巷道永久支護

巷道永久支護巷道永久支護是根據設計圖紙的規定施工的支護。服務年限長，一般不可能回收複用。根據支護結構的特點，可分為錨噴支護、架棚支護、砌喧支護。 一、錨噴支護 錨噴支護技術的發展可以分為四個階段：20世紀50年代，開始試用錨杆支護；20世紀60年代，在岩蓼中試作噴漿支護，後發展為噴射混凝土支護；20世紀70年代，試用和推廣光麵爆破及錨杆、網、噴射混凝土支護，形成了一套比較完善的支護形式；20世紀80年代采用工程量測、試用新奧法，結合煤礦特點，初步形成了一套完善的設計、施工動態管理方法。 錨噴支護技術的發展衝破了傳統的支撐概念，形成了充分發揮圍岩本身自支承作用，使圍岩與支護共同作用的現代支護理論。支護理論的發展，在煤炭係統大致經曆了以下幾個階段：20世紀20年代以前，發表了許多地壓假說，其共同特點是把圍岩作為不變載荷，而支護被看作承受載荷的結構，即所謂的古典壓力理論。20世紀20年代至60年代，把岩體視作鬆散體，認為作用在支護結構上的荷載是圍岩塌落拱內的鬆動岩體重量，即鬆散體理論。20世紀60年代發展起來的支護與圍岩共同作用的現代支護理論，是在錨噴支護的出現和大量采用，以及岩體力學的發展過程中形成的。20世紀70年代以後，光爆錨噴支護的完善與提高，引進和推廣新奧法，采用了工程量測，信息化動態管理，促進了這一新技術的發展。 (一)錨杆支護 1．錨杆支護作用機理 錨杆支護的作用機理有加固拱作用、懸吊作用、組合梁作用、圍岩補強作用和減小跨度作用等，如圖5—3所示。 (1)懸吊作用在層狀岩層中，錨杆將下部不穩定的岩層懸吊在上部穩固的岩層上。錨杆所受的拉力來自被懸吊的岩層重量。 (2)組合梁作用在沒有穩固岩層的薄層狀岩層中，通過錨杆的預拉應力，將視為組合梁的各薄岩層擠緊，提高其自承能力。決定組合梁穩定性的主要因素是錨杆的預拉應力及杆體強度和岩層性質。 (3)加固拱作用對於被縱橫交錯的弱麵所切割的塊狀或破裂狀圍岩，如果及時用錨杆加固，就能提高岩體結構弱麵的抗剪強度，在圍岩周邊一定厚度的範圍內形成一個不僅能維持自身穩 定，而且能防止其上部圍岩鬆動和變形的加固拱，從而保持巷道的穩定。 (4)減少跨度作用巷道頂板打上錨杆，相當於在該處打上了點柱。因此，就相當於把巷道頂板岩石懸露的跨度縮少了，從而提高了頂板岩層的抗彎曲能力。 2．錨杆的分類與安裝 1)木錨杆 我國使用的木錨杆有兩種，即普通木錨杆和壓縮木錨杆。 (1)普通木錨杆，是采用優質木材製作的，常用的有榆木、槐木、桑木等。要求木紋平直、無疵病，有足夠的強度。普通木錨杆由木內楔、木杆體、木托板和木外楔組成。杆體上下兩楔縫應相互垂直，防止打楔造成劈裂。 木錨杆的安裝方法是先將木內楔插到錨杆頂端楔縫中，然後將杆體放入眼孔內，在錨杆尾端加力錘擊，錨杆錨固後，再上好木托板，在錨杆尾端楔縫中加打木外楔封住眼孔並撐緊托板。 普通木錨杆結構簡單，取材方便，加工容易，成本低。但錨固力小，易腐朽變形，多在服務年限短的采區煤或半煤巷中錨固煤幫用，使用時應注意防腐處理。 (2)壓縮木錨杆，是利用壓縮木製成的錨杆。壓縮木是把潮濕的木材加以橫紋壓縮，就會產生較大的彈性變形，在變形狀態掘進工下予以熱處理和冷卻，彈性變形就轉化成塑性變形即成了壓縮木。當壓縮木吸水後，塑性變形又轉化為彈性變形，產生一種能恢複到接近原來尺寸和開頭的膨脹特性。壓縮木的密度可達1.4t/m³力學強度要比一般木材大2～3倍。 壓縮木錨杆比普通木錨杆強度大，它是全長錨固，錨固力大。這種錨杆的錨固力可達40 kN。以用於鬆軟煤層巷道煤幫的錨固和綜采工作麵煤幫的加固(防片幫冒頂02manbetx.com )為宜。 壓縮木錨杆的安裝與楔縫木錨杆基本相同，但在放入眼孔前，要把杆體浸濕，馬上將浸濕的杆體放入眼孔中。壓縮木錨杆的托板多采用金屬托板，另外還配有金屬襯套。 此種錨杆製作工藝複雜，必須在專門工廠生產，成本高，儲存保管不便，因此使用不多。 2)倒楔式金屬錨杆 這種錨杆曾經是使用最為廣泛的錨杆形式之一，由於它加工簡單，安裝方便，具有一定的錨固力，因此，這種錨杆在一定範圍內至今還在使用。 倒楔式金屬錨杆由錨頭、杆體、托板和螺帽四部分組成。錨頭是由與杆體相連的固定楔和活動倒楔兩個部分組成，固定楔與倒楔沿斜麵相對移動，壓緊眼孔壁形成錨固力；杆體通常選用3號圓鋼，直徑14 mm～22 Inm，長度1．4 m～2．0 m；錨杆尾端加工成長100 Inm～150 mm的標準三角螺紋。 安裝時，先把倒楔綁在固定楔的下部適當位置，輕輕送入錨杆眼孔中，然後用一個專用的金屬杆沿錨杆側插入到倒楔處，錘擊金屬杆時將倒楔頂入固定楔斜麵，利用倒楔把固定楔楔緊在眼孔中，使錨杆得到錨固力，再上好托板，擰緊螺帽即可。 這種錨杆安裝時不需完全插到眼孔底部就能錨固，所以對眼孔深度要求不嚴；巷道報廢時，可擰下螺帽退下墊板，用錘向裏打擊杆體，鬆動倒楔，拆下錨杆，所以這種錨杆可以回收複用。 3)管縫式錨杆 管縫錨杆是一種全長摩擦錨固式錨杆，這種錨杆具有安裝簡巷道支護單，錨固可靠，初錨力大，永久錨固力隨圍岩移動而增長。 管縫錨杆由高強度鋼管或鋼板卷製成，沿鋼管全長有一條縫，實際上是一條有開縫的鋼管，在管的頂端是錐體，尾端焊有一個由8一鋼筋製成的圓環。這種錨杆已形成了支護係列。直 徑從45 HHn到33 mm，長度從1．4 m至2．0 m，為配合風動錨杆鑽機的使用，又研製出直徑30 mm的管縫錨杆，經過現場試驗表明：錨杆杆體穩定，錨固力大，節省鋼材，施工速度快，支護效果好。 管縫錨杆安裝對鑽孔要求比較嚴格，目前常用的安裝機有兩種：一種是用風鑽稍作改進製作而成，另一種是液壓錨杆安裝機。用風動錨杆安裝機，需要在安裝機與錨杆之間配置連接裝置——衝擊杆。衝擊杆的作用是把風動錨杆安裝機的衝擊力傳遞給管縫錨杆，以克服錨杆與眼孔壁相互作用產生的摩擦阻力，使錨杆能夠裝進鑽孔中。 一般錨杆直徑要比鑽孔直徑大2 mm～3 mm，用外力強迫壓入鑽孔中。管徑縮小，對孔壁產生環向的徑向彈性張力，緊緊擠壓孔壁。杆體與孔壁之間產生軸向摩擦力，從而形成錨固力，該錨固力沿錨杆全長分布。此外，托板緊壓孔口岩壁，使岩石近似處於三向應力狀態。 管縫錨杆安裝注意事項： (1)選用鑽頭要用遊標卡尺測量，精確到毫米級後一位小數點。新鑽頭直徑要大些，即與錨杆直徑差要小些，一般以1．5 mm～2 mm為宜。 (2)使用鑽頭要掌握鑽頭磨損數據。開始要詳細測量兩組鑽頭的磨損量，測算每個鑽頭的有效鑽孔數。待取得實測數據後，再用以指導現場施工。在正常施工時，隻要注意鑽頭鑽孔數即可，一旦鑽頭鑽孑L數達到測定規定數，就換用新鑽頭。這樣可大大減少錨杆安裝的不合格數量。 (3)鑽孔深度要比錨杆長度長50 mm，並要把握住鑽孔方向，保持鑽孔直度。掘進工 (4)錨杆安裝，安裝機機身軸線應與錨杆軸線相一致，盡量減少偏差，防止錨杆遭受過大彎矩，使錨杆損壞和安裝不進去。 4)樹脂錨杆 用樹脂作為粘結劑進行錨固的方式稱為樹脂錨杆。由於樹脂成本高，所以多用端頭錨固，但也可以實現全長錨固。 樹脂錨杆的杆體可為鋼材、木材、竹材或玻璃鋼材等。樹脂錨固劑根據其凝固固化時問，有超快的CK型，有快速的K型，有中速的Z型和慢速的M型。樹脂錨固劑主要技術特征見表 一般樹脂錨杆的安裝應遵循以下方法： (1)錨杆眼鑽眼工具一般用風動鑿岩機、煤電鑽或液壓鑽。 (2)鑽眼前應按設計要求定好眼位，做出標記。錨杆眼盡量與岩層層理、裂隙麵垂直，當條件不具備時，應與巷道周邊垂直。錨杆眼深必須符合設計要求。 (3)鑽眼後，應用壓縮空氣或水將眼中的岩粉清除幹淨，煤層或軟岩中的錨杆眼，煤電鑽不許來回拉鑽杆，以免擴大眼徑。 (4)安裝前要檢查錨杆眼的方向、位置及平直度是否符合設計要求，錨固劑、杆體是否合格。如果有一項不符合要求，不得進行安裝。 (5)樹脂錨杆攪拌工具，可采用煤電鑽或單體風動錨杆機等。 (6)安裝時，先將帶螺母的連接頭擰緊在杆尾螺紋上；如采巷道支護用六方套連接頭，則應預先把兩個螺母在杆體上互相擠緊，然後用杆體量準眼深，劃好記號，再用杆體將錨固劑送到眼底。攪拌時間應根據錨固劑技術特征而定。 (7)取下煤電鑽或攪拌器。采用螺母連接頭時，要等錨固劑固化後才準取下；采用六方套筒連接頭時，可馬上卸下。 (8)Z型錨固劑在錨杆安裝後15 min上托板；K型錨固劑安裝後10 min上托板；CK型錨固劑安裝後5 min上托板。尾部螺母必須用機械或力矩扳手擰緊，確保托板與岩麵貼緊，嚴防鬆 動。 5)快硬膨脹水泥錨杆 快硬膨脹水泥是采用普通矽酸鹽水泥或礦渣矽酸鹽水泥加人外加劑而成，具有速凝、早強、減水、膨脹等特點，用以錨固錨杆，一般都是做成水泥藥卷使用。 水泥藥卷一般做成空心的，中心有帶砂網的中心孔，錨杆可直接穿人，也可做成實心藥卷。安裝時先把藥卷串入錨杆，上好墊圈，然後手持錨杆體將藥卷浸水，浸水5 s後套上φ2020 mm輔助安裝鋼管，把錨杆送進眼孔中，再用輔助安裝管衝壓密實即可。 由於下井操作時浸水時間不易掌握，安裝質量受人為因素影響較大，現已很少使用。 6)錨索 錨索是采用有一定彎曲柔性的鋼絞線通過預先鑽出的鑽孔以一定的方式錨固在圍岩深部，外露端由工作錨通過預張拉壓緊托盤對圍岩進行加固補強的一種手段。其特點是錨固深度大、承載能力高、可施加較大的預緊力，因而可獲得比較理想的支護效果，是目前最可靠、最有效的一種手段。其加固範圍、支護強度、可靠性是普遍錨杆支護所無法比擬的。 傳統的錨索支護一般適合於煤礦井下大斷麵硐室和巷道的補強加固。錨索鑽孔和噸位一般較大，而且采用注漿錨固，這種錨索的技術參數和施工工藝無法滿足回采巷道的要求。掘進工 近年來，開發出了適合在煤巷掘進期間按正規循環施工的新型小孔樹脂錨固預應力錨索加固技術。其最大特點是采用樹脂藥卷錨固，通過專用裝置可以像安裝普通樹脂錨杆那樣用錨索攪拌樹脂藥卷對錨索錨固端進行加長錨固，其安裝孔徑僅為聲28mlrt，用普通錨杆機即可完成打孔、安裝。 小孔徑錨索主要用在破碎、複合頂板回采巷道；放頂煤開采沿煤層底板掘進的煤頂巷道；軟弱和高地應力回采巷道；以及大跨度開切眼和巷道交叉點。 (二)噴射混凝土支護 噴射混凝土支護是將一定配合比的水泥、砂、石子混合均勻攪拌後，加入適量的速凝劑，通過混凝土噴射機，以壓風為動力，使拌合料沿輸料管輸送到噴槍出口處與有一定壓力的水混 合，以較高的速度層層噴搗在岩麵上凝結硬化而成的高強度與岩麵密實粘結的}昆凝土層，而形成的構築物。 噴射混凝土支護具有及時、密貼、早強、封閉的特點。 1．噴射混凝土支護作用原理 (1)支撐作用。噴射混凝土支護具有良好的物理力學性能。特別是抗壓強度較高，可達200 kg／cm2以上，因此能起支撐地壓作用。又因其中摻有速凝劑，使混凝土凝結快，早期強度高， 緊跟掘進工作麵起到及時支撐圍岩的作用，有效地控製了圍岩的變形和破壞。 (2)充填作用。由於噴射速度很高，混凝土能及時地充填圍岩的裂隙、節理和凹穴的岩石，大大提高了圍岩的強度。 (3)隔絕作用。噴射混凝土層封閉了圍岩表麵，完全隔絕了空氣、水與圍岩的接觸，有效地防止了風化潮解而引起的圍岩破壞與剝落；同時，由於圍岩裂縫中充填了混凝土，使裂隙深處原有的充填物不致因風化作用而降低強度，也不致因水的作用而使得原有的充填物流失，使圍岩保持原有的穩定和強度。 (4)轉化作用。由於前三個作用的結果，不僅提高了圍岩的自身支撐能力，而且使混凝土層與圍岩形成了一個共同工作的力學統一體，具有把岩石荷載轉化為岩石承載結構的作用。從根本上改變了支架消極承壓的弱點。 根據使用機具或施工方法的不同，噴射混凝土大致可分為幹式噴射法、半濕式噴射法和濕式噴射法。 一 目前，使用較為普遍的是半濕式噴射法，半濕式噴射法采用的是潮料。潮料就是先將噴射混凝土的骨料在地麵或井下礦車內用水澆透，停放最少10 h以上，其含水率保持在7％～8％。然後按水泥配比拌合過篩即稱為潮料。潮料用手抓起握緊成團，鬆手揚起基本沒有粉塵浮遊，即“手捏成團，鬆手即散，口吹無灰”。使用潮料可以使噴射混凝土各工序操作地點的粉塵濃度大大降低。 2．噴射混凝土的施工及工藝參數 (1)施工準備。檢查噴射地點的安全情況和巷道規格。噴前首先排除作業範圍內不安全因素，確認安全沒有問題時，然後全麵檢查巷道斷麵是否滿足設計尺寸要求，有欠挖部分應除掉，以保證成巷規格。 噴前檢查設備與管路的完好情況。 衝洗岩幫。噴射手在噴射前用壓力水衝洗岩幫，以衝洗粉塵和浮矸，提高了混凝土與岩壁的粘著力。降低回彈。對於軟岩和易風化的岩石，一定不要衝洗全部巷道，因為衝洗過的巷道，若不能及時噴漿，受水衝洗過的圍岩容易片幫冒落，應做到洗一段噴一段。 掌握輪廓線。在噴射範圍內的巷道頂部中心與兩肩窩部位，兩側拱基線上下七個部位，沿巷道軸線方向在巷道輪廓線上用鉛絲拉好控製線，控製線多少視巷道成型情況和噴射手技術熟練程度而定。 (2)噴射順序。噴射作業要求噴射手嚴格按01manbetx 01manbetx 進行。操作噴頭時一手托住噴頭，一手調節水閥，再聯係送料，開始噴射。噴頭移動方式，可先向受噴的剛性岩麵用左右或上下移動的掃射方式噴一薄層，形成一薄塑性層，然後在此薄層上以螺旋狀一圈壓半圈，沿橫向作緩慢的劃圈運動，劃出的圓圈直徑一般以100 mm～150 mm為宜，噴射順序應先牆後拱，自下而上，以防止混凝土因自重而產生裂縫和脫落，牆基腳要噴嚴噴實，拉開區段，順次噴完半邊巷道，然後調轉噴頭噴另半邊巷道，最後合攏收頂。 對於一些凹凸不平的特殊岩麵，應先凹後凸，自下而上地正確選擇噴射次序，遇到較大或較深的凹坑，可采取間隔時間分層噴射，或沿周邊分成幾塊噴射而向中間合攏的方法。 若遇光滑岩麵，可先薄薄噴上一層砂漿，形成粗糙表麵，間隔一段時問後再噴射。遇有鋼筋時，應采用近距斜向和快速“點射”的方式噴射，以保證鋼筋後麵噴射密實不留空隙。 (3)噴頭位置。噴頭一般距噴射點0．8 m～1．2 m為宜，若距離過大，會使噴射料束分散，以致射搗無力，影響噴射層質量和增加回彈量；若距離太近，會引起灰漿回濺，回彈劇增。 噴頭與噴射點的角度在噴射兩幫時，由下而上噴射，噴混凝土可將噴頭下俯10。～15。，噴漿時可將噴頭下俯5。～10。，其他方向始終要求噴頭的噴射方向垂直於受噴麵。 (4)噴頭的操作。噴射手要經常保持噴頭的完好，應做到以F幾點： ’ ①噴頭在作業前應進行檢查，各部件連接要嚴密，無漏水漏風現象，結束後應及時用水清洗幹淨，並使水眼保持暢通； ②經常注意檢查攏料管、水環有連接部件的磨損程度，發現磨損或磨穿要及時更換。 人工操作時，噴頭由噴射手掌握，另設一人協助移動輸料膠管，隨時注意不使膠管出現硬彎和死彎。掌握噴頭的方法是：一手握緊噴頭，控製噴射方向和轉動速度，另一手握住水環進水閥門，控製加水量。另外可使用MK一Ⅱ型風動液壓傳動的混凝土噴射機械手和JP4型電動液壓機械手，以改善勞動條件，保證安全施工。 (5)一次噴射厚度。當噴射混凝土支護要求較厚，如超過100mm時，一般應分層噴射。一次的噴層厚度：側牆下部可達70 mm～80 mm，拱頂一次噴厚可為30 mm～40 mm。當噴射材料中摻加速凝劑時，一次噴射厚度一般可增加一倍左右。加速凝劑時，分層噴射的間隔時間為15 min～20 min。 (6)水灰比的控製。掌握合適的水灰比對保證混凝土質量，減少回彈率和降低粉塵有密切關係。在實際操作中靠噴射手的經驗來控製，噴射時以噴射麵無幹斑、無流淌、表麵有光澤為宜。 (7)速凝劑的摻量控製。速凝劑的摻量必須嚴格進行控製，在噴射前的最短時間內加入，盡量做到邊攪拌邊噴射。 速凝劑能使噴射混凝土凝結速度快，早期強度高，後期強度降低，幹縮變形增加不大。合適的速凝劑應使初凝在3 min～5min範圍內，終凝不大於10 min。一般速凝劑的摻量為水泥重量的2．5％～4％，使用不同速凝劑和不同水泥應作摻合比試驗，以取得合理配比，當速凝劑摻量大於7％時，會出現一種“急凝”現象，並大大地降低混凝土的後期強度。 (8)噴射混凝土的養護。混凝土噴完2 h～4 h後，應開始噴水養護，噴水次數以保持混凝土具有足夠的濕潤狀態為好，噴水養護時間不得少於7 d。 3．噴射混凝土工藝存在的問題 (1)堵管。堵管是噴射混凝土過程中容易出現的現象。 發現堵管時，應立即停電動機、停料、停水，但不停風，以便檢查確定堵塞部位。用腳逐步踩輸料管，發現管內有硬物不能打彎，則是輸料管堵塞部位。若輸料管全是軟的，則是出料彎管堵塞。在確定堵塞部位後，應停風，卸開堵塞處的接頭，敲擊輸料管，使堵塞物鬆動，然後上好接頭，給風吹管，把管內堵塞物吹出。用壓風吹管時，其工作壓不得超過0．4MPa。 在用壓風吹管時，在噴出前方及其附近嚴禁有其他人員，防止突然噴射和管路跳動傷人。在敲擊管路時，噴槍手應將槍頭朝下，靠近槍頭的一段輸料管要放直。拆管時，不得麵對管口，管口應朝向岩石或無人處，以免排風不淨突然出料傷人。 (2)回彈。噴射混凝土施工時，部分材料回濺落地是難以避免的。但回彈過多，使噴射效率降低，材料消耗增大，經濟效果就差。 回彈的多少幾乎與噴射作業中各個施工環節都有關係，其中以拌合料中粗骨料的含量、使用的水泥及速凝劑質量、混合料的均勻度、噴射機的性能以及噴射手掌握水灰比和操作噴頭的技術等為主要因素。實踐證明，隻要嚴格要求，提高操作技術，就可以把回彈量控製在：側壁10％以內，頂拱15％左右。另外，濕式噴射可以減少回彈10％。 回彈物料是一種粘結性差的鬆散物質。施工中應重視回彈物的回收和利用，如立即將回彈物回收摻人新料中繼續使用時，但要注意其摻量不宜過多；也可將回彈物適當摻拌水泥後，用來灌築混凝土水溝或預製水溝蓋板等。 (3)粉塵。粉塵的來源是水泥。幹式噴射混凝土的水是在噴頭處加入，極易拌合濕潤，故易產生粉塵。另外，裝幹料時或設備密封不良時，也易產生粉塵。長期吸入水泥粉塵就會引起鼻炎、肺氣腫和水泥塵肺病等。 使用濕噴機，發展濕噴工藝，是消除或減少噴射混凝土粉塵的根本途徑，初步表明，可降低粉塵濃度40％以上。 (三)聯合支護 1．錨噴聯合支護 錨噴支護是噴射混凝土支護與錨杆支護兩者聯合使用的結構。該支護方式中以錨為主，以噴為輔。起主要作用提供主要支護抗力的是錨杆，而噴層隻起輔助以封閉圍岩防止風化的作用。 在錨噴聯合支護中，有先噴後錨和先錨後噴兩種基本方式。一般情況下，應首先及時初噴混凝土封閉圍岩，緊接著打注錨杆，複噴到所需噴射混凝土厚度。 2．錨噴網聯合支護 錨噴網聯合支護主要適用在穩定性差、強度低，易風化掉碴，自穩能力小和自穩時間短的圍岩中。加金屬網在於改善噴射混凝土的性能，減少其厚度，使噴層不易開裂，從而更好地起到封閉圍岩，防止風化，防水和防止錨杆間岩體的鬆動掉落，達到保護和發揮錨杆支護效果的目的。 在錨噴網支護結構中，所采用錨杆宜采用全長膠結錨固式錨杆，並與巷道壓力，服務年限相適應，錨杆還要有適當尺寸和足夠強度的與錨固力相匹配的托件與配件，以保證錨固力可靠、有效地緊固金屬網。 金屬網應隨巷道輪廓輔設，並與岩麵保持不小於30 mm的間隙，金屬網與錨杆要連接綁紮牢固。噴射作業中如果發現脫落的混凝土被金屬網架住時，應及時清除進行補噴。 3．錨梁網支護 錨梁網支護主要適用在圍岩強度低、節理裂隙發育，易片幫塌落，自穩能力較差的巷道，如遇斷層，無炭柱，過煤層或頂板鬆軟破碎時。支立金屬梁，必須在有效的臨時支護下進行。支立時，首先將組合好的梁用托鉤托住，然後用拉杆或特製的卡鉤固定，最後進行掛金屬網與噴射混凝土工作。梁要與金屬網用鐵絲 二、架棚支護 架設棚式支架進行巷道支護是煤礦井下常用的支護形式。 棚式支架俗稱棚子，由一梁(頂梁)兩柱(柱腿)組成。常用於巷道圍岩十分破碎不穩定，不適宜采用錨噴支護，而且巷道服務年限不長(8 a～10 a)，砌镟又不合算的梯形斷麵的巷道。 按棚式支架的材料構成，可分為木支架、金屬支架和裝配式鋼筋混凝土支架三種；按巷道斷麵形狀可分為梯形支架和拱形支架等；按支架結構可分為剛性支架和可縮性支架。 (一)梯形支架 梯形支架可用木支架、金屬支架及裝配式鋼筋混凝土支架。一般由一梁兩柱組成。 架設梯形支架，應用四個角楔把梁腿接口處與頂板圍岩之間楔緊。這個地方又稱為“肩窩”，擠壓力較大，岩石比較容易片落，故支架的梁腿接合處不僅受力集中，並且要通過它使支架構件相互傳遞作用力。因此，此處接合得是否緊密，肩窩處處理是否得當，會直接影響整個支架的穩定性。 背板通常可用板皮、次木材或荊條棍，它的作用是使地壓能均勻地分布到頂梁和柱腿上，並防止破碎矸石掉落下來。根據頂幫、圍岩的堅固程度，背板有密集布置的，也有間隔放置的，背板後麵和圍岩間若有空隙，應用矸石或廢木料填實。 每架支架的平麵應和巷道的縱軸相垂直。根據圍岩壓力的情況，支架一般每米架設1～3架。為了增加各架支架的穩定性，支架之間應設撐木或拉杆。 架棚前首先看好中線、腰線，量取棚距，並按中線接三角線找正架棚方向，確立棚腿位置，挖夠腿窩深度，清出實底，栽好柱腿再上梁，並嚴格做到梁腿親口結合嚴密，不得出現前吊、後缺、錯口等不合標準現象，上梁後再一次校正中腰線，然後才能盤幫刹頂，刹緊背實，打好支撐，刹杆不得出現單數。若木質構件不直，必須弓形朝上朝幫。 傾斜巷道架棚時，作業人員必須站在棚子的上方操作，並保證有符合質量標準要求的迎山角，上好撐木或拉鉤。 1．木支架 木支架以梯形結構為主，由一根頂梁、兩根棚腿以及背板、木楔等組成，坑木的直徑一般為16 mm～22 mm，按照頂梁與柱腿的連接形式有親口棚子和鴨嘴棚子兩種。親口棚子頂梁和柱腿的連接為相互咬合的親口接合形式，這種方法最簡單，可以在各種地壓條件下使用。鴨嘴棚子頂梁與柱腿的連接是采用相互搭接的鴨嘴式接合形式，隻能承受來自頂板方向的壓力，而且柱腿容易臂裂，很少使用。 在井下加工梯形木棚時，應遵守下列規定： (1)用量具準確度量棚梁和棚腿的尺寸。 ①柱腿用料時，要將料的粗端在上，超長的坑木隻準截去細端： ②按作業01manbetx 中規定的接口方式和規格量，畫好勒口線，柱口和梁口的深度不得大於料徑的1／4； ③用彎料時，必須保證料的弓背朝向巷道頂幫。 (2)鋸砍棚料時的注意事項： ①鋸砍棚料時，應將木料放平穩，不許發生滾動； ②砍料時，要注意附近人員和行人的安全，。斧頭和斧把不能碰在障礙物上； ③砍料人不得將腳伸到砍料處近旁； ④及時清除粘連在斧頭上的木屑，注意木料上的木節、釘子，避免砍滑傷人； ⑤鋸、砍料的地點，應避開風、水管路和電纜。 木支架重量輕，加工容易，易架設和具有一定強度，能適應多變的地質條件，同時，當地壓突增時還會發出警號聲響，所以，它在井下巷道支護使用得最早，應用也最廣。但是，木支架有很多缺點，如強度小，易腐朽，不耐火和不防火，不能阻水，不防圍岩風化和使用年限短且木材資源緊張等，故使用逐漸減少。 2．金屬支架 金屬支架具有堅固、耐用、防火、架設方便，可製成各種構件，可回收複用等優點。 金屬梯形支架有兩種類型，一種為梯形剛性支架，另一種為梯形可縮性支架，一般多用梯形剛性支架，梯形可縮性支架應用較少。 梯形剛性支架為一梁兩柱結構。常用18 kg／m～24 kg／_m鋼軌，16～20號工字鋼及11號和12號礦用工字鋼製作。梁柱連接方式多采用在柱腿上焊接一塊槽板，梁上焊接一塊擋塊，限製梁和柱腿接口處的移位。為了防止柱腿受壓陷入底板，可在腿下焊一塊鋼板底座。 梯形可縮性支架，也是一梁兩柱結構。頂梁用礦用工字鋼，柱腿用U型鋼，由兩節構件組成，用卡纜連接，具有可縮性能。 架設梯形金屬支架時應遵守下列規定： (1)嚴禁混用不同規格、型號的金屬支架，棚腿無鋼板底座的不得使用，卡纜構件要齊全。 (2)嚴格按中、腰線施工，並及時返線，保證巷道的坡度和方向。 (3)柱腿要靠緊梁上的擋塊，不準打砸梁上焊接的礦用工字鋼擋塊。 (4)梁、腿接榫處不吻合時，應調整梁腿傾斜度和方向，嚴禁在縫口處打入木楔。 (5)按作業01manbetx 規定背幫背頂，並用木楔刹緊，前後棚之間必須上緊拉鉤和打上撐木。 (6)固定好前探梁及防倒器。 3．裝配式鋼筋混凝土支架 裝配式鋼筋混凝土支架簡稱鋼筋混凝土支架。它可分為兩大類，一類是普通混凝土支架，另一類是預應力混凝土支架。 鋼筋混凝土支架構件斷麵有矩形、T形、梯形、工字形、槽形、空心矩形和管形等。選擇斷麵形狀時，應充分利用混凝土抗壓強度大的特點，在抗彎構件中，應使受壓和受拉區斷麵配合適當，使受拉鋼筋距中性軸有較大的距離，以便在同樣材料消耗情況下，能抵抗更大的彎矩，目前最常用的斷麵是矩形、工字形和T形，頂梁和柱腿一般采用相同形式的斷麵。 鋼筋混凝土支架背幫頂常用鋼筋混凝土背板。背板有板形和槽形兩種。 鋼筋混凝土支架均適應於地壓穩定，服務年限長及斷麵小於12一的巷道，但應避免用於受采動影響的巷道。 架設混凝土支架必須遵守下列規定： (1)所用支架構件應無開裂、露筋現象，支架接口處要墊上經防腐處理的20 mm～30㈣厚的木墊板。 (2)找正支架時，不準用大錘直接敲打支架，必須敲打時，應墊上木塊等可塑性材料，保護支架不被損壞。 (3)混凝土支架巷道一般采用預製水泥板背頂背幫，梁、柱不準直接與頂、幫接觸。 (4)在煤岩和軟岩巷道中，混凝支架緊跟工作麵時，必須采取防炮崩的加固措施，確保不崩倒、崩壞混凝土支架。 (二)拱形支架 金屬拱形支架可分為兩類，即普通金屬拱形支架和u型鋼拱形支架。普通金屬拱形支架多采用工字鋼、礦用工字鋼或輕型鋼軌製造，沒有可縮性，一般僅作巷道臨時支護和錨噴支架巷道聯合支護用。U型鋼拱形支架采用U型鋼製造，具有可縮性，多用於地壓大，受采動影響顯著的采區巷道。 普通金屬拱形支架分為無腿、有腿和鉸接三種。無腿拱形支架適用於兩幫岩石較為穩定的巷道，用托架承托梁，因無腿不妨礙砌牆工作，簡化了工序，有利於安全，不易被掘進放炮崩倒，有腿拱形支架采用18 kg／m舊鋼軌、槽鋼或礦用工字鋼製作，其構件有架梁、架肩、架腿5節的和隻有架梁、架腿3節的兩種，5節的多用於寬度較大的巷道。鉸接拱形支架由3～5節支架組成，支架節間采用鉸接形式，具有可縮讓壓的性能，連接方式也較簡單。該支架適用於岩層鬆軟和受采動影響較大的采區巷道。 U型鋼拱形支架可分為半圓拱、直腿拱和曲腿三心拱三種。 常用的拱形可縮性支架的架設方法按照升梁方式可分為三種，即支架器上梁支架方法、前探梁托梁支架方法和掘進機截割臂方法。 支架器上梁方法。在掘進工作麵放炮、出煤結束後，搬運支架器安置穩妥，架設支架由外向裏逐架進行，架設時需先把支架頂梁放到支架器上。3節支架可以直接把一根頂梁放上，4節支架需先2根頂梁連接好，5節支架需先把3節頂梁連接好，再放到支架器上。巷道需要鋪設金屬網的，在這同時要把金屬網連接好。然後，開始升支架器把頂梁升到位，搬運支架到位，使梁腿搭線吻合，達到規定的連接長度，上緊連接件，最後穿上背板，掘進工打緊所有木楔。 前探梁上梁方法。掘進工作麵放炮結束，立即向掘進迎頭攛前探梁，然後再把頂梁放到前探梁上，前探梁上可以放2～3架支架的頂梁。頂梁上好後，在梁上穿背板、背笆片，再鋪設金屬J網，爾後打緊木楔。上梁護頂工作結束後，開始出煤，出完煤，把柱腿放到位，使梁腿搭接吻合，達到規定的連接長度，上緊連接件。補齊兩幫的背板，打緊所有的木楔。三、砌镟支護 砌镟支護是指用料石、混凝土或鋼筋混凝土砌築而成的連續整體式支架。煤礦經常采用的主要形式是直牆拱頂式。它由拱、牆和基礎三部分組成。 拱的作用是承受頂壓，並傳給牆和基礎。做成拱形是為了使拱的各個截麵都承受壓應力，充分利用石材抗壓強度高而抗拉強度低的特性。至於截麵中產生的彎矩，可通過采用調整拱形，使其盡量減少。如弧形拱比半圓拱、三心拱為優。 牆的作用是支承和抵抗側壓，在拱基處傳給牆的壓力是斜的，要求壁後必須充密實，防止拱與牆開裂，側壓過大時，可用彎曲的牆。 基礎的作用是把牆傳來的載荷和自重均勻傳給底板。當底板岩石堅硬時，牆與基礎可以等寬(厚)度；底板若比較軟時，基礎必須加寬，如果底板有底鼓時，還可以砌底拱。 砌镟支護是一個連續支護體，對圍岩能夠起到封閉防止風化的作用。該支護具有堅固、耐久、防火、阻水、通風阻力小、材料來源廣、便於就地取材等優點。缺點是施工複雜，勞動強度大，成本高，進度慢。 砌镟一般使用在巷道服務年限超過10年以上，圍岩十分破碎，同時很不穩定，且有大麵積淋水和部分淋水，及水質有化學腐蝕的地段。在用各種錨噴聯合支護不易實施時，可根據現場具體情況，加以選用。料石砌镟支護工序較多，在進行砌镟作業前應首先拆除臨時支架。 拆除臨時支架應分兩步進行。在巷道壓力不大，圍岩比較穩定時，可先卸去臨時支架兩幫背板，處理兩幫活矸，再拆下支架的架腿，其架頂、架肩部分則仍托在托鉤上或在無托鉤的臨時支架架肩處打上臨時頂柱，待砌拱時再拆除。在頂壓較大、圍岩破碎時，必須將頂和幫維護好後再拆柱腿和梁，防止冒頂。 掘砌基礎。在臨時支架的保護下，先將兩幫底板浮石清理幹淨，再用風鎬按設計將基礎坑挖出。岩石堅硬風鎬挖不動時，可打淺眼、少裝藥將岩石崩鬆後再挖。打眼放炮時，必須符合《煤礦安全01manbetx 》規定，確保安全。 按巷道中、腰線放上邊線。將基礎溝槽內的積水排淨，在硬底上先鋪上50 111m左右厚的砂漿，當基礎坑的深度大於設計要求時，也可在硬底上鋪一層碎石混凝土，然後在其上砌石材基礎。 砌築镟牆。砌築料石牆，垂直縫要錯開，橫縫要水平，灰縫要均勻、飽滿。用荒料石或片石砌築時，砌縫間的凹凸不平，應用片石墊平咬緊，使砌塊與灰漿緊密結合。砌石材牆應做到橫平、豎直。隨砌隨將壁後空隙充填密實。 砌镟拱。包括拆除臨時支架的架肩、架頂、過梁、立镟胎、搭工作台和砌镟拱。拆除臨時支架時，先用長釺子處理頂、幫浮石，必要時局部打上頂柱或架過頂梁管理頂板。此項作業時，人員一定站在安全地點。確認安全後，便可按中、腰線穩立镟胎和模板。镟胎頂端高度應比設計高30 mm～50 mrn。镟胎柱一定要立牢，不得下沉。镟胎立好後，用拉鉤拉緊、穩固，再測量校正一次位置，便可搭穩固的工作台，開始砌拱。砌拱必須從兩側拱基向拱頂對稱進行，使镟胎兩側受力均勻，以防镟胎向一側歪斜變形，隨砌隨鋪放模板，砌塊應垂直於拱的輻射線，在拱背上用石片楔緊。同時應做好壁後充填。封頂時，最後的砌塊必須位於 正中，並由內向外進行；封拱頂時，最後一塊砌塊應在四周和頂充滿砂漿用力推進去後固定。混凝土拱封頂時，水灰比應適當減掘進工 每砌築一段拱、牆，都應留有台階式咬合碴，以便下次砌築接合密實。 拆模清理。砌镟完畢後，要待拱、牆穩定後，才能拆除镟胎和模板。拆模時切忌用大錘敲打，以免镟胎、模板損壞變形；拆下的镟胎、模板應洗刷、整理，堆放起來，損壞變形的要及時修理，以便複用。砌镟表麵質量不足之處，如灰縫不飽滿、局部有蜂容麻麵等，應用砂漿勾縫、抹麵，或必要時進行挖補處理。 傾斜巷道的操作順序和方法基本上和水平巷道相同。主要要求是：砌塊要和巷道傾斜角度平行，立镟胎要和巷道底板垂直。同時應有以下安全技術措施： 在上山掘進和砌镟平行作業時，在砌镟工作麵上方5 m～10 m，要設置安全擋。在下山掘進和砌镟平行作業時，除了在下山上部設置安全擋以外，砌镟和掘進工作麵的上方5 m～10 m處，也要設置，以防跑車。同時對砌镟處的材料和工具等都要有安全存放措施，防止向下滾動傷人。 四、其他支護 (一)抬棚 巷道交岔點采用抬棚支護時，無論直角三通、斜交三通或四通抬棚、插梁都不得少於4根。排列間距要均勻，插棚的細頭應搭在主抬棚上。抬棚架完後，應架設鎖口棚，鎖口棚柱腿應緊貼抬棚柱腿，但深度不得超過抬棚柱腿，鎖口棚高度不應超過主抬棚。 (1)在頂板完整、壓力不大的梯形棚子支護的巷道，抬棚應按下列順序施工： ①在老棚梁下先打好臨時點柱，點柱的位置不得妨礙抬棚的架設； ②摘掉原支架的柱腿，根據中、腰線找好抬棚柱窩的位置，並挖至設計深度； ③按架設梯形棚的要求立柱腿、上抬棚梁； ④將原支架依次替換成插梁，最邊上的兩根插梁應插在抬棚梁、腿接口處。更換插梁不準從中間向兩翼進行； ⑤背好頂、幫，打緊木楔。 (2)在頂板破碎、壓力大的地點，抬棚應按下列順序施工： ①將原支架逐棚更換成插梁，在插梁下打好臨時點柱或托棚。所有插梁都應保持在同一水平上； ②架設主抬棚，抬住已替好的插梁； ③撤除臨時點柱或托棚； ④逐架拆除原支架並調正插梁，背實頂幫； ⑤架設輔助抬棚。 (3)在傾斜巷道架設抬棚時，柱腿應根據巷道坡度相應加長下幫柱腿，靠近水溝一側的抬棚或插梁腿，應蹬在水溝基礎以下的實底，不許放在鬆動的煤矸上。 (4)采用礦工鋼架設抬棚時，梁和腿必須有可靠的連接固定和防滑裝置。 (5)在拱形棚子支護的巷道，抬棚應按下列順序施工： ①上緊抬棚附近支架的卡纜，將架設抬棚範圍內的支架打好中柱； ②刷好兩幫，挖出抬棚柱窩，立好棚腿，然後刷梁道、上頂梁，立抬棚要向內傾斜3。，梁腿搭接處應上3個卡纜； ③將三角架托梁放在拱形支架棚梁上，每個三角架的固定卡纜不得少於2個； ④由一側開始竄插梁，u型鋼插梁應大麵朝下扣放，並用卡纜將托梁與插梁固定，插梁與機板之間要背實、背嚴； ⑤副抬棚(即托棚)要垂直於插梁架設； ⑥采用軟落法回撤老棚； ⑦鎖口棚要緊靠抬棚架設，其頂梁上也要安放三角架托梁。 (二)架設點柱應遵循下列規定 (1)每根點柱都必須帶帽，柱帽的規格應符合作業規程的要求，柱端平麵應向上，與柱帽接觸處要用木楔打緊，嚴禁在一根少．支柱上使用雙柱帽和雙楔子。 (2)打點柱時，坑木粗頭向上，柱帽要居中。水平巷道中的點柱應垂直頂底板，不準歪斜；在傾斜巷道中，每5。～6。的傾角支柱應有1。的迎山角。 … (3)根據作業規程規定的排距和柱距挖掘柱窩，並要見實底，如煤層鬆軟可在柱下加木墊。木墊的規格也應符合作業規程的要求。 (三)前探梁支護 (1)架設梯形棚前探梁應遵守下列規定： ①梯形木棚、工字鋼棚所用的前探梁應采用鋼管、工字鋼、輕型鋼軌、槽鋼等金屬材料，固定前探梁可用卡箍或吊棚器，前探梁及固定裝置的規格或強度，均應符合作業規程的規定； ②前探梁的長度不得小於3．5 m： ③放炮後，前探梁前伸，其長度不得大於棚距的80％，然後緊固吊梁器或卡箍； ④在前探梁上應用橫放方木接頂並用板皮、木楔固緊，接頂方木必須略高於後方的棚梁。 (2)架設拱形棚鉸接前探梁應遵守下列規定： ①鉸接梁的規格、型號必須一致，緊固的楔銷應配套通用； ②放炮後，應盡快拆除最後一節鉸接梁和卡具，並及時與最前端的鉸接梁用水平調角楔懸臂鉸接； ③在最前端把棚梁放於懸臂鉸接梁上，找正方向和高度後，再用卡具將棚梁與鉸接梁固定； ④背頂後，再挖柱窩和架設柱腿。 (3)錨噴巷道架設前探梁應遵守下列規定： ①巷寬小於3 m時，可在巷道頂使用2根前探梁；巷寬大於3 1TI時，應再增加1根前探梁； ②卡環間距和前探梁的間距，應按作業規程規定的錨杆間、排距確定，卡環的方向必須有可調性； ③放炮後，鬆開卡環，應及時將前探梁伸移到迎頭，並用板皮、木楔背頂； ④按設計位置打最前排錨杆安裝卡環，同時卸下最後排的卡環，將前探梁穿入新安裝的卡環內，背好頂後，再進行錨杆支護施工。