巷道永久支护

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1、巷道永久支护中华安全信息港浏览：1060时间：2007-6-6 9:39:16 关闭巷道永久支护巷道永久支护是根据设计图纸的规定施工的支护。服务年限长，一般不可能回收复用。 根据支护结构的特点，可分为锚喷支护、架棚支护、砌喧支护。一、锚喷支护锚喷支护技术的发展可以分为四个阶段：20世纪50年代，开始试用锚杆支护；20世纪60 年代，在岩蓼中试作喷浆支护，后发展为喷射混凝土支护；20世纪70年代，试用和推广光 面爆破及锚杆、网、喷射混凝土支护，形成了一套比较完善的支护形式；20世纪80年代采 用工程量测、试用新奥法，结合煤矿特点，初步形成了一套完善的设计、施工动态管理方法。锚喷支护技术的发展冲破

2、了传统的支撑概念，形成了充分发挥围岩本身自支承作用，使 围岩与支护共同作用的现代支护理论。支护理论的发展，在煤炭系统大致经历了以下几个阶 段：20世纪20年代以前，发表了许多地压假说，其共同特点是把围岩作为不变载荷，而支 护被看作承受载荷的结构，即所谓的古典压力理论。20世纪20年代至60年代，把岩体视 作松散体，认为作用在支护结构上的荷载是围岩塌落拱内的松动岩体重量，即松散体理论。 20世纪60年代发展起来的支护与围岩共同作用的现代支护理论，是在锚喷支护的出现和大 量采用，以及岩体力学的发展过程中形成的。20世纪70年代以后，光爆锚喷支护的完善与 提高，引进和推广新奥法，采用了工程量测，信息

3、化动态管理，促进了这一新技术的发展。(一) 锚杆支护1 锚杆支护作用机理锚杆支护的作用机理有加固拱作用、悬吊作用、组合梁作用、围岩补强作用和减小跨度 作用等，如图5一3所示。(1) 悬吊作用在层状岩层中，锚杆将下部不稳定的岩层悬吊在上部稳固的岩层上。锚杆 所受的拉力来自被悬吊的岩层重量。(2) 组合梁作用在没有稳固岩层的薄层状岩层中，通过锚杆的预拉应力，将视为组合梁 的各薄岩层挤紧，提高其自承能力。决定组合梁稳定性的主要因素是锚杆的预拉应力及杆体 强度和岩层性质。(3) 加固拱作用对于被纵横交错的弱面所切割的块状或破裂状围岩，如果及时用锚杆加 固，就能提高岩体结构弱面的抗剪强度，在围岩周边一定

4、厚度的范围内形成一个不仅能维持 自身稳定，而且能防止其上部围岩松动和变形的加固拱，从而保持巷道的稳定。(4) 减少跨度作用巷道顶板打上锚杆，相当于在该处打上了点柱。因此，就相当于把巷 道顶板岩石悬露的跨度缩少了，从而提高了顶板岩层的抗弯曲能力。2.锚杆的分类与安装1) 木锚杆我国使用的木锚杆有两种，即普通木锚杆和压缩木锚杆。(1) 普通木锚杆，是采用优质木材制作的，常用的有榆木、槐木、桑木等。要求木纹平 直、无疵病，有足够的强度。普通木锚杆由木内楔、木杆体、木托板和木外楔组成。杆体上 下两楔缝应相互垂直，防止打楔造成劈裂。木锚杆的安装方法是先将木内楔插到锚杆顶端楔缝中，然后将杆体放入眼孔内，在

5、锚杆 尾端加力锤击，锚杆锚固后，再上好木托板，在锚杆尾端楔缝中加打木外楔封住眼孔并撑紧 托板。普通木锚杆结构简单，取材方便，加工容易，成本低。但锚固力小，易腐朽变形，多在 服务年限短的采区煤或半煤巷中锚固煤帮用，使用时应注意防腐处理。（2）压缩木锚杆，是利用压缩木制成的锚杆。压缩木是把潮湿的木材加以横纹压缩，就 会产生较大的弹性变形，在变形状态掘进工下予以热处理和冷却，弹性变形就转化成塑性变 形即成了压缩木。当压缩木吸水后，塑性变形又转化为弹性变形，产生一种能恢复到接近原 来尺寸和开头的膨胀特性。压缩木的密度可达1.4t/m3力学强度要比一般木材大23倍。压缩木锚杆比普通木锚杆强度大，它是全长

6、锚固，锚固力大。这种锚杆的锚固力可达 40 kN。以用于松软煤层巷道煤帮的锚固和综采工作面煤帮的加固（防片帮冒顶事故）为宜。压缩木锚杆的安装与楔缝木锚杆基本相同，但在放入眼孔前，要把杆体浸湿，马上将浸 湿的杆体放入眼孔中。压缩木锚杆的托板多采用金属托板，另外还配有金属衬套。此种锚杆制作工艺复杂，必须在专门工厂生产，成本高，储存保管不便，因此使用不多。2）倒楔式金属锚杆这种锚杆曾经是使用最为广泛的锚杆形式之一，由于它加工简单，安装方便，具有一定的 锚固力，因此，这种锚杆在一定范围内至今还在使用。倒楔式金属锚杆由锚头、杆体、托板和螺帽四部分组成。锚头是由与杆体相连的固定楔 和活动倒楔两个部分组成，

7、固定楔与倒楔沿斜面相对移动，压紧眼孔壁形成锚固力；杆体通 常选用3号圆钢，直径14mm22Inm，长度1. 4 m2. 0 m；锚杆尾端加工成长100 Inm 150 mm的标准三角螺纹。安装时，先把倒楔绑在固定楔的下部适当位置，轻轻送入锚杆眼孔中，然后用一个专用 的金属杆沿锚杆侧插入到倒楔处，锤击金属杆时将倒楔顶入固定楔斜面，利用倒楔把固定楔 楔紧在眼孔中，使锚杆得到锚固力，再上好托板，拧紧螺帽即可。这种锚杆安装时不需完全插到眼孔底部就能锚固，所以对眼孔深度要求不严；巷道报废 时，可拧下螺帽退下垫板，用锤向里打击杆体，松动倒楔，拆下锚杆，所以这种锚杆可以回 收复用。3）管缝式锚杆管缝锚杆是一

8、种全长摩擦锚固式锚杆，这种锚杆具有安装简巷道支护单，锚固可靠，初锚力 大，永久锚固力随围岩移动而增长。管缝锚杆由高强度钢管或钢板卷制成，沿钢管全长有一条缝，实际上是一条有开缝的钢 管，在管的顶端是锥体，尾端焊有一个由8 一钢筋制成的圆环。这种锚杆已形成了支护系列。 直径从45 HHn到33 mm,长度从1. 4 m至2. 0 m,为配合风动锚杆钻机的使用，又研制出直 径30 mm的管缝锚杆，经过现场试验表明：锚杆杆体稳定，锚固力大，节省钢材，施工速度 快，支护效果好。管缝锚杆安装对钻孔要求比较严格，目前常用的安装机有两种：一种是用风钻稍作改进 制作而成，另一种是液压锚杆安装机。用风动锚杆安装机

9、，需要在安装机与锚杆之间配置连 接装置一一冲击杆。冲击杆的作用是把风动锚杆安装机的冲击力传递给管缝锚杆，以克服锚 杆与眼孔壁相互作用产生的摩擦阻力，使锚杆能够装进钻孔中。一般锚杆直径要比钻孔直径大2 mm3 mm,用外力强迫压入钻孔中。管径缩小，对孔 壁产生环向的径向弹性张力，紧紧挤压孔壁。杆体与孔壁之间产生轴向摩擦力，从而形成锚 固力，该锚固力沿锚杆全长分布。此外，托板紧压孔口岩壁，使岩石近似处于三向应力状态。管缝锚杆安装注意事项：(1) 选用钻头要用游标卡尺测量，精确到毫米级后一位小数点。新钻头直径要大些，即 与锚杆直径差要小些，一般以1. 5 mm2 mm为宜。(2) 使用钻头要掌握钻头

10、磨损数据。开始要详细测量两组钻头的磨损量，测算每个钻头 的有效钻孔数。待取得实测数据后，再用以指导现场施工。在正常施工时，只要注意钻头钻 孔数即可，一旦钻头钻孑L数达到测定规定数，就换用新钻头。这样可大大减少锚杆安装的 不合格数量。(3) 钻孔深度要比锚杆长度长50 mm,并要把握住钻孔方向，保持钻孔直度。掘进工(4) 锚杆安装，安装机机身轴线应与锚杆轴线相一致，尽量减少偏差，防止锚杆遭受过 大弯矩，使锚杆损坏和安装不进去。4) 树脂锚杆用树脂作为粘结剂进行锚固的方式称为树脂锚杆。由于树脂成本高,所以多用端头锚固， 但也可以实现全长锚固。树脂锚杆的杆体可为钢材、木材、竹材或玻璃钢材等。树脂锚固

11、剂根据其凝固固化时问， 有超快的CK型，有快速的K型，有中速的Z型和慢速的M型。树脂锚固剂主要技术特征见 表一般树脂锚杆的安装应遵循以下方法：(1) 锚杆眼钻眼工具一般用风动凿岩机、煤电钻或液压钻。(2) 钻眼前应按设计要求定好眼位，做出标记。锚杆眼尽量与岩层层理、裂隙面垂直， 当条件不具备时，应与巷道周边垂直。锚杆眼深必须符合设计要求。(3) 钻眼后，应用压缩空气或水将眼中的岩粉清除干净，煤层或软岩中的锚杆眼，煤电 钻不许来回拉钻杆，以免扩大眼径。(4) 安装前要检查锚杆眼的方向、位置及平直度是否符合设计要求，锚固剂、杆体是否 合格。如果有一项不符合要求，不得进行安装。(5) 树脂锚杆搅拌工

12、具，可采用煤电钻或单体风动锚杆机等。(6) 安装时，先将带螺母的连接头拧紧在杆尾螺纹上；如采巷道支护用六方套连接头， 则应预先把两个螺母在杆体上互相挤紧，然后用杆体量准眼深，划好记号，再用杆体将锚固 剂送到眼底。搅拌时间应根据锚固剂技术特征而定。(7) 取下煤电钻或搅拌器。采用螺母连接头时，要等锚固剂固化后才准取下；采用六方 套筒连接头时，可马上卸下。(8) Z型锚固剂在锚杆安装后15 min上托板；K型锚固剂安装后10 min上托板；CK型 锚固剂安装后5 min上托板。尾部螺母必须用机械或力矩扳手拧紧，确保托板与岩面贴紧, 严防松动。5) 快硬膨胀水泥锚杆快硬膨胀水泥是采用普通硅酸盐水泥或

13、矿渣硅酸盐水泥加人外加剂而成，具有速凝、早强、 减水、膨胀等特点，用以锚固锚杆，一般都是做成水泥药卷使用。水泥药卷一般做成空心的，中心有带砂网的中心孔，锚杆可直接穿人，也可做成实心药 卷。安装时先把药卷串入锚杆，上好垫圈，然后手持锚杆体将药卷浸水，浸水5 s后套上 2020 mm辅助安装钢管，把锚杆送进眼孔中，再用辅助安装管冲压密实即可。由于下井操作时浸水时间不易掌握，安装质量受人为因素影响较大，现已很少使用。6) 锚索锚索是采用有一定弯曲柔性的钢绞线通过预先钻出的钻孔以一定的方式锚固在围岩深 部，外露端由工作锚通过预张拉压紧托盘对围岩进行加固补强的一种手段。其特点是锚固深 度大、承载能力高、

14、可施加较大的预紧力，因而可获得比较理想的支护效果，是目前最可靠、 最有效的一种手段。其加固范围、支护强度、可靠性是普遍锚杆支护所无法比拟的。传统的锚索支护一般适合于煤矿井下大断面硐室和巷道的补强加固。锚索钻孔和吨位一 般较大，而且采用注浆锚固，这种锚索的技术参数和施工工艺无法满足回采巷道的要求。掘 进工近年来，开发出了适合在煤巷掘进期间按正规循环施工的新型小孔树脂锚固预应力锚索 加固技术。其最大特点是采用树脂药卷锚固，通过专用装置可以像安装普通树脂锚杆那样用 锚索搅拌树脂药卷对锚索锚固端进行加长锚固，其安装孔径仅为声28mlr t,用普通锚杆机 即可完成打孔、安装。小孔径锚索主要用在破碎、复合

15、顶板回采巷道;放顶煤开采沿煤层底板掘进的煤顶巷道; 软弱和高地应力回采巷道；以及大跨度开切眼和巷道交叉点。(二) 喷射混凝土支护喷射混凝土支护是将一定配合比的水泥、砂、石子混合均匀搅拌后，加入适量的速凝剂， 通过混凝土喷射机，以压风为动力，使拌合料沿输料管输送到喷枪出口处与有一定压力的水 混 合，以较高的速度层层喷捣在岩面上凝结硬化而成的高强度与岩面密实粘结的昆凝土层， 而形成的构筑物。喷射混凝土支护具有及时、密贴、早强、封闭的特点。1. 喷射混凝土支护作用原理(1) 支撑作用。喷射混凝土支护具有良好的物理力学性能。特别是抗压强度较高，可达 200 kg / cm2以上，因此能起支撑地压作用。

16、又因其中掺有速凝剂，使混凝土凝结快，早期 强度咼，紧跟掘进工作面起到及时支撑围岩的作用，有效地控制了围岩的变形和破坏。(2) 充填作用。由于喷射速度很高，混凝土能及时地充填围岩的裂隙、节理和凹穴的岩 石，大大提高了围岩的强度。(3) 隔绝作用。喷射混凝土层封闭了围岩表面，完全隔绝了空气、水与围岩的接触，有 效地防止了风化潮解而引起的围岩破坏与剥落；同时，由于围岩裂缝中充填了混凝土，使裂 隙深处原有的充填物不致因风化作用而降低强度，也不致因水的作用而使得原有的充填物流 失，使围岩保持原有的稳定和强度。(4) 转化作用。由于前三个作用的结果，不仅提高了围岩的自身支撑能力，而且使混凝 土层与围岩形成

17、了一个共同工作的力学统一体，具有把岩石荷载转化为岩石承载结构的作 用。从根本上改变了支架消极承压的弱点。根据使用机具或施工方法的不同，喷射混凝土大致可分为干式喷射法、半湿式喷射法和 湿式喷射法。一目前，使用较为普遍的是半湿式喷射法，半湿式喷射法采用的是潮料。潮料就是先将喷 射混凝土的骨料在地面或井下矿车内用水浇透，停放最少10 h以上，其含水率保持在7% 8%。然后按水泥配比拌合过筛即称为潮料。潮料用手抓起握紧成团，松手扬起基本没有粉 尘浮游，即“手捏成团，松手即散，口吹无灰”。使用潮料可以使喷射混凝土各工序操作地 点的粉尘浓度大大降低。2. 喷射混凝土的施工及工艺参数(1) 施工准备。检查喷

18、射地点的安全情况和巷道规格。喷前首先排除作业范围内不安全 因素，确认安全没有问题时，然后全面检查巷道断面是否满足设计尺寸要求，有欠挖部分应 除掉，以保证成巷规格。喷前检查设备与管路的完好情况。冲洗岩帮。喷射手在喷射前用压力水冲洗岩帮，以冲洗粉尘和浮矸，提高了混凝土与岩 壁的粘着力。降低回弹。对于软岩和易风化的岩石，一定不要冲洗全部巷道，因为冲洗过的 巷道，若不能及时喷浆，受水冲洗过的围岩容易片帮冒落，应做到洗一段喷一段。掌握轮廓线。在喷射范围内的巷道顶部中心与两肩窝部位，两侧拱基线上下七个部位， 沿巷道轴线方向在巷道轮廓线上用铅丝拉好控制线，控制线多少视巷道成型情况和喷射手技 术熟练程度而定。

19、(2) 喷射顺序。喷射作业要求喷射手严格按操作规程进行。操作喷头时一手托住喷头， 一手调节水阀，再联系送料，开始喷射。喷头移动方式，可先向受喷的刚性岩面用左右或上 下移动的扫射方式喷一薄层，形成一薄塑性层，然后在此薄层上以螺旋状一圈压半圈，沿横 向作缓慢的划圈运动，划出的圆圈直径一般以100 mm150 mm为宜，喷射顺序应先墙后拱， 自下而上，以防止混凝土因自重而产生裂缝和脱落，墙基脚要喷严喷实，拉开区段，顺次喷 完半边巷道，然后调转喷头喷另半边巷道，最后合拢收顶。对于一些凹凸不平的特殊岩面，应先凹后凸，自下而上地正确选择喷射次序，遇到较大 或较深的凹坑，可采取间隔时间分层喷射，或沿周边分成

20、几块喷射而向中间合拢的方法。若遇光滑岩面，可先薄薄喷上一层砂浆，形成粗糙表面，间隔一段时问后再喷射。遇有 钢筋时，应采用近距斜向和快速“点射”的方式喷射，以保证钢筋后面喷射密实不留空隙。(3 )喷头位置。喷头一般距喷射点0. 8m1. 2m为宜，若距离过大，会使喷射料束分 散，以致射捣无力，影响喷射层质量和增加回弹量；若距离太近，会引起灰浆回溅，回弹剧 增。喷头与喷射点的角度在喷射两帮时，由下而上喷射，喷混凝土可将喷头下俯10。15。， 喷浆时可将喷头下俯5。10。，其他方向始终要求喷头的喷射方向垂直于受喷面。(4)喷头的操作。喷射手要经常保持喷头的完好，应做到以F几点： 喷头在作业前应进行检

21、查，各部件连接要严密，无漏水漏风现象，结束后应及时用水 清洗干净，并使水眼保持畅通； 经常注意检查拢料管、水环有连接部件的磨损程度，发现磨损或磨穿要及时更换。人工操作时，喷头由喷射手掌握，另设一人协助移动输料胶管，随时注意不使胶管出现 硬弯和死弯。掌握喷头的方法是：一手握紧喷头，控制喷射方向和转动速度，另一手握住水 环进水阀门，控制加水量。另外可使用MK II型风动液压传动的混凝土喷射机械手和JP4 型电动液压机械手，以改善劳动条件，保证安全施工。(5) 次喷射厚度。当喷射混凝土支护要求较厚，如超过100mm时，一般应分层喷射。 一次的喷层厚度：侧墙下部可达70 mm80 mm,拱顶一次喷厚可

22、为30 mm40 mm。当喷射 材料中掺加速凝剂时，一次喷射厚度一般可增加一倍左右。加速凝剂时，分层喷射的间隔时 间为 15 min 20 min。(6) 水灰比的控制。掌握合适的水灰比对保证混凝土质量，减少回弹率和降低粉尘有密 切关系。在实际操作中靠喷射手的经验来控制，喷射时以喷射面无干斑、无流淌、表面有光 泽为宜。(7) 速凝剂的掺量控制。速凝剂的掺量必须严格进行控制，在喷射前的最短时间内加入， 尽量做到边搅拌边喷射。速凝剂能使喷射混凝土凝结速度快，早期强度高，后期强度降低，干缩变形增加不大。 合适的速凝剂应使初凝在3 min5min范围内，终凝不大于10 min。一般速凝剂的掺量为 水泥

23、重量的2. 5%4%,使用不同速凝剂和不同水泥应作掺合比试验，以取得合理配比， 当速凝剂掺量大于7%时，会出现一种“急凝”现象，并大大地降低混凝土的后期强度。(8) 喷射混凝土的养护。混凝土喷完2 h4 h后，应开始喷水养护，喷水次数以保持混 凝土具有足够的湿润状态为好，喷水养护时间不得少于7 d。3. 喷射混凝土工艺存在的问题(1) 堵管。堵管是喷射混凝土过程中容易出现的现象。发现堵管时，应立即停电动机、停料、停水，但不停风，以便检查确定堵塞部位。用脚 逐步踩输料管，发现管内有硬物不能打弯，则是输料管堵塞部位。若输料管全是软的，则是 出料弯管堵塞。在确定堵塞部位后，应停风，卸开堵塞处的接头，

24、敲击输料管，使堵塞物松 动,然后上好接头，给风吹管，把管内堵塞物吹出。用压风吹管时，其工作压不得超过0. 4MPa。在用压风吹管时，在喷出前方及其附近严禁有其他人员，防止突然喷射和管路跳动伤人。 在敲击管路时，喷枪手应将枪头朝下，靠近枪头的一段输料管要放直。拆管时，不得面对管 口，管口应朝向岩石或无人处，以免排风不净突然出料伤人。(2) 回弹。喷射混凝土施工时，部分材料回溅落地是难以避免的。但回弹过多，使喷射效 率降低，材料消耗增大，经济效果就差。回弹的多少几乎与喷射作业中各个施工环节都有关系，其中以拌合料中粗骨料的含量、 使用的水泥及速凝剂质量、混合料的均匀度、喷射机的性能以及喷射手掌握水灰

25、比和操作喷 头的技术等为主要因素。实践证明，只要严格要求，提高操作技术，就可以把回弹量控制在： 侧壁10%以内，顶拱15%左右。另外，湿式喷射可以减少回弹10%。回弹物料是一种粘结性差的松散物质。施工中应重视回弹物的回收和利用，如立即将回 弹物回收掺人新料中继续使用时,但要注意其掺量不宜过多;也可将回弹物适当掺拌水泥后， 用来灌筑混凝土水沟或预制水沟盖板等。(3) 粉尘。粉尘的来源是水泥。干式喷射混凝土的水是在喷头处加入，极易拌合湿润， 故易产生粉尘。另外，装干料时或设备密封不良时，也易产生粉尘。长期吸入水泥粉尘就会 引起鼻炎、肺气肿和水泥尘肺病等。使用湿喷机，发展湿喷工艺，是消除或减少喷射混

26、凝土粉尘的根本途径，初步表明，可 降低粉尘浓度40%以上。（三）联合支护1 锚喷联合支护锚喷支护是喷射混凝土支护与锚杆支护两者联合使用的结构。该支护方式中以锚为主，以喷 为辅。起主要作用提供主要支护抗力的是锚杆，而喷层只起辅助以封闭围岩防止风化的作用。在锚喷联合支护中，有先喷后锚和先锚后喷两种基本方式。一般情况下，应首先及时初 喷混凝土封闭围岩，紧接着打注锚杆，复喷到所需喷射混凝土厚度。2. 锚喷网联合支护锚喷网联合支护主要适用在稳定性差、强度低，易风化掉碴，自稳能力小和自稳时间短 的围岩中。加金属网在于改善喷射混凝土的性能，减少其厚度，使喷层不易开裂，从而更好 地起到封闭围岩，防止风化，防水

27、和防止锚杆间岩体的松动掉落，达到保护和发挥锚杆支护 效果的目的。在锚喷网支护结构中，所采用锚杆宜采用全长胶结锚固式锚杆，并与巷道压力，服务年 限相适应，锚杆还要有适当尺寸和足够强度的与锚固力相匹配的托件与配件，以保证锚固力 可靠、有效地紧固金属网。金属网应随巷道轮廓辅设，并与岩面保持不小于30 mm的间隙，金属网与锚杆要连接绑 扎牢固。喷射作业中如果发现脱落的混凝土被金属网架住时，应及时清除进行补喷。3. 锚梁网支护锚梁网支护主要适用在围岩强度低、节理裂隙发育，易片帮塌落，自稳能力较差的巷道， 如遇断层，无炭柱，过煤层或顶板松软破碎时。支立金属梁，必须在有效的临时支护下进行。 支立时，首先将组

28、合好的梁用托钩托住，然后用拉杆或特制的卡钩固定，最后进行挂金属网 与喷射混凝土工作。梁要与金属网用铁丝二、架棚支护架设棚式支架进行巷道支护是煤矿井下常用的支护形式。棚式支架俗称棚子，由一梁（顶梁）两柱（柱腿）组成。常用于巷道围岩十分破碎不稳定， 不适宜采用锚喷支护，而且巷道服务年限不长（8 a10 a），砌碹又不合算的梯形断面的巷 道。按棚式支架的材料构成，可分为木支架、金属支架和装配式钢筋混凝土支架三种；按巷道断 面形状可分为梯形支架和拱形支架等；按支架结构可分为刚性支架和可缩性支架。（一）梯形支架梯形支架可用木支架、金属支架及装配式钢筋混凝土支架。一般由一梁两柱组成。架设梯形支架，应用四个

29、角楔把梁腿接口处与顶板围岩之间楔紧。这个地方又称为“肩 窝”，挤压力较大，岩石比较容易片落，故支架的梁腿接合处不仅受力集中，并且要通过它 使支架构件相互传递作用力。因此，此处接合得是否紧密，肩窝处处理是否得当，会直接影 响整个支架的稳定性。背板通常可用板皮、次木材或荆条棍，它的作用是使地压能均匀地分布到顶梁和柱腿上， 并防止破碎矸石掉落下来。根据顶帮、围岩的坚固程度，背板有密集布置的，也有间隔放置 的，背板后面和围岩间若有空隙，应用矸石或废木料填实。每架支架的平面应和巷道的纵轴相垂直。根据围岩压力的情况，支架一般每米架设1 3架。为了增加各架支架的稳定性，支架之间应设撑木或拉杆。架棚前首先看好

30、中线、腰线，量取棚距，并按中线接三角线找正架棚方向，确立棚腿位 置，挖够腿窝深度，清出实底，栽好柱腿再上梁，并严格做到梁腿亲口结合严密，不得出现 前吊、后缺、错口等不合标准现象，上梁后再一次校正中腰线，然后才能盘帮刹顶，刹紧背 实，打好支撑，刹杆不得出现单数。若木质构件不直，必须弓形朝上朝帮。倾斜巷道架棚时，作业人员必须站在棚子的上方操作，并保证有符合质量标准要求的迎 山角，上好撑木或拉钩。1. 木支架木支架以梯形结构为主，由一根顶梁、两根棚腿以及背板、木楔等组成，坑木的直径一 般为16 mm22 mm,按照顶梁与柱腿的连接形式有亲口棚子和鸭嘴棚子两种。亲口棚子顶 梁和柱腿的连接为相互咬合的亲

31、口接合形式，这种方法最简单，可以在各种地压条件下使用。 鸭嘴棚子顶梁与柱腿的连接是采用相互搭接的鸭嘴式接合形式，只能承受来自顶板方向的压 力，而且柱腿容易臂裂，很少使用。在井下加工梯形木棚时，应遵守下列规定：(1) 用量具准确度量棚梁和棚腿的尺寸。 柱腿用料时，要将料的粗端在上，超长的坑木只准截去细端： 按作业规程中规定的接口方式和规格量，画好勒口线，柱口和梁口的深度不得大于料 径的1 / 4； 用弯料时，必须保证料的弓背朝向巷道顶帮。(2) 锯砍棚料时的注意事项： 锯砍棚料时，应将木料放平稳，不许发生滚动； 砍料时，要注意附近人员和行人的安全，。斧头和斧把不能碰在障碍物上； 砍料人不得将脚伸

32、到砍料处近旁； 及时清除粘连在斧头上的木屑，注意木料上的木节、钉子，避免砍滑伤人； 锯、砍料的地点，应避开风、水管路和电缆。木支架重量轻，加工容易，易架设和具有一定强度，能适应多变的地质条件，同时，当 地压突增时还会发出警号声响，所以，它在井下巷道支护使用得最早，应用也最广。但是， 木支架有很多缺点，如强度小，易腐朽，不耐火和不防火，不能阻水，不防围岩风化和使用 年限短且木材资源紧张等，故使用逐渐减少。2. 金属支架金属支架具有坚固、耐用、防火、架设方便，可制成各种构件，可回收复用等优点。金属梯形支架有两种类型，一种为梯形刚性支架，另一种为梯形可缩性支架，一般多用 梯形刚性支架，梯形可缩性支架

33、应用较少。梯形刚性支架为一梁两柱结构。常用18 kg/m24 kg/_m钢轨，1620号工字钢及 11号和12号矿用工字钢制作。梁柱连接方式多采用在柱腿上焊接一块槽板，梁上焊接一块 挡块，限制梁和柱腿接口处的移位。为了防止柱腿受压陷入底板，可在腿下焊一块钢板底座。梯形可缩性支架，也是一梁两柱结构。顶梁用矿用工字钢，柱腿用J型钢，由两节构件 组成，用卡缆连接，具有可缩性能。架设梯形金属支架时应遵守下列规定：(1) 严禁混用不同规格、型号的金属支架，棚腿无钢板底座的不得使用，卡缆构件要齐 全。(2) 严格按中、腰线施工，并及时返线，保证巷道的坡度和方向。(3) 柱腿要靠紧梁上的挡块，不准打砸梁上焊

34、接的矿用工字钢挡块。(4) 梁、腿接榫处不吻合时，应调整梁腿倾斜度和方向，严禁在缝口处打入木楔。(5) 按作业规程规定背帮背顶，并用木楔刹紧，前后棚之间必须上紧拉钩和打上撑木。(6) 固定好前探梁及防倒器。3. 装配式钢筋混凝土支架装配式钢筋混凝土支架简称钢筋混凝土支架。它可分为两大类，一类是普通混凝土支架， 另一类是预应力混凝土支架。钢筋混凝土支架构件断面有矩形、T形、梯形、工字形、槽形、空心矩形和管形等。选 择断面形状时，应充分利用混凝土抗压强度大的特点，在抗弯构件中，应使受压和受拉区断 面配合适当，使受拉钢筋距中性轴有较大的距离，以便在同样材料消耗情况下，能抵抗更大 的弯矩，目前最常用的

35、断面是矩形、工字形和T形，顶梁和柱腿一般采用相同形式的断面。钢筋混凝土支架背帮顶常用钢筋混凝土背板。背板有板形和槽形两种。钢筋混凝土支架均适应于地压稳定，服务年限长及断面小于12 一的巷道，但应避免用 于受采动影响的巷道。架设混凝土支架必须遵守下列规定：(1) 所用支架构件应无开裂、露筋现象，支架接口处要垫上经防腐处理的20 mm30 厚的木垫板。(2) 找正支架时，不准用大锤直接敲打支架，必须敲打时，应垫上木块等可塑性材料， 保护支架不被损坏。(3) 混凝土支架巷道一般采用预制水泥板背顶背帮，梁、柱不准直接与顶、帮接触。(4) 在煤岩和软岩巷道中，混凝支架紧跟工作面时，必须采取防炮崩的加固措

36、施，确保 不崩倒、崩坏混凝土支架。(二) 拱形支架金属拱形支架可分为两类，即普通金属拱形支架和u型钢拱形支架。普通金属拱形支架 多采用工字钢、矿用工字钢或轻型钢轨制造，没有可缩性，一般仅作巷道临时支护和锚喷支 架巷道联合支护用。U型钢拱形支架采用U型钢制造，具有可缩性，多用于地压大，受采动 影响显著的采区巷道。普通金属拱形支架分为无腿、有腿和铰接三种。无腿拱形支架适用于两帮岩石较为稳定 的巷道，用托架承托梁，因无腿不妨碍砌墙工作，简化了工序，有利于安全，不易被掘进放 炮崩倒，有腿拱形支架采用18 kg/m旧钢轨、槽钢或矿用工字钢制作，其构件有架梁、架 肩、架腿5节的和只有架梁、架腿3节的两种，

37、5节的多用于宽度较大的巷道。铰接拱形支 架由35节支架组成，支架节间采用铰接形式，具有可缩让压的性能，连接方式也较简单。 该支架适用于岩层松软和受采动影响较大的采区巷道。U型钢拱形支架可分为半圆拱、直腿拱和曲腿三心拱三种。常用的拱形可缩性支架的架设方法按照升梁方式可分为三种，即支架器上梁支架方法、 前探梁托梁支架方法和掘进机截割臂方法。支架器上梁方法。在掘进工作面放炮、出煤结束后，搬运支架器安置稳妥，架设支架由 外向里逐架进行，架设时需先把支架顶梁放到支架器上。3节支架可以直接把一根顶梁放上， 4节支架需先2根顶梁连接好，5节支架需先把3节顶梁连接好，再放到支架器上。巷道需 要铺设金属网的，在

38、这同时要把金属网连接好。然后，开始升支架器把顶梁升到位，搬运支 架到位，使梁腿搭线吻合，达到规定的连接长度，上紧连接件，最后穿上背板，掘进工打紧 所有木楔。前探梁上梁方法。掘进工作面放炮结束，立即向掘进迎头撺前探梁，然后再把顶梁放到 前探梁上，前探梁上可以放23架支架的顶梁。顶梁上好后，在梁上穿背板、背笆片，再 铺设金属J网，尔后打紧木楔。上梁护顶工作结束后，开始出煤，出完煤，把柱腿放到位， 使梁腿搭接吻合，达到规定的连接长度，上紧连接件。补齐两帮的背板，打紧所有的木楔。三、砌碹支护砌碹支护是指用料石、混凝土或钢筋混凝土砌筑而成的连续整体式支架。煤矿经常采用 的主要形式是直墙拱顶式。它由拱、墙

39、和基础三部分组成。拱的作用是承受顶压，并传给墙和基础。做成拱形是为了使拱的各个截面都承受压应力， 充分利用石材抗压强度高而抗拉强度低的特性。至于截面中产生的弯矩，可通过采用调整拱 形，使其尽量减少。如弧形拱比半圆拱、三心拱为优。墙的作用是支承和抵抗侧压，在拱基处传给墙的压力是斜的，要求壁后必须充密实，防 止拱与墙开裂，侧压过大时，可用弯曲的墙。基础的作用是把墙传来的载荷和自重均匀传给底板。当底板岩石坚硬时，墙与基础可以 等宽（厚）度；底板若比较软时，基础必须加宽，如果底板有底鼓时，还可以砌底拱。砌碹支护是一个连续支护体，对围岩能够起到封闭防止风化的作用。该支护具有坚固、 耐久、防火、阻水、通风

40、阻力小、材料来源广、便于就地取材等优点。缺点是施工复杂，劳 动强度大，成本高，进度慢。砌碹一般使用在巷道服务年限超过10年以上，围岩十分破碎，同时很不稳定，且有大 面积淋水和部分淋水，及水质有化学腐蚀的地段。在用各种锚喷联合支护不易实施时，可根 据现场具体情况，加以选用。料石砌碹支护工序较多，在进行砌碹作业前应首先拆除临时支 架。拆除临时支架应分两步进行。在巷道压力不大，围岩比较稳定时，可先卸去临时支架两 帮背板，处理两帮活矸，再拆下支架的架腿，其架顶、架肩部分则仍托在托钩上或在无托钩 的临时支架架肩处打上临时顶柱，待砌拱时再拆除。在顶压较大、围岩破碎时，必须将顶和 帮维护好后再拆柱腿和梁，防

41、止冒顶。 掘砌基础。在临时支架的保护下，先将两帮底板 浮石清理干净，再用风镐按设计将基础坑挖出。岩石坚硬风镐挖不动时，可打浅眼、少装药 将岩石崩松后再挖。打眼放炮时，必须符合煤矿安全规程规定，确保安全。按巷道中、腰线放上边线。将基础沟槽内的积水排净，在硬底上先铺上50 111m左右厚 的砂浆，当基础坑的深度大于设计要求时，也可在硬底上铺一层碎石混凝土，然后在其上砌 石材基础。砌筑碹墙。砌筑料石墙，垂直缝要错开，横缝要水平，灰缝要均匀、饱满。用荒料石或 片石砌筑时，砌缝间的凹凸不平，应用片石垫平咬紧，使砌块与灰浆紧密结合。砌石材墙应 做到横平、竖直。随砌随将壁后空隙充填密实。砌碹拱。包括拆除临时

42、支架的架肩、架顶、过梁、立碹胎、搭工作台和砌碹拱。拆除临 时支架时，先用长钎子处理顶、帮浮石，必要时局部打上顶柱或架过顶梁管理顶板。此项作 业时，人员一定站在安全地点。确认安全后，便可按中、腰线稳立碹胎和模板。碹胎顶端高 度应比设计高30 mm50 mrn。碹胎柱一定要立牢，不得下沉。碹胎立好后，用拉钩拉紧、 稳固，再测量校正一次位置，便可搭稳固的工作台，开始砌拱。砌拱必须从两侧拱基向拱顶 对称进行，使碹胎两侧受力均匀，以防碹胎向一侧歪斜变形，随砌随铺放模板，砌块应垂直 于拱的辐射线，在拱背上用石片楔紧。同时应做好壁后充填。封顶时，最后的砌块必须位于 正中，并由内向外进行；封拱顶时，最后一块砌

43、块应在四周和顶充满砂浆用力推进去后固定。 混凝土拱封顶时，水灰比应适当减掘进工每砌筑一段拱、墙，都应留有台阶式咬合碴，以便下次砌筑接合密实。拆模清理。砌碹完毕后，要待拱、墙稳定后，才能拆除碹胎和模板。拆模时切忌用大锤 敲打，以免碹胎、模板损坏变形；拆下的碹胎、模板应洗刷、整理，堆放起来，损坏变形的 要及时修理，以便复用。砌碹表面质量不足之处，如灰缝不饱满、局部有蜂容麻面等，应用 砂浆勾缝、抹面，或必要时进行挖补处理。倾斜巷道的操作顺序和方法基本上和水平巷道相同。主要要求是：砌块要和巷道倾斜角 度平行，立碹胎要和巷道底板垂直。同时应有以下安全技术措施：在上山掘进和砌碹平行作业时，在砌碹工作面上方

44、5 m10 m,要设置安全挡。在下山 掘进和砌碹平行作业时，除了在下山上部设置安全挡以外，砌碹和掘进工作面的上方5 m 10 m处，也要设置，以防跑车。同时对砌碹处的材料和工具等都要有安全存放措施，防止 向下滚动伤人。四、其他支护(一)抬棚巷道交岔点采用抬棚支护时，无论直角三通、斜交三通或四通抬棚、插梁都不得少于4 根。排列间距要均匀，插棚的细头应搭在主抬棚上。抬棚架完后，应架设锁口棚，锁口棚柱 腿应紧贴抬棚柱腿，但深度不得超过抬棚柱腿，锁口棚高度不应超过主抬棚。(1)在顶板完整、压力不大的梯形棚子支护的巷道，抬棚应按下列顺序施工： 在老棚梁下先打好临时点柱，点柱的位置不得妨碍抬棚的架设； 摘

45、掉原支架的柱腿，根据中、腰线找好抬棚柱窝的位置，并挖至设计深度； 按架设梯形棚的要求立柱腿、上抬棚梁； 将原支架依次替换成插梁，最边上的两根插梁应插在抬棚梁、腿接口处。更换插梁不 准从中间向两翼进行； 背好顶、帮，打紧木楔。(2)在顶板破碎、压力大的地点，抬棚应按下列顺序施工： 将原支架逐棚更换成插梁，在插梁下打好临时点柱或托棚。所有插梁都应保持在同一 水平上； 架设主抬棚，抬住已替好的插梁； 撤除临时点柱或托棚； 逐架拆除原支架并调正插梁，背实顶帮； 架设辅助抬棚。(3) 在倾斜巷道架设抬棚时，柱腿应根据巷道坡度相应加长下帮柱腿，靠近水沟一侧的抬 棚或插梁腿，应蹬在水沟基础以下的实底，不许放

46、在松动的煤矸上。(4) 采用矿工钢架设抬棚时，梁和腿必须有可靠的连接固定和防滑装置。(5) 在拱形棚子支护的巷道，抬棚应按下列顺序施工： 上紧抬棚附近支架的卡缆，将架设抬棚范围内的支架打好中柱； 刷好两帮，挖出抬棚柱窝，立好棚腿，然后刷梁道、上顶梁，立抬棚要向内倾斜3。， 梁腿搭接处应上3个卡缆； 将三角架托梁放在拱形支架棚梁上，每个三角架的固定卡缆不得少于2个； 由一侧开始窜插梁，u型钢插梁应大面朝下扣放，并用卡缆将托梁与插梁固定，插梁 与机板之间要背实、背严； 副抬棚(即托棚)要垂直于插梁架设； 采用软落法回撤老棚； 锁口棚要紧靠抬棚架设，其顶梁上也要安放三角架托梁。(二) 架设点柱应遵循

47、下列规定(1) 每根点柱都必须带帽，柱帽的规格应符合作业规程的要求，柱端平面应向上，与柱 帽接触处要用木楔打紧，严禁在一根少.支柱上使用双柱帽和双楔子。(2) 打点柱时，坑木粗头向上，柱帽要居中。水平巷道中的点柱应垂直顶底板，不准歪 斜；在倾斜巷道中，每5。6。的倾角支柱应有1。的迎山角。 (3) 根据作业规程规定的排距和柱距挖掘柱窝，并要见实底，如煤层松软可在柱下加木 垫。木垫的规格也应符合作业规程的要求。(三) 前探梁支护(1) 架设梯形棚前探梁应遵守下列规定： 梯形木棚、工字钢棚所用的前探梁应采用钢管、工字钢、轻型钢轨、槽钢等金属材料， 固定前探梁可用卡箍或吊棚器，前探梁及固定装置的规格

48、或强度，均应符合作业规程的规定； 前探梁的长度不得小于3. 5 m： 放炮后，前探梁前伸，其长度不得大于棚距的80%，然后紧固吊梁器或卡箍； 在前探梁上应用横放方木接顶并用板皮、木楔固紧,接顶方木必须略高于后方的棚梁。(2) 架设拱形棚铰接前探梁应遵守下列规定： 铰接梁的规格、型号必须一致，紧固的楔销应配套通用； 放炮后，应尽快拆除最后一节铰接梁和卡具，并及时与最前端的铰接梁用水平调角楔 悬臂铰接； 在最前端把棚梁放于悬臂铰接梁上，找正方向和高度后，再用卡具将棚梁与铰接梁固 定； 背顶后，再挖柱窝和架设柱腿。(3) 锚喷巷道架设前探梁应遵守下列规定：巷宽小于3 m时，可在巷道顶使用2根前探梁；巷宽大于3 1TI时，应再增加1根前探梁； 卡环间距和前探梁的间距，应按作业规程规定的锚杆间、排距确定，卡环的方向必须 有可调性； 放炮后，松开卡环，应及时将前探梁伸移到迎头，并用板皮、木楔背顶； 按设计位置打最前排锚杆安装卡环，同时卸下最后排的卡环，将前探梁穿入新安装的 卡环内，背好顶后，再进行锚杆支护施工。