1、且围岩节理裂隙发育，其巷道变形是相对软岩和绝对软岩 的综合影响。该项目旨在摸清霄云矿井真实的地质力学条件，研究适应该条件的 合理支护技术，实现霄云煤矿峒室群巷道锚喷复合支护安全高效低成本的目 标，使霄云煤矿峒室群及巷道支护达到国际先进国内领先水平。该项目对霄云 矿井的安全高效建设具有重要的理论意义和现实意义。 具体目标 矿井围岩力学性能测试与分析 矿井围岩矿物成分显微分析和岩石水理性能测试 矿井地应力测试与分析 矿井巷道围岩松动范围测试 矿井巷道围岩可支支性评价与分类 矿井不同跨度不同类型巷道的支护方案设计，编制分类断面支护图集 支护方案的实施与支护系统的测试与评价 支护效果及围岩变形显现的测试 支护方案的再优化与信息反馈，确保支护方案最优。实现支护成本最低， 支护效果最加，支护效率最低。 二课题研究意义 技术上，使支护技术和水平处于国内领先水平。 安全上，显著提高巷道支护的安全可靠性，力争消除巷道维修，确保巷 道不冒顶，改善巷道维护状况，为巷道正常使用创造条件。 经济上，提高施工速度，降低支护费用，取消或降低巷道维修费用，提 高矿井建设的综合经济效益。 四主要研究内容 研究范围 水仓和泵房 井底车场 变电所 库房 各种联络巷道 各种交叉点 大巷米。 二主要研究内容 围岩力学性能测试与分析 围岩矿物成分显微分析和岩石水理性能测试 地应力测试与分析评价 巷道围岩应力与变形分析模拟 峒室群施工中的交叉影响的力学分析和数值模。
2、立方米混凝土中有万根，其比表面积为，与同样质量 的钢筋相比，比表面积约增加倍。因而，在所有方向上性能都得到增强，具有 了普通混凝土所不具备的优良性能。 施工方便维与混凝土基体的接触面大，如按体积比掺入 的钢纤维时，每立方米混凝土中有万根，其比表面积为，与同样质量 的钢筋相比，比表面积约增加倍。因而，在所有方向上性能都得到增强，具有 了普通混凝土所不具备的优良性能。 施工方便，易保证质量和安全。可免除钢筋网的架设。对大断面巷道来 说挂网工艺存着定的不安全因素，同时混凝土喷射冲击金属网震动，影响混凝 土与岩石混凝土与金属网的结合力和粘结强度。钢纤维复合混凝土可以免除上 述弊端，确保混凝土与岩面的充分结合。 节省工程量，降低造价。如果保证同样的喷浆层强度，钢纤维复合混凝 土可以降低混凝土厚度。同样的喷射厚度可以增加支护强度 ，是巷道支护强度显著提高。 使传统的锚喷支护更加合理。传统的锚喷支护，混凝土喷浆层的变形性 能刚度和锚网的变形性刚度差别较大，不能保证喷浆层和锚网同时承载 地压，造成各个击破。钢纤维复合混凝土的韧性大大提高，改善了混凝土喷浆层 变形性能，使锚网喷支护结构支护效果显著提高。 技术特点 湿喷复合钢纤维混凝土技术是在湿喷混凝土拌和料中掺入定量的钢纤维及 相应外加剂，采用泵送稠流式或风送稀流式作为湿拌混凝土料的压送喷射动 力，在喷嘴处加入液态速凝剂和压缩空气喷射至岩面，钢纤维在喷射混凝土中呈二 维随机方向均匀离散分布，通过混凝土与钢纤维的全长粘结和。
3、。 没有考虑地应力大小方向比值的影响在进行锚杆支护设计之前， 基本上不进行三维地应力测试 没有地质力学分析和巷道压力显现与锚杆支护参数的匹配关系分析与选 择，所以提出的支护方案很难适应地质条件的变化，不能实现量体裁衣对症下 药。 单根锚杆强度低预紧力低可靠性低间排距小单体锚杆钻机推力 小小于吨扭距小小于，锚杆基本上没有预应力 锚杆消耗量大施工速度慢工效低费用高安全性较低。 表国内外锚杆支护技术对比 比较项目中国美澳英 锚杆材料强度 锚杆锚固力 锚杆直径 锚杆间排距 锚杆长度 锚杆安装应力 四混凝土材料的国内外研究现状 现国内煤矿用于巷道支护的混凝土材料均为传统的混凝土材料水泥骨料 砂子或石子，在喷射混凝土时会添加少量的速凝剂。目前矿井采用的混凝土材 料是种典型的脆性材料，其抗剪抗拉和抗弯变形的能力很低，而巷道围岩地 应力释放对混凝土喷层产生的应力大都是剪应力和拉应力为主，所以巷道微小的 变形就会使混凝土喷层产生变形破坏。而且速凝剂的添加会是混凝土快速凝固， 在混凝土快速凝固过程中产生张力对混凝土产生初始损伤。 现纤维混凝土已在国内外水利水电工程中取得了很好的应用，课题组研究人 员对纤维混凝土进行了大量的室内研究。研究结果与实践表明，纤维混凝土的抗 拉抗剪和抗弯能力可以提高，纤维混凝土以钢纤维混凝土应用效果最 好。 在普通混凝土中掺入适量的钢纤维配制而成的混凝土，称为钢纤维混凝土 ，简称。 由于钢纤维阻滞基体混凝土的微裂纹的扩展，从而使。
4、端头锚固作用，形成 种近乎均质，抗弯抗拉抗剪强度及抗冲击力性，抗渗性抗收缩性耐久性 较好的混凝土钢纤维新型复合材料。这种混凝土钢纤维新型复合材料，在发生 较大变形后仍能承担荷载，具有良好的韧性和裂后强度。 工艺特点 湿喷钢纤维混凝土施工工艺具有粉尘少回弹率低水灰比准确喷射混 凝土质量稳定外观平整等优点。 湿喷钢纤维混凝土施工工艺改善了施工环境，省去了费时而危险的挂网作 业，简化施工工序，机械化程度高，施工生产能力大，减少循环作业时间，使支护更 加快捷及时，提高了施工和结构的安全性，施工更加快速安全高效。 湿喷钢纤维混凝土工艺改善了喷射混凝土的物理力学性能，湿喷钢纤维混 凝土抗压抗拉抗弯强度较普通喷混凝土提高较大，同时具有很好的柔性和抗裂 效应，允许变形量和残余强度较素喷混凝土大许多，能吸收较大的变形能，有利于 充分发挥围岩的自承能力，并可降低喷层厚度。 湿喷钢纤维混凝土能很好地适应不规则岩面，使喷混凝土与岩面更加紧帖， 避免了喷层后的空洞和钢筋网的腐蚀，同时大大地减少了喷混凝土填充量。 湿喷钢纤维混凝土抗裂性抗冲击性抗渗性抗冻融性和耐久性好，适 合于作为永久衬砌。 三研究目的和意义 深井因埋藏深度的增加，地应力将会随之增加，地应力的增加会使浅部具有 锚网可支的围岩变为不可支性围岩，这就是现在相对软岩新观点。此时如果 不改变传统的锚杆支护参数，巷道围岩变形是难以控制的。 霄云矿井从主井井底峒室揭露的巷道围岩看，巷道围岩以粉砂岩泥岩粉砂 岩和泥岩居多，。
5、其抗拉抗弯抗剪强 度等较普通混凝土显著提高。其抗冲击抗疲劳开裂后韧性和耐久性也有较大 改善。近年来，它广泛应用于公路桥梁机场隧道水工建筑军事工程 和各种建筑制品等领域。 湿喷钢纤维混凝土施工技术近年来在国外发展很快，它将是今后喷射混凝土 的发展方向，有完全取代传统的挂钢筋网干喷混凝土的趋势。在桥梁隧道水电 等行业中应用取得了良好的效果。 传统的混凝土材料跟岩石材料样，是种抗压而不抗拉的材料，而矿用喷 射混凝土材料因施工的特殊性，凝固后其抗拉抗弯和抗剪强度更低，而巷道混 凝土喷层的破坏大都是剪破坏和拉破坏。为了提高和改善传统的井下喷射混凝土 材料的力学性能，山东科技大学和河海大学研究人员在吸收国外最新复合增强混 凝土材料的基础上，结合矿山巷道施工的特殊情况，最新研制出了适合湿喷的增 强复合钢纤维混凝土材料。该新型复合混凝土材料具有如下特点 强度高，柔性好。复合钢纤维混凝土的抗压强度提高以上抗拉强 度劈裂法平均提高抗弯强度平均提高抗剪强度平 均提高。尤为突出的是钢纤维可控制裂缝的扩展，提高混凝土的裂后 强度，阻裂效果明显，使混凝土裂后仍能承受定的载荷，因而呈现很高的韧性， 钢纤维复合混凝土的韧性平均可提高倍。同时也具有良好的抗冲击抗疲 劳抗震动和抗爆炸性。 钢纤维混凝土抗裂性能良好，意味着它的抗拉强度抗弯强度抗疲劳强度 等性能均比普通混凝土有较大地改善。由于大量很细的钢纤维均匀地分布在混凝 土中，钢纤维与混凝土基体的接触面大，如按体积比掺入 的钢纤维时，。
6、动加固受掘进破岩影响的松动围岩， 以提高围岩的自身承载能力，控制松动圈的扩展。现矿井喷射的混凝土，由于受 巷道初始成型的影响，混凝土喷层厚度很不均匀，现混凝土喷层主要作用是封闭 围岩，防止围岩风化，保证围岩的长期强度。 另外，澳大利亚作为第三大采煤国，也几乎全部采用锚网支护。 国外发达国家锚网支护的特点是单体锚杆强度大锚杆安装应力大 间排距大锚网支护效率高，支护效果良好。 三国内锚杆支护研究现状 自年代以来，锚杆支护技术在我国得到了逐步的应用，特别是进入年代， 随着我国市场经济的建立与实施，锚杆支护因在价格和效率方面的显著优势，许 多矿井改变传统的棚式和砌体支护的理念，开始试用推广锚网支护，大量的实践 验证了锚网支护高效安全的优势。同时，在矿井软岩动压巷道及煤巷中采用锚 杆支护也获得了良好的效果。原煤炭工业部年提出煤巷锚杆支护是我国 煤矿继综合机械化采煤之后的第二次支护技术革命，并将煤矿锚杆支护技 术列为煤炭工业九五重点科技攻关项目的五个项目之，在攻关研究的基 础上，在煤矿中大力推广煤巷锚杆支护技术。但是煤矿锚网支护作为种主动支 护方式，要达到理想的支护效果，在技术细节上尚需要解决和探索问题，如锚杆 组件锚杆结构锚杆施工安装机具和锚杆与其它支护结构的耦合问题等。 我国现有锚杆支护存在的不足 锚杆支护设计主要依靠现场经验，设计理论依据有待完善和补充 各类巷道锚杆千篇律很多设计单位只是笼统选择了锚杆直径和长度。 但是不同的锚杆结构和施工工艺会很大的效果差别。
7、端头锚固作用，形成 种近乎均质，抗弯抗拉抗剪强度及抗冲击力性，抗渗性抗收缩性耐久性 较好的混凝土钢纤维新型复合材料。这种混凝土钢纤维新型复合材料，在发生 较大变形后仍能承担荷载，具有良好的韧性和裂后强度。 工艺特点 湿喷钢纤维混凝土施工工艺具有粉尘少回弹率低水灰比准确喷射混 凝土质量稳定外观平整等优点。 湿喷钢纤维混凝土施工工艺改善了施工环境，省去了费时而危险的挂网作 业，简化施工工序，机械化程度高，施工生产能力大，减少循环作业时间，使支护更 加快捷及时，提高了施工和结构的安全性，施工更加快速安全高效。 湿喷钢纤维混凝土工艺改善了喷射混凝土的物理力学性能，湿喷钢纤维混 凝土抗压抗拉抗弯强度较普通喷混凝土提高较大，同时具有很好的柔性和抗裂 效应，允许变形量和残余强度较素喷混凝土大许多，能吸收较大的变形能，有利于 充分发挥围岩的自承能力，并可降低喷层厚度。 湿喷钢纤维混凝土能很好地适应不规则岩面，使喷混凝土与岩面更加紧帖， 避免了喷层后的空洞和钢筋网的腐蚀，同时大大地减少了喷混凝土填充量。 湿喷钢纤维混凝土抗裂性抗冲击性抗渗性抗冻融性和耐久性好，适 合于作为永久衬砌。 三研究目的和意义 深井因埋藏深度的增加，地应力将会随之增加，地应力的增加会使浅部具有 锚网可支的围岩变为不可支性围岩，这就是现在相对软岩新观点。此时如果 不改变传统的锚杆支护参数，巷道围岩变形是难以控制的。 霄云矿井从主井井底峒室揭露的巷道围岩看，巷道围岩以粉砂岩泥岩粉砂 岩和泥岩居多，。
8、立方米混凝土中有万根，其比表面积为，与同样质量 的钢筋相比，比表面积约增加倍。因而，在所有方向上性能都得到增强，具有 了普通混凝土所不具备的优良性能。 施工方便维与混凝土基体的接触面大，如按体积比掺入 的钢纤维时，每立方米混凝土中有万根，其比表面积为，与同样质量 的钢筋相比，比表面积约增加倍。因而，在所有方向上性能都得到增强，具有 了普通混凝土所不具备的优良性能。 施工方便，易保证质量和安全。可免除钢筋网的架设。对大断面巷道来 说挂网工艺存着定的不安全因素，同时混凝土喷射冲击金属网震动，影响混凝 土与岩石混凝土与金属网的结合力和粘结强度。钢纤维复合混凝土可以免除上 述弊端，确保混凝土与岩面的充分结合。 节省工程量，降低造价。如果保证同样的喷浆层强度，钢纤维复合混凝 土可以降低混凝土厚度。同样的喷射厚度可以增加支护强度 ，是巷道支护强度显著提高。 使传统的锚喷支护更加合理。传统的锚喷支护，混凝土喷浆层的变形性 能刚度和锚网的变形性刚度差别较大，不能保证喷浆层和锚网同时承载 地压，造成各个击破。钢纤维复合混凝土的韧性大大提高，改善了混凝土喷浆层 变形性能，使锚网喷支护结构支护效果显著提高。 技术特点 湿喷复合钢纤维混凝土技术是在湿喷混凝土拌和料中掺入定量的钢纤维及 相应外加剂，采用泵送稠流式或风送稀流式作为湿拌混凝土料的压送喷射动 力，在喷嘴处加入液态速凝剂和压缩空气喷射至岩面，钢纤维在喷射混凝土中呈二 维随机方向均匀离散分布，通过混凝土与钢纤维的全长粘结和。
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深井软岩硐室群及巷道复合支护研究与应用项目投资计划书
