井巷工程课件-巷道支护1_精品文档.ppt

1、State Key Laboratory of Coal Resources and Mine Safety（CUMT）李学华：中国矿业大学矿业工程学院，李学华：中国矿业大学矿业工程学院，13952196864第六章第六章 巷道支护巷道支护煤巷锚杆支护煤巷锚杆支护侯朝炯、郭励生、勾攀峰等侯朝炯、郭励生、勾攀峰等.中国矿业大学出版社中国矿业大学出版社State Key Laboratory of Coal Resources and Mine Safety（CUMT）李学华：中国矿业大学矿业工程学院，李学华：中国矿业大学矿业工程学院，13952196864巷道围岩控制的普遍原理与技术巷道围岩控制

2、的普遍原理与技术u围岩应力围岩应力P、围岩强度围岩强度（c、）、）、支护反力支护反力Pi是巷道围岩控制的三个是巷道围岩控制的三个技术途径。技术途径。State Key Laboratory of Coal Resources and Mine Safety（CUMT）李学华：中国矿业大学矿业工程学院，李学华：中国矿业大学矿业工程学院，13952196864三种类型三种类型u第一类为各种被动支护形式，包括木棚支架、钢筋混凝土支第一类为各种被动支护形式，包括木棚支架、钢筋混凝土支架、金属型钢支架、料石碹、混凝土及钢筋混凝土碹等；架、金属型钢支架、料石碹、混凝土及钢筋混凝土碹等；u第二类是以锚杆支护

3、为主，旨在改善巷道围岩力学性能的积第二类是以锚杆支护为主，旨在改善巷道围岩力学性能的积极支护形式，包括锚喷支护、锚网支护、锚喷网支护等；极支护形式，包括锚喷支护、锚网支护、锚喷网支护等；u第三类是以锚杆和注浆加固为主的积极主动加固形式，如锚第三类是以锚杆和注浆加固为主的积极主动加固形式，如锚注支护、预应力锚索支护技术等。注支护、预应力锚索支护技术等。State Key Laboratory of Coal Resources and Mine Safety（CUMT）李学华：中国矿业大学矿业工程学院，李学华：中国矿业大学矿业工程学院，13952196864第一节第一节支护材料支护材料棚式支架棚

4、式支架石材整体支护石材整体支护锚喷支护锚喷支护梯形金属支架梯形金属支架料石料石金属锚杆、锚索金属锚杆、锚索拱形可缩金属支架拱形可缩金属支架砖砖木锚杆木锚杆木支架木支架混凝土混凝土竹锚杆竹锚杆钢筋混凝土支架钢筋混凝土支架钢筋混凝土钢筋混凝土金属网金属网混凝土混凝土State Key Laboratory of Coal Resources and Mine Safety（CUMT）李学华：中国矿业大学矿业工程学院，李学华：中国矿业大学矿业工程学院，13952196864u水泥是一种加水拌合而成的可塑性浆体，能将砂、石等散粒材料水泥是一种加水拌合而成的可塑性浆体，能将砂、石等散粒材料胶结成为整体并

5、经物理和化学过程形成坚硬的人造石结构。胶结成为整体并经物理和化学过程形成坚硬的人造石结构。u建筑工程用水泥为普通水泥。包括硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、建筑工程用水泥为普通水泥。包括硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥。矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥。u专用水泥。专用水泥。高铝水泥：快硬、高强、耐腐蚀，国防、道路、抢修；高铝水泥：快硬、高强、耐腐蚀，国防、道路、抢修；膨胀水泥膨胀水泥防水沙浆：构件、管道接头，防渗抹面防水沙浆：构件、管道接头，防渗抹面；白色水泥；白色水泥原料和制作设备及过程；彩色水泥：氧化铁、氧化锰、氧化原料和制作

6、设备及过程；彩色水泥：氧化铁、氧化锰、氧化铬；快硬水泥；抢修工程、抗冲击及抗震性工程；铬；快硬水泥；抢修工程、抗冲击及抗震性工程；耐硫酸盐水泥。耐硫酸盐水泥。一水泥一水泥State Key Laboratory of Coal Resources and Mine Safety（CUMT）李学华：中国矿业大学矿业工程学院，李学华：中国矿业大学矿业工程学院，139521968641.硅酸盐水泥硅酸盐水泥熟料的矿物组成熟料的矿物组成名称名称化学式化学式简写式简写式含量（含量（%）硅酸三钙硅酸三钙3CaOSiO2C3S3637硅酸二钙硅酸二钙2CaOSiO2C2S1537铝酸三钙铝酸三钙3CaOAl

7、2O3C3A715铁铝酸四钙铁铝酸四钙4CaOAl2O3Fe2O3C4AF1018CaOSiO2、Al2O3Fe2O3黑色球状黑色球状State Key Laboratory of Coal Resources and Mine Safety（CUMT）李学华：中国矿业大学矿业工程学院，李学华：中国矿业大学矿业工程学院，13952196864矿物性能（单独与水作用）矿物性能（单独与水作用）名称名称硅酸三钙硅酸三钙硅酸二钙硅酸二钙铝酸三钙铝酸三钙铁铝酸四钙铁铝酸四钙凝结硬化速度凝结硬化速度2828天放热量天放热量强度强度快快多多高高慢慢少少早低、后高早低、后高最快最快最多最多低低快快中中低低St

8、ate Key Laboratory of Coal Resources and Mine Safety（CUMT）李学华：中国矿业大学矿业工程学院，李学华：中国矿业大学矿业工程学院，13952196864u7200m（0.0070.2mm），），水泥颗粒愈细，表面积愈大，水化愈水泥颗粒愈细，表面积愈大，水化愈快，其早期强度和后期强度都越高。快，其早期强度和后期强度都越高。u但在空气中硬化收缩性大，成本高。但在空气中硬化收缩性大，成本高。u筛分法：筛分法：0.08mm方孔标准筛筛余量不得超过方孔标准筛筛余量不得超过10%水泥的细度水泥的细度u初凝初凝：加水拌和直到开始失去塑性（搅拌、运输、浇捣

9、和砌筑）：加水拌和直到开始失去塑性（搅拌、运输、浇捣和砌筑），应大于，应大于45min。u终凝终凝：加水拌和直到失去塑性产生强度（尽快硬化、产生强度）：加水拌和直到失去塑性产生强度（尽快硬化、产生强度）所需的时间。所需的时间。硅酸盐水泥小于硅酸盐水泥小于6.5h。u硬化硬化：终凝后形成坚硬人造石。：终凝后形成坚硬人造石。水泥的凝结时间水泥的凝结时间（细度、水灰比）（细度、水灰比）State Key Laboratory of Coal Resources and Mine Safety（CUMT）李学华：中国矿业大学矿业工程学院，李学华：中国矿业大学矿业工程学院，13952196864u水泥和

10、标准沙（水泥和标准沙（1 2.5）+定量水（水灰比定量水（水灰比0.5）制成标准试件）制成标准试件（4416cm）；养护；养护；试验（抗折抗压）。；试验（抗折抗压）。u温度温度201，相对湿度，相对湿度90%3d,28du强度和标号：强度和标号：425、425R、525、525R、625、625R，见表，见表6-2。水泥的强度水泥的强度（矿物成分和细度）（矿物成分和细度）State Key Laboratory of Coal Resources and Mine Safety（CUMT）李学华：中国矿业大学矿业工程学院，李学华：中国矿业大学矿业工程学院，13952196864u按不同品种、标

11、号及出厂日期存放。按不同品种、标号及出厂日期存放。u一般存储条件下：三个月后强度降低一般存储条件下：三个月后强度降低1020%，六个月后强度降低，六个月后强度降低1530%，1年后强度降低年后强度降低2540%。水泥的水化热水泥的水化热u水泥的水化反应是放热反应，其水化过程放出的热称为水泥的水水泥的水化反应是放热反应，其水化过程放出的热称为水泥的水化热。化热。水泥的贮存条件水泥的贮存条件State Key Laboratory of Coal Resources and Mine Safety（CUMT）李学华：中国矿业大学矿业工程学院，李学华：中国矿业大学矿业工程学院，13952196864

12、硅酸盐水泥的应用硅酸盐水泥的应用u标号高：重要结构的高强混凝土、钢筋混凝土、预应力混凝土；标号高：重要结构的高强混凝土、钢筋混凝土、预应力混凝土；u凝结硬化快：喷射混凝土支护；凝结硬化快：喷射混凝土支护；u耐冻性好：冬季施工和遭受反复冻融工程；耐冻性好：冬季施工和遭受反复冻融工程；u水化热多、周期长：不适用于大体积混凝土；水化热多、周期长：不适用于大体积混凝土；u抗软水及化学腐蚀性差：不适宜于海水、矿物水、流动的淡水及抗软水及化学腐蚀性差：不适宜于海水、矿物水、流动的淡水及有水压的水（或体积膨胀或生成溶于水的氢氧化钙、铝化钙等）有水压的水（或体积膨胀或生成溶于水的氢氧化钙、铝化钙等）State

13、 Key Laboratory of Coal Resources and Mine Safety（CUMT）李学华：中国矿业大学矿业工程学院，李学华：中国矿业大学矿业工程学院，13952196864u活性混合材料：产生胶凝性的水化产物，在空气和水中均能硬化。活性混合材料：产生胶凝性的水化产物，在空气和水中均能硬化。如粒化高炉矿渣、火山灰质混合材料、粉煤灰。如粒化高炉矿渣、火山灰质混合材料、粉煤灰。u非活性混合材料：粘土、石灰石、石英砂等。非活性混合材料：粘土、石灰石、石英砂等。u作用：提高产量、降低标号、降低水化热，扩大使用范围作用：提高产量、降低标号、降低水化热，扩大使用范围u活性材料能改

14、善某些性能活性材料能改善某些性能2.水泥混合材料水泥混合材料State Key Laboratory of Coal Resources and Mine Safety（CUMT）李学华：中国矿业大学矿业工程学院，李学华：中国矿业大学矿业工程学院，13952196864u组成：硅酸盐水泥熟料组成：硅酸盐水泥熟料+少量混合材料少量混合材料+适量石膏，普通水泥。适量石膏，普通水泥。u活性掺量少于活性掺量少于15%，非活性掺量少于，非活性掺量少于10%。u调节水泥的强度等级调节水泥的强度等级。u标号：标号：325、325R、425、425R、525、525R。u性能：基本性能同硅酸盐水泥；凝结硬化速

15、度慢、抗冻及耐磨性性能：基本性能同硅酸盐水泥；凝结硬化速度慢、抗冻及耐磨性差，凝结时间要求一样差，凝结时间要求一样u使用：标号广，便于使用。使用：标号广，便于使用。3.普通硅酸盐水泥普通硅酸盐水泥State Key Laboratory of Coal Resources and Mine Safety（CUMT）李学华：中国矿业大学矿业工程学院，李学华：中国矿业大学矿业工程学院，13952196864u组成：硅酸盐水泥熟料组成：硅酸盐水泥熟料+粒化高炉矿渣（粒化高炉矿渣（2070%）+适量石膏。适量石膏。u应用：抗软水及化学腐蚀性较强，可用于水工和海港工程；用水应用：抗软水及化学腐蚀性较强，

16、可用于水工和海港工程；用水量大，保水性差，干缩性大：故抗冻性、抗渗性差。量大，保水性差，干缩性大：故抗冻性、抗渗性差。4.矿渣硅酸盐水泥矿渣硅酸盐水泥u组成：硅酸盐水泥熟料组成：硅酸盐水泥熟料+火山灰质混合材料（火山灰质混合材料（2050%）+适量石适量石膏。膏。u应用：硬化慢、湿热敏感性高，适用于采用蒸汽养护的工程，不宜应用：硬化慢、湿热敏感性高，适用于采用蒸汽养护的工程，不宜有早强要求的工程和低温工程；水化热少（同标号普通水泥的有早强要求的工程和低温工程；水化热少（同标号普通水泥的70%），用于大体积混凝土；潮湿环境中产生膨胀胶化作用，用于），用于大体积混凝土；潮湿环境中产生膨胀胶化作用，用于抗渗要求较高的工程；初期析水速度快，产生收缩裂纹，在干燥环抗渗要求较高的工程；初期析水速度快，产生收缩裂纹，在干燥环境中不宜采用；用水量大，干缩性大：故抗冻性差。境中不宜采用；用水量大，干缩性大：故抗冻性差。5.火山灰质硅酸盐水泥火山灰质硅酸盐水泥State Key Laboratory of Coal Resources and Mine Safety（CUMT）李学华：中国矿业大学矿业工程