專利名稱：一種治理巖爆的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及地下工程技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種治理巖爆的方法。
背景技術(shù)：
巖爆是高地應(yīng)力區(qū)地下工程中常見(jiàn)的一種卸荷破壞地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)象，即 巖體中聚積的變形能在地下工程開(kāi)挖中突然猛烈釋放，導(dǎo)致巖石爆裂并彈
射出來(lái)的現(xiàn)象，輕微的巖爆僅有剝落巖片，無(wú)彈射現(xiàn)象，嚴(yán)重的可測(cè)到4.6 級(jí)的震級(jí)，并伴有很大的聲響，其原因是圍巖應(yīng)力超過(guò)其彈性極限，巖體內(nèi) 聚集的彈性變形能突然猛烈的釋放。
目前在易發(fā)生巖爆的地段，要采取錨桿、超前錨桿支護(hù)、錨噴砼支護(hù)、鋼 纖維噴砼支護(hù)、鋼支撐等多種支護(hù)方法有效的組合在一起來(lái)防止巖爆的發(fā)生， 具體做法是爆破后立即向基巖拱部及側(cè)壁噴射鋼纖維或塑料纖維混凝土，再加 設(shè)錨桿及鋼筋網(wǎng)，必要時(shí)還要架設(shè)鋼拱架和打設(shè)超前錨桿進(jìn)行支護(hù)。上述噴射 的混凝土均為剛性混凝土，即該混凝土凝固后其內(nèi)的毛細(xì)孔率較高，粒子粘結(jié) 力較差，這樣，所形成的混凝土構(gòu)件在頻繁的瞬間重壓或沖擊力的作用下，導(dǎo) 致混凝土構(gòu)件極限承載而使構(gòu)件表面出現(xiàn)龜裂、破損。因此，現(xiàn)有在地下工程 開(kāi)挖時(shí)，工作面的巖石上錨噴的混凝土層抗壓強(qiáng)度低、凝固慢、塌落量大，更 重要的是缺乏韌性、無(wú)回彈量、抗折強(qiáng)度低，更易發(fā)生巖爆災(zāi)害。

發(fā)明內(nèi)容
3本發(fā)明為了解決現(xiàn)有地下工程開(kāi)挖時(shí)，采用工作面錨噴剛性砼等方法防止 巖爆，所形成的混凝土層存在抗壓強(qiáng)度低、凝固慢、塌落量大，更重要的是缺 乏韌性、無(wú)回彈量、抗折強(qiáng)度低，極易發(fā)生巖爆的問(wèn)題，提供一種治理巖爆的 方法。
本發(fā)明是采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的 一種治理巖爆的方法，包括在地下 工程開(kāi)挖工作面的基巖上錨噴一層彈性混凝土，所述彈性混凝土是由下列 重量份數(shù)的原料制成硅酸鹽水泥400-480kg，砂635-655 kg，石子 1050-1350kg，混凝土復(fù)合劑60-72kg，溴素12-14.4kg，橡膠顆粒28-33.6kg， 彈性添加劑A組粉狀物20-57.6kg、 B組液體物12-24kg。上述各組分的用量 可根據(jù)所需配制混凝土的量等比例擴(kuò)大或縮小。上述錨噴工藝為現(xiàn)有公知技術(shù)。
上述配方中，所述普通硅酸鹽水泥可為市售R0425、 P.0325、 P.0525等標(biāo) 號(hào)的水泥，優(yōu)選海螺牌525號(hào)普通硅酸鹽水泥；砂至少可以為徐州產(chǎn)的河砂； 石子至少可以為山西省原平產(chǎn)的花崗巖碎石或是石灰石石渣，粒徑為l-5cm; 所述混凝土復(fù)合劑為該申請(qǐng)人在專利號(hào)為200610102246.5的申請(qǐng)文件中公開(kāi)的 配方，具體為二氧化硅48-55%,氟石27.5-45%，十六烷基苯磺酸鈉2.5-8%， 羥基羧酸4-9%，脂肪族羥基磺酸鹽高效減水劑0.5-1%，可提高彈性混凝土骨料 的粒子粘結(jié)握裹力，改善混凝土塌落度，提高混凝土的抗壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度， 使得該彈性混凝土的抗壓強(qiáng)度達(dá)到60Mpa;所述溴素至少可為青島生產(chǎn)的溴素， 利用溴素本身的阻燃特性，使得本發(fā)明所述的彈性混凝土成為防火防燃的產(chǎn)品， 消除火災(zāi)隱患；所述橡膠顆粒可增加混凝土的彈性及柔韌性，增加彈性混凝土 層的回彈量，該橡膠顆?？赏ㄟ^(guò)粉碎廢橡膠或廢橡膠制品得到；所述彈性添加 劑為該申請(qǐng)人在專利號(hào)為200510012490.8的申請(qǐng)文件中公開(kāi)的配方，其包括A組粉狀物及B組液體物，A組粉狀物配方如下二氧化硅65-75%，羥基羧酸鹽 2-10%，石灰石粉10-20%,分散劑0.1-0.8%，減水劑0.05-0.2%，橡膠粉末3-6%; B組液體物配方如下20-300克的聚丙烯酰胺加入100升水中攪拌，制得聚丙 烯酰胺溶液，10-200克的聚醚加入100升水中攪拌，制得聚醚溶液，聚醚溶液 和聚丙烯酰胺溶液以1 : 2-4混合并攪拌得到B組液體物，該添加劑加入到本發(fā) 明所述的混凝土中，其作用機(jī)理與上述專利文件中所公開(kāi)的一致，該彈性添加 劑與本發(fā)明所述混凝土配方中的其它組分相互配合，使得混凝土的抗折強(qiáng)度提 高到抗壓強(qiáng)度的四倍，進(jìn)一步提高了混凝土的耐久性。
所述彈性混凝土層的厚度為10-15cm，在此厚度范圍內(nèi)，即可滿足通常 圍巖應(yīng)力的彈性極限；所述橡膠顆粒的粒徑為l-3mm;所述砂中的含土量 小于3%，否則會(huì)影響混凝土的粒子粘結(jié)力。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明在深層開(kāi)挖工作面的基巖上錨噴一層如本發(fā)明所 述配方的彈性混凝土，該噴層能牢固的粘結(jié)在基巖上，形成結(jié)構(gòu)密實(shí)，具有延 伸率、彈性和韌性，而且抗壓強(qiáng)度能達(dá)到60Mpa、抗折強(qiáng)度提高到抗壓強(qiáng)度四 倍的混凝土結(jié)構(gòu)，當(dāng)其內(nèi)部發(fā)生巖爆時(shí)，該彈性混凝土層具有一定的回彈量， 能減少巖體內(nèi)聚集的強(qiáng)沖擊力對(duì)巖層的破壞，提高混凝土構(gòu)件的耐久性，如果 與原有多種支護(hù)方法配合使用，將大大降低了巖爆的危害，甚至可以避免巖爆 的發(fā)生，為地下工程建設(shè)解決了一項(xiàng)一直一來(lái)難以克服的重大難題，具有很好 的應(yīng)用前景。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1:一種治理巖爆的方法，包括在地下工程開(kāi)挖工作面的基巖上錨噴一層
彈性混凝土，彈性混凝土層的厚度為10cm，所述彈性混凝土是由下列重量 份數(shù)的原料制成硅酸鹽水泥400kg，砂635kg，砂中的含土量為2%，石 子1050kg，混凝土復(fù)合劑60kg，溴素12kg，橡膠顆粒28kg，粒徑為lmm， 彈性添加劑A組粉狀物20kg、 B組液體物12kg，將該彈性混凝土的各原料 充分混合，然后攪拌均勻，利用現(xiàn)有的錨噴設(shè)備噴到基巖上，直至所需厚 度即可。 實(shí)施例2:
一種治理巖爆的方法，包括在地下工程開(kāi)挖工作面的基巖上錨噴一層 彈性混凝土，彈性混凝土層的厚度為15cm，所述彈性混凝土是由下列重量 份數(shù)的原料制成硅酸鹽水泥480kg，砂655kg，砂中的含土量小于3%， 石子1350kg，混凝土復(fù)合劑72kg，溴素14.4kg，橡膠顆粒33.6kg，粒徑為 3mm，彈性添加劑A組粉狀物57.6kg、 B組液體物24kg，將該彈性混凝土 的各原料充分混合，然后攪拌均勻，利用現(xiàn)有的錨噴設(shè)備噴到基巖上，直 至所需厚度即可。 實(shí)施例3:
一種治理巖爆的方法，包括在地下工程開(kāi)挖工作面的基巖上錨噴一層 彈性混凝土，彈性混凝土層的厚度為12cm，所述彈性混凝土是由下列重量 份數(shù)的原料制成硅酸鹽水泥450kg，砂655kg，砂中的含土量為1%，石 子1050kg，混凝土復(fù)合劑72kg，溴素13kg，橡膠顆粒28kg,粒徑為lmm， 彈性添加劑A組粉狀物57.6kg、 B組液體物12kg，將該彈性混凝土的各原料充分混合，然后攪拌均勻，利用現(xiàn)有的錨噴設(shè)備噴到基巖上，直至所需 厚度即可。
實(shí)施例4-
一種治理巖爆的方法，包括在地下工程開(kāi)挖工作面的基巖上錨噴一層 彈性混凝土，彈性混凝土層的厚度為14cm，所述彈性混凝土是由下列重量 份數(shù)的原料制成硅酸鹽水泥475kg，砂640kg，砂中的含土量小于3%， 石子1200kg，混凝土復(fù)合劑65kg，溴素13.5kg，橡膠顆粒31kg，粒徑為 2mm，彈性添加劑A組粉狀物35kg、 B組液體物18kg，將該彈性混凝土的 各原料充分混合，然后攪拌均勻，利用現(xiàn)有的錨噴設(shè)備噴到基巖上，直至 所需厚度即可。
權(quán)利要求
1、一種治理巖爆的方法，其特征是包括在地下工程開(kāi)挖工作面的基巖上錨噴一層彈性混凝土，所述彈性混凝土是由下列重量份數(shù)的原料制成硅酸鹽水泥400-480kg，砂635-655kg，石子1050-1350kg，混凝土復(fù)合劑60-72kg，溴素12-14.4kg，橡膠顆粒28-33.6kg，彈性添加劑A組粉狀物20-57.6kg、B組液體物12-24kg。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種治理巖爆的方法，其特征是彈性混凝土 層的厚度為10-15cm。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種治理巖爆的方法，其特征是所述橡 膠顆粒的粒徑為l-3mm。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種治理巖爆的方法，其特征是所述砂 中的含土量小于3%。
全文摘要
本發(fā)明涉及地下工程技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種治理巖爆的方法，解決現(xiàn)有地下工程開(kāi)挖時(shí)，采用工作面錨噴剛性砼等方法防止巖爆，存在抗壓強(qiáng)度低、缺乏韌性、無(wú)回彈量、抗折強(qiáng)度低，易發(fā)生巖爆的問(wèn)題，包括在地下工程開(kāi)挖工作面基巖上錨噴一層彈性混凝土，彈性混凝土是由硅酸鹽水泥、砂、石子、混凝土復(fù)合劑、溴素、橡膠顆粒和彈性添加劑制成，該噴層能牢固的粘結(jié)在基巖上，形成結(jié)構(gòu)密實(shí)，具有延伸率、彈性和韌性，抗壓強(qiáng)度能達(dá)到60MPa、抗折強(qiáng)度提高到抗壓強(qiáng)度四倍的混凝土結(jié)構(gòu)，具有一定的回彈量，能減少巖體內(nèi)聚集的強(qiáng)沖擊力對(duì)巖層的破壞，提高混凝土構(gòu)件的耐久性，大大降低了巖爆的危害，為地下工程建設(shè)解決了一項(xiàng)一直以來(lái)難以克服的重大難題。
文檔編號(hào)E02D3/00GK101538848SQ20091007419
公開(kāi)日2009年9月23日 申請(qǐng)日期2009年4月15日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月15日
發(fā)明者衡 王 申請(qǐng)人:衡 王