岩石力学2(免费阅读).ppt

井巷维护 * 资源与环境工程学院 资源与环境工程学院 井巷维护基本原理 井巷维护基本原理 一、井巷维护原则 井巷维护总原则：提高围岩强度，降低围 岩应力，改善围岩应力状态，以便充分发挥围 岩的自身抗力去支撑井巷地压。 资源与环境工程学院 井巷维护基本原理 井巷维护一般原则： 1、选择合理的井巷位置。 ①井巷位置应尽可能布置在水文地质条件较好，没有软弱夹层的岩体中，避开受水侵蚀易膨胀的岩层和难以维护的地质构造破碎带、化学蚀变岩层以及溶岩地层等。 ②应尽量避免把井巷布置在岩性变化较大的岩体中，在褶皱地区，应尽量避免将巷道布置在背斜和向斜轴部。 ③井巷布置应尽量避免回采工作的影响。 资源与环境工程学院 井巷维护基本原理 2、选择合理的井巷断面形状和尺寸。 ①巷道断面的最大尺寸应当沿着最大来压方向布置。 ②最大来压方向的巷道周边应尽量选用曲线形状，当顶压大时巷道顶部应呈曲线形。 ③巷道断面在满足生产要求的前提下，同时应考虑便于开挖，易于维护和经济合理。 资源与环境工程学院 井巷维护基本原理 3、选择合理的支护类型 ①应根据地压类型选择支护结构。 ②中型以上矿山的主要运输巷道，或松软岩层中的巷道，应采用喷锚支护。 ③使用传统支架时，支架不仅要满足强度条件，还要具有合理的刚度，尤其在变形地压较大的条件下，支架应具有可缩性。 资源与环境工程学院 井巷维护基本原理 4、确定合理的支护时间。 5、改变巷道围岩应力状态，减小巷道周边应力集中。 6、减小爆破对围岩的损伤，保持或设法提高岩体强度。 资源与环境工程学院 支护类型 二、支护类型 （一）普通支护 1、刚性支护 2、可缩性支护 资源与环境工程学院 支护类型 资源与环境工程学院 支护类型 （二）喷锚支护 是锚杆和喷射混凝土联合支护的简称。 资源与环境工程学院 支护形式 三、支护形式 1、碹（衬砌） 2、支架 3、锚杆、锚索 4、注浆 资源与环境工程学院 支护结构 四、支护结构 1、直墙拱顶形支护结构 断面利用率从左到右依次减小，但稳定性 顺序恰好相反 资源与环境工程学院 支护结构 2、马蹄形支护结构 资源与环境工程学院 支护结构 3、全封闭形支护结构 资源与环境工程学院 支护结构 4、断面形状与稳定性的关系 1到6，稳定性依次降低 资源与环境工程学院 喷锚支护 喷锚支护 一、喷层的力学作用 1、防护加固围岩，提高围岩强度。 2、改善围岩和支架的受力状态。 资源与环境工程学院 喷锚支护 无喷层时 有喷层时 资源与环境工程学院 喷锚支护 二、喷层厚度的计算 （一）、喷层厚度的分布范围 1、喷层厚度上限：一般不小于石子粒径的1.5倍，通常为3---5cm。 2、喷层厚度下限：一般不大于20cm。 资源与环境工程学院 喷锚支护 （二）、喷层厚度计算 对于散体危岩 1、按“冲切型”破坏计算 岩体自重 岩体底面周长 喷层厚度 混凝土抗拉强度 资源与环境工程学院 喷锚支护 2、按“撕开型”破坏计算 拉伸系数 混凝土弹性模量 喷层与岩面间的粘结强度 资源与环境工程学院 喷锚支护 对于软弱围岩 1、将其视为一种结构，按厚壁筒公式计算 喷层支护抗力 喷层内半径 喷层单轴抗压强度 喷层厚度 资源与环境工程学院 喷锚支护 2、按剪切破坏计算喷层厚度 喷层支护抗力 地压作用范围 喷层抗剪强度 喷层厚度 资源与环境工程学院 喷锚支护 二、锚杆的力学作用 1、悬吊作用 2、减跨作用 3、组合作用 4、挤压加固作用（组合拱） 资源与环境工程学院 喷锚支护 资源与环境工程学院 喷锚支护 三、锚杆的类型 按锚固方式不同可分为： 1、端部锚固式锚杆（预应力锚杆）：靠端部的锚头将杆体锚固在岩体内，杆体的加一端用螺母将垫板压紧在岩壁上。 资源与环境工程学院 喷锚支护 2、全长锚固式：将杆体插入到钻孔中靠粘结 力或摩擦力锚固岩体的锚杆。又分为全长粘结 式和全长摩擦式两种形式。 资源与环境工程学院 喷锚支护 3、先端部锚固后全长锚固的锚索：锚索体为 一束钢丝，通过一端固定于孔底，另一端在孔 外施加拉应力并固定，最后向孔内注入水泥砂 浆的锚固方式。 资源与环境工程学院 喷锚支护 四、锚杆的计算 以层状软岩为例，当采用粘结式锚杆支护 锚杆长度计算 外露长度，一般取50～100mm 有效长度，一般取顶板岩层变形厚度，对于松散体，可取规则拱形的自然平衡拱高。 锚固深度 资源与环境工程学院 喷锚支护 锚固深度的确定 杆体直径，通常取16～22mm 锚杆许用拉应力 砂浆与锚杆的许用粘结力 资源与环境工程学院 喷锚支护 锚杆间距计算 每根锚杆承受载荷 锚杆间距 岩体容重 安全