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1、1,第八章 巷道支护,第六节 其他支护形式,2,一、金属支架 支架支护主要包括木支架、钢筋混凝土支架和金属支架三类。木支架在煤矿已被淘汰，钢筋混凝土支架也越来越少。金属支架又包括梯形和拱形金属支架两种支护形式，均采用矿用特殊钢材制作而成。矿用特种钢材主要为矿用工字钢、矿用特殊型钢(U形钢、形钢和特殊槽钢)、轻便钢轨等。 1.梯形金属支架 梯形金属支架用1824kgm钢轨、1620号工字钢或矿用11号工字钢制作，由两腿一梁构成，其,2019/10/19,2,3,常用的梁、腿连接方式如图8-136所示。型钢棚腿下焊一块钢板，是防止它陷入巷道底板。有时还可以在棚腿之下加设垫木或铁靴子(铁板底座)。当
2、顶板压力较大时可将顶梁制作为带一定弧度的拱形，以提高支架的支撑能力和稳定性。 这种支架通常用在回采巷道，或断面较大、地压较严重的其他巷道里，如图8-137所示。 2.拱形可缩性金属支架 拱形可缩性金属支架用矿用特殊型钢制作，它的结构如图8-138所示。每架棚子由基本构件组成，,2019/10/19,3,4,4,2019/10/19,图8-136 梯形金属支架,5,5,2019/10/19,图8-137 采用梯形金属支架支护的巷道,6,6,2019/10/19,图8-138 拱形可缩性金属支架,7,一根曲率R1的弧形顶梁和两根上端部带曲率为R2的柱腿。弧形顶梁的两端插入或搭接在柱腿的弯曲部分上，
3、组成一个三心拱。梁腿搭接长度约为300400mm，该处用两个卡箍固定。柱腿下部焊有150 150mm10mm的铁板作为底座。 支架可缩性用卡箍的松紧程度来调节和控制，通常要求卡箍上的螺帽扭紧力矩约为150Nm，以保证支架的初撑力。当巷道地压达到某一限定值后，弧形顶梁即沿着柱腿弯曲部分产生微小的相对滑移，支架下缩，从而缓和了顶部围岩对支架的压力。,2019/10/19,7,8,这种支架在工作中可不止一次地退缩，可缩性比其他形式支架都大，一般可达300350mm。在设计巷道断面选择支架规格时，应考虑留出适当的变形量，以保证巷道的后期使用要求。 拱形可缩性金属支架适用于地压大、地压不稳定和围岩变形量
4、大的巷道，支护断面一般不大于12m2。支架棚距一般为0.71.0m，棚子之间应用金属拉杆通过螺栓、夹板等互相拉紧，或打入撑柱撑紧，以加强支架沿巷道轴线方向的稳定性。采用拱形可缩性金属支架支护的巷道，如图8-139所示。,2019/10/19,8,9,9,2019/10/19,图8-139 采用拱形可缩性金属支架支护的巷道,10,煤矿安全规程第四十二条 规定：支架间应设牢固的撑木或拉杆。可缩性金属支架应用金属支拉杆，并用机械或力矩扳手拧紧卡缆。支架与顶帮之间的空隙必须塞紧、背实。巷道砌碹时，碹体与顶帮之间必须用不燃物充满填实；巷道冒顶空顶部分，可用支护材料接顶，但在碹拱上部必须充填不燃物垫层，其
5、厚度不得小于0.5m。 二、砼大弧板支护 砼大弧板支护是专为软岩设计的新型全封闭支护形式，见图8-140。这种支护的特点是采用了超高,2019/10/19,10,11,11,2019/10/19,图8-140 砼大弧板支护图 1-平滑可缩夹层;2-柔性充填材料;3-吊装孔、注浆预留孔;4-砼高强弧板,12,标号钢筋砼弧板，弧板砼强度等级达C100。其截面含钢率1.3%左右，板厚0.20.3m，宽0.320.49 m，每块重4.88.0t。每圈根据巷道断面大小由46块弧板组成圆形封闭支架，每23圈相接、成巷1.0m。每米支架的均布承载能力达500700kN。 砼弧板用机械手架设。该机可在轨道上行
6、走，最大起重能力100kN，适用于直径45m的巷道。 弧板架设后，为增加其可缩性，弧板后充填100mm厚的柔性填层。在施工时如遇顶帮难于维护时，可采用锚喷支护与弧板联合支护，即先锚喷支护后再架,2019/10/19,12,13,设弧板。 弧板支架的最大优点是能在地面预制，保证质量，也有利于批量化生产；井下装配式安装，有利于机械化施工；强度大可承受高应力以及风阻小、节电。 三、衬砌支护 (一)衬砌支护的适用条件 1.锚喷网支护无法实施的地段； 2.大面积淋水或部分涌水且处理无效的地段； 3.有化学腐蚀的地段；,2019/10/19,13,14,4.特殊要求的地段。 (二)衬砌支护的类型 1.砌碹
7、支护 砌碹支护是采用砌块砌筑成连续的支护结构，主要形式是直墙拱顶，它由拱、墙和基础三部分构成。拱部各截面主要产生压应力及部分弯曲应力。拱部的内力主要为压应力，这样有利于发挥石材抗压强度高的特性。砌块材料可采用石材、混凝土砌块等。 砌碹支护的施工，多在掘进后先安设临时支,2019/10/19,14,15,架，以防止掘进与砌碹之间巷道的顶帮岩石冒落。临时支架多采用1524kg/m钢轨制作的金属拱形支架，支架间距一般为0.81.0m，支架间安设拉钩和撑住，并用背板背紧。 砌碹支护具有坚固耐久、防火阻水、通风阻力小、材料来源广等优点；缺点是断面利用率低、施工复杂、工期长、成本高，且难以机械化施工。过去
8、主要用于服务年限较长的主要巷道，如图8-141所示。目前在矿井中已被现浇混凝土和锚喷支护所淘汰。,2019/10/19,15,16,16,2019/10/19,图8-141 采用砌碹支护的巷道及井筒,17,2.现浇混凝土支护 现浇混凝土支护，是在巷道内借助模板浇灌混凝土而实施的整体式支护结构。这种支护对地质条件适应性强，易于按需要成型，服务年限长，而且可以适合多种施工方法。但由于其施工成本高，劳动强度大，施工速度慢，不能机械化施工等缺点，目前在矿山巷道中应用较少。主要用于井筒、软岩不稳定巷道以及各类重要的硐室支护，如图8-142所示。 (三)验收规范规定,2019/10/19,17,18,18
9、,2019/10/19,图8-142 采用现浇混凝土支护的巷道及硐室,19,1.验收规范第6.4.8 砌筑碹墙基础，应清理浮矸石直至实底，基础槽内不得有流水或有危害砌筑质量的积水。 2.第6.4.9 砌筑墙、拱，应符合下列规定: (1)支模前应对中、腰线进行检查，严格按中、腰线进行支模。当采用砌块砌墙时，应挂边线；两边线之间的距离不宜大于5m，并予固定； (2)墙模板应安设牢固，板面应平整； (3)碹胎的架设应与巷道中心线垂直； (4)碹胎两边拱的基点应在同一水平上。碹胎架,2019/10/19,19,20,设的坡度应与巷道坡度一致； (5)碹胎的间距，宜为11.5m。拱模板的强 度，应能满足
10、荷载要求； (6)碹胎的架设，必须牢固，碹胎的下弦不得用作工作台； (7)碹胎、模板重复使用时，应进行检查和整修； (8)在倾斜巷道中架设碹胎，应有23的迎山角。碹胎之间应设支撑和拉条； (9)砌拱时，应同时由两侧起拱线向中心对砌。,2019/10/19,20,21,当采用砌块砌拱时。最后封顶的砌块座位于正中，砌块间应灰浆饱满。 3.第6.4.10 砌体与岩帮之间的空间应充填严实。当拱部砌体与岩帮之间的空间不超过0.5m时，可采用矸石充填；等于或小于2.0m时，应砌0.5m厚的缓冲层；大于2m时，应砌0.8m厚的缓冲层。其余空间部分可用矸石、木垛或其它材料充填。 4.第6.4.12 位于软岩中
11、的巷道和受动压影响的巷道，宜采用柔性或可缩性支护。 5.第6.4.13条 有底鼓的巷道，应采取砌筑底,2019/10/19,21,22,拱，底部打锚杆、喷射混凝土或设置底梁等措施，并应符合下列规定： (1)边墙或支架的立柱，必须座落在底拱或底梁上； (2)砌筑底拱或锚喷之前，应将浮矸清理干净，直至实底，坑内的积水应排除干净； (3)底鼓的地段宜先砌筑底拱，当施工条件不允许时，可先砌墙及拱，砌墙时，应在墙基部留出不小于100mm的倒台阶和接茬钢筋； (4)砌筑底拱或锚喷后，应经过适当的养护，方,2019/10/19,22,23,可铺轨。,2019/10/19,23,本章复习思考题 1.悬吊、组合梁、组合拱、强度强化等锚杆支护的原理是什么？较其它支护类型具何优越性？ 2.喷混凝土支护的原理是什么？较其它支护类型具何优越性？ 3.常用锚杆的类型有哪些？各有何优缺点及适用条件是什么？ 4.锚杆支护系列包括哪几种支护方式？它们的使用条件什么？,2019/10/19,24,25,
