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【摘 要】本文分析了锚喷和锚网喷射混凝土施工的喷射混凝土施工设备布置、锚杆喷射混凝土支护、锚网喷射混凝土施工等技术措施。
【关键词】锚喷；锚网；混凝土；支护结构；施工技术
为了保持煤矿巷道的稳定性，防止围岩垮落或变形过大，巷道掘进后一般都要进行支护。过去大多是架设棚式支架与砌筑石材整体式支架来维护巷道，这些支护方式的缺点是加大了掘进断面，影响了掘进速度，还使爆破、运输、支护等材料费用高。支护效果上，埋深厚，砼碹开裂，巷道变形，底鼓现象比较严重，满足不了安全生产的需要。现在锚网喷支护在矿山得到了较广泛的使用，可明显改善围岩受力状态，有效地控制围岩变形，提高支护的安全可靠性。与砼碹相比，锚喷、锚网喷和锚网索喷联合支护技术可减少掘进荒断面，降低支护费用，经济效益显著。锚网喷支护技术可缩短工期。因掘进断面比砼碹支护方式小，掘进工程量小，掘进速度快，可缩短工期20%左右。这是支护技术的一次重大革新与进步。目前，一些煤矿采用锚网喷支护技术。在采用此项技术后，喷射混凝土作为用喷射方法制备的混凝土，是砂石料、水泥和速凝剂等材料搅拌而形成，借助混凝土喷射机使混合物在压缩空气的作用下，通过软管输送到喷嘴处。在喷嘴处加水混合并形成料束，高速喷敷在围岩表面上，就可形成喷射混凝土层，以支护矿井围岩。锚杆和喷射混凝土两种支护手段经常相互配合、补充，联合使用，形成锚杆喷射混凝土支护，能够增加它们对围岩的支护能力，可以适应多种围岩条件。
1.喷射混凝土的原材料及其配比
1.1水泥
应优先选用硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥，它凝结硬化快，早期强度高、凝结快。也可从实际出发选用矿渣硅酸盐水泥或火山灰质硅酸盐水泥。水泥标号一般不得低于325号，不能使用过期、受潮结块的水泥。
1.2砂子
为了保证混凝土强度，防止混凝土硬化后的收缩和减少粉尘喷射混凝土中的细骨料应采用坚硬干净的中砂或粗砂，细度模数宜大于2.5，含泥量宜小于5％。细砂会增加喷射混凝土的干缩变形，过细的粉砂易产生粉尘，影响操作人员的身体健康。
1.3石子
应采用坚硬耐久的卵石（砾石）与碎石，粒径小于15mm，大于5mm。卵石因其光滑干净，对喷射机和输料管路磨损少，有利于远距离输料和减少堵管故障。碎石混凝土比卵石混凝土强度高，喷射作业中回弹率也较低，但碎石有棱角，表面粗糙，会对喷射机和输料管路磨损，应少用。
1.4水
饮用水及清洁的天然水可以作为喷射混凝土混合水。混合水不应含有影响水泥正常凝结与硬化的物质，不得使用污水和pH值小于4的酸性水、含硫酸盐超过水重1％的水，以及含油脂、糖类的水。
1.5速凝剂
速凝剂的作用是使混凝土快凝并迅速达到较高强度。速凝剂的作用主要有两点：①加快水泥硬化。②提高混凝土早期强度。用量一般约为水泥用量的3％-7%。由于喷射混凝土施工工艺的特点，在选择喷射混凝土配比时，既要满足支护方面的要求，还应考虑施工工艺的要求。
2.喷射混凝土支护结构
喷射混凝土的结构选择，要视巷道的地质条件、围岩、工程断面、跨度等情况确定。《规范》规定了在各种条件下锚喷支护参数选择，可以结合施工情况选用，支护结构一般可分为以下几类：
（1）喷砂浆支护是在巷道周围围岩表面喷一层砂浆的支护形式，主要用以封闭围岩使之不与不利环境接触，减缓其风化、侵蚀等作用。喷砂浆的标号要等于或大于15号，喷砂浆的厚度应等于或大于10mm，小于50mm。
（2）喷射混凝土支护是以较高的速度射入张开的节理裂隙，产生如同石墙灰缝一样的粘结作用，从而提高了岩体的粘结力和内摩擦角，也就是提高了围岩的强度。同时喷射混凝土层封闭了围岩，能够防止因水和风化作用造成围岩的破坏与剥落。根据它的使用功能，分为临时支护、永久支护。
（3）锚杆喷射混凝土支护是锚杆和喷射混凝土联合支护的一种支护结构，这种结构既能充分发挥锚杆的作用，又能充分发挥喷射混凝土的作用，两种作用相结合，有效地改进了支护的效能。
（4）锚杆喷射混凝土金属网联合支护是锚杆、金属网和喷射混凝土进行联合支护的形式。在喷射混凝土之前敷设金属网，喷后成钢筋混凝土层，提高了喷层的整体性，改善了喷层的抗拉性能，这就形成了锚网喷联合支护，能有效地支护松散破碎的软弱岩层。一般金属网的网格不小于100mm，金属网所用钢筋或钢丝直径为2.5-10mm，施工时应注意用锚杆固定牢靠，金属网间要用铁丝绑扎结实，钢筋保护层厚度不应小于20mm、不大于40mm，必须能与喷射混凝土密切结合产生强度。
（5）钢纤维喷射混凝土支护是在喷射混凝土中掺入适当钢纤维，以提高喷射混凝土性能的支护。较多地应用于过断层破碎带的巷道支护和大断面交叉点，或处理冒顶等事故，也可在裂隙、节理发达的围岩以及承受扰动影响的巷道和高速水流冲刷中使用，一般碳素钢纤维的抗拉强度不得低于380MPa，钢纤维的直径应控制在0.3-0.5mm，钢纤维的长度20-25mm，钢纤维掺量应为混合料质量的3%-6%。
（6）钢架喷射混凝土联合支护是在软岩中应用的一种支护结构，先在掘进后架设钢架，允许围岩收敛变形，稳定后再进行喷射混凝土支护，把钢架喷在里面，有时也打一些锚杆，控制围岩变形。钢架自身仍保持相当的支护能力，被喷射混凝土裹住后又起钢筋加固作用．而喷射混凝土层的柔性，对围岩稳定后的微量变形可以适应。
3.锚喷和锚网喷射混凝土施工
3.1喷射混凝土施工设备布置
喷射混凝土施工设备的布置，要以施工安全、高效操作为前提．尽量缩短混合料搅拌机与喷射机之间的距离。如搅拌机设在地面，按一定比例搅拌的粗细骨料运往井下，在现场与水泥、速凝剂一起搅拌后喷射，喷射机至作业面的距离要近，以便提高效率，防止堵管。斜井施工中喷射机布置在井口进行长距离输料时，应检查铺设输料管，不宜用弯头，改变输料管径时应用锥形变径接头，以减少运输阻力，防止管路堵塞。使用压力水箱向喷头供水时，水箱位置设置在喷射机司机、喷射手的可视范围内，调节和控制水箱压力。搅拌机、上料机、喷射机等均应布置在巷道一侧，以便掘进排研和喷射混凝土供料车能随时通过，确保连续施工。
3.2锚杆喷射混凝土支护
锚杆的施工要根据锚杆的型号而不同。在掘进后，先安装临时锚杆，继而喷薄层混凝土，再进行复喷达到设计规定的喷层厚度，顶板情况良好时，喷一薄层混凝土，再安装锚杆，再进行复喷，达到设计规定的喷层厚度。
3.3锚网喷射混凝土施工
锚杆的施工对于破碎软岩断层带需增加金属网一层或两层，增大其强度，起到钢筋混凝土的作用，钢筋网铺设在使用前清除污锈，在围岩表面喷射一薄层棍凝土后再铺设金属网，金属网与锚杆或其他坚固件应联结牢固。金属网片也应互相绑扎紧密，使之在喷射混凝土操作时不晃动，钢筋网的网格尺寸应等于或小于150mm，采用金属网时，第一层金属网被喷射混凝土覆盖后再铺设第二层金属网。
钢筋网在喷射混凝土中的位置。钢筋网与岩面的间隙，或喷射混凝土厚度应大于30mm，网筋保护层的厚度应等于或大于20mm，小于40mm。这有利于钢筋网喷射混凝土的应力分布和受力状态，利于防止喷射混凝土支护表面破损。
喷射混凝土之前，应先检查巷道断面尺寸是否符合要求；撬掉岩面上的活石，清除巷道两帮基底的存矸，使达到设计规定的深度（底板以下100mm）；认真检查机械设备、管线和其它设施，发现问题及时解决。 [科]
【关键词】锚喷；锚网；混凝土；支护结构；施工技术
为了保持煤矿巷道的稳定性，防止围岩垮落或变形过大，巷道掘进后一般都要进行支护。过去大多是架设棚式支架与砌筑石材整体式支架来维护巷道，这些支护方式的缺点是加大了掘进断面，影响了掘进速度，还使爆破、运输、支护等材料费用高。支护效果上，埋深厚，砼碹开裂，巷道变形，底鼓现象比较严重，满足不了安全生产的需要。现在锚网喷支护在矿山得到了较广泛的使用，可明显改善围岩受力状态，有效地控制围岩变形，提高支护的安全可靠性。与砼碹相比，锚喷、锚网喷和锚网索喷联合支护技术可减少掘进荒断面，降低支护费用，经济效益显著。锚网喷支护技术可缩短工期。因掘进断面比砼碹支护方式小，掘进工程量小，掘进速度快，可缩短工期20%左右。这是支护技术的一次重大革新与进步。目前，一些煤矿采用锚网喷支护技术。在采用此项技术后，喷射混凝土作为用喷射方法制备的混凝土，是砂石料、水泥和速凝剂等材料搅拌而形成，借助混凝土喷射机使混合物在压缩空气的作用下，通过软管输送到喷嘴处。在喷嘴处加水混合并形成料束，高速喷敷在围岩表面上，就可形成喷射混凝土层，以支护矿井围岩。锚杆和喷射混凝土两种支护手段经常相互配合、补充，联合使用，形成锚杆喷射混凝土支护，能够增加它们对围岩的支护能力，可以适应多种围岩条件。
1.喷射混凝土的原材料及其配比
1.1水泥
应优先选用硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥，它凝结硬化快，早期强度高、凝结快。也可从实际出发选用矿渣硅酸盐水泥或火山灰质硅酸盐水泥。水泥标号一般不得低于325号，不能使用过期、受潮结块的水泥。
1.2砂子
为了保证混凝土强度，防止混凝土硬化后的收缩和减少粉尘喷射混凝土中的细骨料应采用坚硬干净的中砂或粗砂，细度模数宜大于2.5，含泥量宜小于5％。细砂会增加喷射混凝土的干缩变形，过细的粉砂易产生粉尘，影响操作人员的身体健康。
1.3石子
应采用坚硬耐久的卵石（砾石）与碎石，粒径小于15mm，大于5mm。卵石因其光滑干净，对喷射机和输料管路磨损少，有利于远距离输料和减少堵管故障。碎石混凝土比卵石混凝土强度高，喷射作业中回弹率也较低，但碎石有棱角，表面粗糙，会对喷射机和输料管路磨损，应少用。
1.4水
饮用水及清洁的天然水可以作为喷射混凝土混合水。混合水不应含有影响水泥正常凝结与硬化的物质，不得使用污水和pH值小于4的酸性水、含硫酸盐超过水重1％的水，以及含油脂、糖类的水。
1.5速凝剂
速凝剂的作用是使混凝土快凝并迅速达到较高强度。速凝剂的作用主要有两点：①加快水泥硬化。②提高混凝土早期强度。用量一般约为水泥用量的3％-7%。由于喷射混凝土施工工艺的特点，在选择喷射混凝土配比时，既要满足支护方面的要求，还应考虑施工工艺的要求。
2.喷射混凝土支护结构
喷射混凝土的结构选择，要视巷道的地质条件、围岩、工程断面、跨度等情况确定。《规范》规定了在各种条件下锚喷支护参数选择，可以结合施工情况选用，支护结构一般可分为以下几类：
（1）喷砂浆支护是在巷道周围围岩表面喷一层砂浆的支护形式，主要用以封闭围岩使之不与不利环境接触，减缓其风化、侵蚀等作用。喷砂浆的标号要等于或大于15号，喷砂浆的厚度应等于或大于10mm，小于50mm。
（2）喷射混凝土支护是以较高的速度射入张开的节理裂隙，产生如同石墙灰缝一样的粘结作用，从而提高了岩体的粘结力和内摩擦角，也就是提高了围岩的强度。同时喷射混凝土层封闭了围岩，能够防止因水和风化作用造成围岩的破坏与剥落。根据它的使用功能，分为临时支护、永久支护。
（3）锚杆喷射混凝土支护是锚杆和喷射混凝土联合支护的一种支护结构，这种结构既能充分发挥锚杆的作用，又能充分发挥喷射混凝土的作用，两种作用相结合，有效地改进了支护的效能。
（4）锚杆喷射混凝土金属网联合支护是锚杆、金属网和喷射混凝土进行联合支护的形式。在喷射混凝土之前敷设金属网，喷后成钢筋混凝土层，提高了喷层的整体性，改善了喷层的抗拉性能，这就形成了锚网喷联合支护，能有效地支护松散破碎的软弱岩层。一般金属网的网格不小于100mm，金属网所用钢筋或钢丝直径为2.5-10mm，施工时应注意用锚杆固定牢靠，金属网间要用铁丝绑扎结实，钢筋保护层厚度不应小于20mm、不大于40mm，必须能与喷射混凝土密切结合产生强度。
（5）钢纤维喷射混凝土支护是在喷射混凝土中掺入适当钢纤维，以提高喷射混凝土性能的支护。较多地应用于过断层破碎带的巷道支护和大断面交叉点，或处理冒顶等事故，也可在裂隙、节理发达的围岩以及承受扰动影响的巷道和高速水流冲刷中使用，一般碳素钢纤维的抗拉强度不得低于380MPa，钢纤维的直径应控制在0.3-0.5mm，钢纤维的长度20-25mm，钢纤维掺量应为混合料质量的3%-6%。
（6）钢架喷射混凝土联合支护是在软岩中应用的一种支护结构，先在掘进后架设钢架，允许围岩收敛变形，稳定后再进行喷射混凝土支护，把钢架喷在里面，有时也打一些锚杆，控制围岩变形。钢架自身仍保持相当的支护能力，被喷射混凝土裹住后又起钢筋加固作用．而喷射混凝土层的柔性，对围岩稳定后的微量变形可以适应。
3.锚喷和锚网喷射混凝土施工
3.1喷射混凝土施工设备布置
喷射混凝土施工设备的布置，要以施工安全、高效操作为前提．尽量缩短混合料搅拌机与喷射机之间的距离。如搅拌机设在地面，按一定比例搅拌的粗细骨料运往井下，在现场与水泥、速凝剂一起搅拌后喷射，喷射机至作业面的距离要近，以便提高效率，防止堵管。斜井施工中喷射机布置在井口进行长距离输料时，应检查铺设输料管，不宜用弯头，改变输料管径时应用锥形变径接头，以减少运输阻力，防止管路堵塞。使用压力水箱向喷头供水时，水箱位置设置在喷射机司机、喷射手的可视范围内，调节和控制水箱压力。搅拌机、上料机、喷射机等均应布置在巷道一侧，以便掘进排研和喷射混凝土供料车能随时通过，确保连续施工。
3.2锚杆喷射混凝土支护
锚杆的施工要根据锚杆的型号而不同。在掘进后，先安装临时锚杆，继而喷薄层混凝土，再进行复喷达到设计规定的喷层厚度，顶板情况良好时，喷一薄层混凝土，再安装锚杆，再进行复喷，达到设计规定的喷层厚度。
3.3锚网喷射混凝土施工
锚杆的施工对于破碎软岩断层带需增加金属网一层或两层，增大其强度，起到钢筋混凝土的作用，钢筋网铺设在使用前清除污锈，在围岩表面喷射一薄层棍凝土后再铺设金属网，金属网与锚杆或其他坚固件应联结牢固。金属网片也应互相绑扎紧密，使之在喷射混凝土操作时不晃动，钢筋网的网格尺寸应等于或小于150mm，采用金属网时，第一层金属网被喷射混凝土覆盖后再铺设第二层金属网。
钢筋网在喷射混凝土中的位置。钢筋网与岩面的间隙，或喷射混凝土厚度应大于30mm，网筋保护层的厚度应等于或大于20mm，小于40mm。这有利于钢筋网喷射混凝土的应力分布和受力状态，利于防止喷射混凝土支护表面破损。
喷射混凝土之前，应先检查巷道断面尺寸是否符合要求；撬掉岩面上的活石，清除巷道两帮基底的存矸，使达到设计规定的深度（底板以下100mm）；认真检查机械设备、管线和其它设施，发现问题及时解决。 [科]