于64KN(35MPa)。
2、锚网采用8#钢筋焊接制作的经纬网,锚网规格为(长×宽)2200mm×1000mm,网格为(长×宽)100mm×100mm,锚网压茬连接,搭接长度不小于80mm。
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3、喷射混泥土必须采用标号不低于425号水泥,粗砂,石子粒直径小于20mm,大于15mm的石子控制在20%以下,石子过筛,并用水冲洗干净。混凝土抗拉强度为22MPa、抗压强度为1.6MPa,配比为水泥:砂:石子=1:2:2。速凝剂型号为J85型,掺入量一般为水泥重量的2%~3.5%,喷拱取上限,喷淋水区时可酌情加大速凝剂掺入量,速凝剂必须在喷浆机上料口均匀加入。
二、锚网喷支护工艺 (一)、钻锚杆眼:
打眼前,首先严格按中、腰线检查巷道断面规格,不符合设计要求时必须先进行处理;打眼前要先按照由外向里、先顶后帮的顺序检查顶帮,找掉危岩、活矸,确认安全后方可作业。锚杆眼位置要准确,眼位误差不得超过100mm,眼向误差不得大于15o。锚杆眼深度应与锚杆长度相匹配,打眼时应在钻钎上做好标志,严格按锚杆长度打锚杆眼,深度2.5m。打眼应按由外向里、先顶后帮的顺序依次进行。
(二)、安装锚杆:
(1)、先安装巷道拱上再安装两帮的先后顺序施工锚杆。
(2)、安装前应将眼孔内的积水、岩粉用压风吹干净。吹扫时,操作人员应站在孔口一侧,眼孔方向不得有人。
(3)、铺设好预先准备好的钢筋网,让钢筋网紧贴岩面。
(4)然后把2块树脂锚固剂送入眼底,随后将锚杆插入锚杆眼内,使锚杆顶住树脂锚固剂,用带专业套筒的锚杆安装机卡住锚杆上的螺帽。
(5)开动锚杆安装机,将锚杆顶入树脂药卷内,当顶入一定距离不能继续往上顶时,开动锚杆机使锚杆机带动杆体旋转将锚杆旋到设计深度,停止锚杆机转动3~5s,然后在开动锚杆机扭紧螺帽给锚杆施加一定的预紧力,扭紧力矩不的小于120N.m,锚盘必须要紧贴岩面。
(6)、施工巷道两帮的锚杆时,采用风动凿岩机,步骤同上。 (三)、锚杆施工安全技术措施:
①、每班放炮后,必须严格执行敲帮问顶制度,加强刁找工作及时处理掉顶帮危岩。
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②、顶板上锚杆眼的施工时,杆眼眼孔施工的直径为23mm,锚杆眼的深度比锚杆杆体全长短50-100 mm。锚杆的间排距、锚杆眼施工角度及布置形式必须按作业规程规定施工。
③、钻锚杆眼孔时,旋转后不能用手触摸旋转的钻杆。
④、操作者站位应在锚杆机侧,并与锚杆机保持一定安全距离,防止钻纤折断伤人。
⑤、锚杆安装前,必须备齐锚杆配套的拱形托盘和扭矩螺母,用压风清扫眼孔浮尘。顶板锚杆的安装必须采用快速安装工艺。
⑥、安装树脂锚固剂时,要检查其性状。严禁使用过期、硬结、破裂等变质失效的锚固剂。
⑦、每个眼孔内放置药卷数量,必须按作业规程规定数量施工。用锚杆将药卷推入孔底,开动凿岩机快速旋转。
⑧、打设锚杆必须坚持先顶板、后帮的支护顺序,严格按照锚杆支护技术规范执行。
⑨、放炮前钢筋网必须用旧皮带吊挂进行掩盖,掩盖距离15-20m,防止放炮损坏钢筋网。若放炮损坏钢筋网,施工队必须进行处理,金属网内的矸石必须先进行处理后再进行对接。锚杆安装好后,保证钢筋网、托盘紧贴巷道岩面。
(四)、混凝土喷射 1、准备工
(1)、检查锚杆安装和钢筋网铺设是否符合设计要求,发现问题必须立即处理。
(2)、清理喷射现场的矸石杂物,接好风、水管路,输料管路要平直、不得有急弯,接头要严密、不得漏风,严禁将非抗静电的塑料管做输料管使用。
(3)、检查喷浆机是否完好,并送电空载试运转,紧固好摩擦板,不得出现漏风现象。
(4)、喷射前必须用高压风水冲洗岩面,在巷道拱顶和两帮拉绳安设喷厚标志。
(5)、喷射人员要佩戴齐全有效的劳保用品。 2、喷射混凝土的工艺要求:
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(1)、喷射顺序为先拱后墙,从拱开始自下而下进行,喷射头与受喷面应尽量保持垂直。喷枪头与受喷面的垂直距离以0.8~1m为宜。
(2)、人工拌料时采用潮拌料,水泥、砂和石子应清底并翻拌3遍使其混合均匀。
(3)、喷射时,喷浆机的供风压力为0.4MPa,水压应比风压高0.1MPa左右,加水量凭射手的经验加以控制,最合适的水灰比是0.4~0.5之间。喷射过程中应根据出料量的变化,及时调整给水量,保证水灰比准确,要使喷射的湿混凝土无干斑、无流淌、沾着力强、回弹料少,一次喷射混凝土厚度50~70mm,并要及时复喷,复喷间隔时间不得超过2h。否则,应用高压水重新冲洗受喷面。
3、喷射工作:
(1)、喷射工作开始前,应首先在喷射地点铺上旧风筒,以便回弹料的收集,回弹率不得超过15%,若喷射地点有少量淋水时,可以适当增加速凝剂掺入量。
(2)、若出水点比较集中时,可设好排水管,然后再喷浆。喷射工作结束后,喷层必须连续洒水养护28天以上,7天以内每班洒水1次,7天以后每天洒水1次。
(3)、一次喷射完毕,应立即收集回弹物,并应将当班拌料用净。 (4)、当班喷射工作结束后,必须卸开喷头,清理水环和喷浆机内外部所有灰浆或材料。
(5)、回弹料要及时收集,可掺入水沟里料中继续使用。
(6)、开机时,必须先给水,后开风,再开机,最后上料;停机时,要先停料,后停机,再关水,最后停风。
(7)、喷射工作开始后,严禁将喷射枪头对准人员。喷射中突然发生堵塞故障时,喷射手应紧握喷头,并将喷口朝下。
(五)、喷射质量:
喷射前必须清理岩帮、清理浮矸,喷射均匀,无裂隙,无“穿裙”、“赤脚”。 (六)支护材料每米用量:
锚杆11.25套、CK2835树脂锚杆剂22.5块、钢筋网8.07m2、水泥0.242t、石子0.373m3、砂子0.373m3。施工中备用材料不的少于2天的用量,并在工作面外100m专用料场中挂牌管理,码放整齐。
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