發(fā)布時(shí)間：2018-09-29所屬分類：教育論文瀏覽：1次
摘 要： 摘要：巷道埋深大，垂直應(yīng)力大，在高應(yīng)力作用下，不僅巖石的力學(xué)性能，即抗壓、抗拉及抗剪的能力很弱，而且節(jié)理裂隙發(fā)育，穩(wěn)定性不好。巷道圍巖中各種粒度的砂巖、砂質(zhì)泥巖或泥質(zhì)砂巖極易風(fēng)化，而且圍巖中的泥質(zhì)成分容易吸水，使圍巖變軟，甚至泥化、崩解和
摘要：巷道埋深大，垂直應(yīng)力大，在高應(yīng)力作用下，不僅巖石的力學(xué)性能，即抗壓、抗拉及抗剪的能力很弱，而且節(jié)理裂隙發(fā)育，穩(wěn)定性不好。巷道圍巖中各種粒度的砂巖、砂質(zhì)泥巖或泥質(zhì)砂巖極易風(fēng)化，而且圍巖中的泥質(zhì)成分容易吸水，使圍巖變軟，甚至泥化、崩解和膨脹。采用聚合物防風(fēng)化砂漿對(duì)巷道進(jìn)行封閉，該材料是高分子聚合物和無機(jī)材料及細(xì)骨料復(fù)合而成。產(chǎn)品外觀為灰色。加水施工硬化后有較好的粘結(jié)性和抗伸拉性，同時(shí)有很好的成膜性，因此也具有風(fēng)化防水抗?jié)B作用。
關(guān)鍵詞：圍巖風(fēng)化,聚合物防風(fēng)化砂,預(yù)濕機(jī),薄噴技術(shù)
0引言
噴射混凝土作為礦山井巷、公鐵路遂道、地下工程及水電硐室的一種輔助支護(hù)手段，從20世紀(jì)初開始，逐漸得到了廣泛應(yīng)用。隨著新奧法的推廣和普及，噴漿已為煤礦井下巷道支護(hù)普遍采用。為了達(dá)到更好的支護(hù)效果，盡快封閉巷道、防止圍巖風(fēng)化、金屬網(wǎng)及錨桿銹蝕，噴漿已成為巖層巷道支護(hù)必不可少的一種手段。目前煤礦巷道噴漿支護(hù)還有很多無法克服的缺點(diǎn)，尤其是深部礦井巷道及大變形巷道，這些缺點(diǎn)更加突出。因此，迫切需要研究一種新型的噴漿材料，既能達(dá)到傳統(tǒng)噴漿的作用效果，并且能夠快速施工，大幅提高掘進(jìn)速度;施工時(shí)無粉塵、不回彈，綠色環(huán)保且節(jié)省材料;柔性好、不易開裂，既使開裂也不片落傷人，安全可靠。
1圍巖工程環(huán)境
趙固一礦西六盤區(qū)外水倉(cāng)北鄰西翼軌道運(yùn)輸大巷，東為西二回風(fēng)巷，西為北翼膠帶運(yùn)輸聯(lián)絡(luò)巷，南為已回采的12041工作面，在二1煤層中掘進(jìn)。工作面標(biāo)高-589～-594m。老頂為中粒砂巖，厚度12.5～14.1m，灰色，厚層狀，波狀及交錯(cuò)層理發(fā)育，成分以石英為主，次為長(zhǎng)石，層面富含白云母碎片及植物頸部化石，顆粒分選磨圓差，局部裂隙發(fā)育，裂隙面富含鈣質(zhì)薄膜及黃鐵礦散晶，泥硅質(zhì)膠結(jié)。直接頂為砂質(zhì)泥巖，厚度1.0-2.9m,灰黑色，具波狀層理，層面含白云母片及植物頸部化石，夾煤線及粉砂巖薄層。
直接底為泥巖，厚度8.3～9.2m，灰褐色，厚層狀，波狀層理，層面含白云母片，含植物根部化石，局部具菱鐵質(zhì)結(jié)合及煤條帶，夾粉砂巖薄層，下部含砂質(zhì)夾硅質(zhì)泥巖薄層，滑面附著白色次生礦物。老底為L(zhǎng)9灰?guī)r，厚度1.9-2.3m，灰色，塊狀，含少量蜓科化石，及海百合頸部化石，遇酸劇烈起泡，堅(jiān)硬，裂隙充填方解石脈。巷道掘巷過程中，易風(fēng)化，頂板壓力顯現(xiàn)，尤其掘進(jìn)1個(gè)月后，兩幫開始收斂變形，頂板出現(xiàn)斷錨索較多，并伴隨著巷道底鼓等動(dòng)力現(xiàn)象。
2巷道控制技術(shù)難點(diǎn)分析
①巷道埋深大，垂直應(yīng)力大，在高應(yīng)力作用下，不僅巖石的力學(xué)性能，即抗壓、抗拉及抗剪的能力很弱，而且節(jié)理裂隙發(fā)育，穩(wěn)定性不好。巷道圍巖中各種粒度的砂巖、砂質(zhì)泥巖或泥質(zhì)砂巖極易風(fēng)化，而且圍巖中的泥質(zhì)成分容易吸水，使圍巖變軟，甚至泥化、崩解和膨脹。②煤礦井下潮濕，金屬網(wǎng)及外露的錨桿錨索構(gòu)件極易銹蝕，致使金屬網(wǎng)對(duì)圍巖的約束力降低，錨桿、錨索預(yù)應(yīng)力喪失。
3圍巖變形控制對(duì)策
采用聚合物防風(fēng)化砂漿對(duì)巷道進(jìn)行封閉，該材料是高分子聚合物和無機(jī)材料及細(xì)骨料復(fù)合而成。產(chǎn)品外觀為灰色。加水施工硬化后有較好的粘結(jié)性和抗伸拉性，同時(shí)有很好的成膜性，因此也具有風(fēng)化防水抗?jié)B作用。封閉材料的封閉原理如下[1]：①利用水泥砂漿的水化產(chǎn)生一定強(qiáng)度，組成防風(fēng)化材料的基礎(chǔ)(框架)。②利用復(fù)配的粘接劑等有機(jī)材料形成的膠體包膜封閉基礎(chǔ)材料的裂隙，形成密實(shí)的密閉材料。③利用復(fù)配的有機(jī)疏水材料的疏水性能，使材料具有一定的抵抗水的溶蝕的作用，從而提高抗風(fēng)化材料在潮濕多水環(huán)境下的密閉性能。④利用復(fù)配的界面劑降低體系內(nèi)不同材料的界面缺陷，提高封閉材料與巖石或煤層的粘結(jié)力。
4現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐應(yīng)用
4.1施工設(shè)備預(yù)濕機(jī)。
為克服粉塵蔓延，噴漿機(jī)前加裝預(yù)濕機(jī)，預(yù)濕機(jī)由防爆電機(jī)、螺旋輸送設(shè)備、噴淋水路以及上料斗組成，下方安裝于礦用軌道同距車輪，前方與噴漿機(jī)對(duì)接。加裝預(yù)濕機(jī)能有效的控制粉塵，進(jìn)一步改善噴漿工作環(huán)境。圖1為礦用螺旋攪拌配料上料機(jī)[2-3]。
4.2施工流程如圖2
4.3施工工藝
①先將噴漿機(jī)、預(yù)濕機(jī)及材料等送達(dá)作業(yè)地點(diǎn)，提前對(duì)作業(yè)地點(diǎn)設(shè)備管路等進(jìn)行防護(hù)。②噴漿機(jī)與預(yù)濕機(jī)對(duì)接，預(yù)濕機(jī)出料口正對(duì)噴漿機(jī)下料處。③接通噴漿機(jī)和預(yù)濕機(jī)電源和水路。④將材料提前放在預(yù)濕機(jī)下料口附近,把編織袋拆開部分以便上料。⑤以上工作完成后開始準(zhǔn)備噴漿,首先將材料倒入預(yù)濕機(jī)進(jìn)料口，開啟預(yù)濕機(jī)，要求上料連續(xù)不斷，材料運(yùn)行中開啟水閥，并調(diào)整水料比，要求預(yù)濕機(jī)出料口材料成潮濕狀。⑥預(yù)濕的材料進(jìn)入噴漿機(jī)后開啟噴漿機(jī),開始噴涂受噴面。噴漿射手根據(jù)情況調(diào)整水量。⑦噴漿結(jié)束后，用水對(duì)預(yù)濕機(jī)進(jìn)行清洗，防止材料硬化后粘結(jié)在設(shè)備表面。
5效果評(píng)價(jià)
①噴涂材料粘結(jié)強(qiáng)度高，與煤巖壁及金屬網(wǎng)達(dá)到2MPa以上，附著力強(qiáng)，抗老化，能有效的防止煤巖層風(fēng)化、防止金屬網(wǎng)銹蝕;②具有較高的抗拉強(qiáng)度，達(dá)到2MPa以上;③拉斷伸長(zhǎng)率可提高2倍以上;④收縮較小，且具有良好的抗裂和變形性能;⑤噴涂材料達(dá)到無毒，減少環(huán)境污染，利于操作人員的身體健康;⑥噴涂材料阻燃，抗靜電，安全性強(qiáng);⑦煤巖層裸體表面噴層厚度達(dá)到2mm以上;⑧噴層均勻、封堵完整、無漏洞，不透水;⑨噴層粘結(jié)力強(qiáng)，不脫落;⑩實(shí)現(xiàn)每小班平均噴涂巷道20m，施工速度快，回彈量極小。
6結(jié)論
薄噴技術(shù)從根本上改變了傳統(tǒng)的噴射支護(hù)工藝，使得工藝實(shí)施過程中施工粉塵大幅降低，顯著改善了施工工作環(huán)境，為施工人員的身體健康提供了用力的保障;薄噴由于攪拌均勻、噴射穩(wěn)定以及材料構(gòu)成的改變，使得噴射支護(hù)過程易于掌握和控制，有效的降低了施工勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了施工速度;薄噴工藝系統(tǒng)適應(yīng)性強(qiáng)，操作簡(jiǎn)單，移動(dòng)靈活，加之材料構(gòu)成的改變，減少了大量的輔助運(yùn)輸及其它輔助工作量，對(duì)緩解礦井井下運(yùn)輸具有實(shí)際意義;薄噴封閉性好、表面光滑，有利于礦井通風(fēng)。薄噴技術(shù)為礦井的高產(chǎn)高效及加快巷道的開拓與維護(hù)速度提供了保證。它不僅具有顯著的經(jīng)濟(jì)效果，而且具有良好的社會(huì)效益，具有廣泛的應(yīng)用前景。
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