巷道支护前沿技术及其发展方向.ppt

巷道支护前沿技术及其发展方向 姜 玉 松 安徽理工大学土木工程 系 岩土与地下工程教研室 2004年8月10日 主要内容 1 概论 2 支护理论 3 各种锚杆 4 各种棚式支架 5 连续式支护 6 联合支护 7 超前支护 8 底臌治理 9 三小作业 1 概 论 1.1 支护技术的发展、现状与水平——与时俱进 支护材料：木材、料石、金属、砼、化工 支护工艺：砌碹、架棚、锚喷、现浇 机械化：人工－中档机械化—高档机械化 支护理念的一些特点： 被动支护——主动支护 单一作用——共同作用 后支护 ——预支护 低强度 ——高强度 盲目化——信息化 经验性——理论性 随意化——规范化 手工化——设计自动化 发展国内——吸收国外技术 ▲锚喷以及以锚喷为基础的支护已成为目前的主 ▲支护技术已达到国际水平 1.2 支护技术与其它相关技术的关系 ▲开挖技术：光面爆破 普通光面爆破、预裂光面爆破 定向断裂控制爆破： 聚能药包爆破、 切缝药包爆破 ▲材料：钢材、混凝土材料、各种添加剂、合成材料等 ▲机械： 锚杆机、喷射机 1.3 支护技术的一些思考 ▲机制问题：支护材料的企业自主采购权不够，阻碍新技术的 及时推广应用。全公司、全矿都用固定的几种支护形式有一定弊端 ▲质量意识：加强质量控制，严格施工管理 ▲知识更新：掌握新技术、新动态、新工艺，企业智力投资小。 ▲克服习惯势力：只习惯于某种支护形式，换一种形式比较难 ▲他山之石：铁路、公路隧道，地铁隧道、水利 ▲重顶轻底和脚：对底板和两底角重视不够 1.4 计算机在支护技术方面应用 1.锚杆支护设计专家系统 ▲煤矿顶板设计专家系统，美国，1987年 ▲隧道设计专家系统，日本，1989年 ▲顶板控制专家系统，山东科技大学，1990年 ▲回采巷道支护形式与参数选择专家系统，1989年 ▲巷道围岩支护设计专家系统，东北大学，1991年 ▲地下工程围岩稳定性评价及支护决策专家系统， 原西安矿院 ▲岩巷锚喷支护设计专家系统（MPES）， ▲锚喷支护设计专家系统，MZES，焦作工学院，1994年 ▲煤及煤－岩锚梁网支护专家系统，安徽理工大学， 1997年 2.支护设计计算的计算机程序 煤巷围岩稳定性分类程序 煤巷锚杆支护设计软件，煤炭科学研究院开采所  3.计算机绘图 巷道支护方式图 4.施工技术措施的自动编制系统 2 支护理论 2.1 锚喷支护作用机理 悬吊、加固拱、组合梁、封闭围岩、改善应力状态等 2.2 支护与围岩共同作用理论 整体结构：如锚杆支护， 拱形可缩性支架的共同作用的体现问题： 用锚杆将其锚到围岩上效果如何？ 时间协调：什么时间上支护？ 是“抗”还是‘让”？“抗”到什么程度？ “让” 到什么时间？ 2.3 新奥法理论 ▲新奥法是奥地利新施工方法的简称： New Austrian Tunneling Method——NATM 由奥地利学者拉布希维兹于20世纪50年代提出 不是一种“方法”，是一种原则、概念、原理 ▲基本要点： 光面爆破、锚喷支护、先柔后刚 封闭围岩、二次支护、动态量测 充分发挥围岩的自身能力 尽可能防止围岩松动 适时地进行支护，不能过早过晚 巷道周边尽量园顺，避免棱角 预留变形量 2.4 松动圈理论 ▲ 概念 巷道在开挖后，由于应力的作用，在围岩中产生的松弛破碎带叫