3,巷道斷面形狀和支護(hù)方式3 1.巷道斷面形狀3。1.1、本條規(guī)定了巷道斷面形狀設(shè)計(jì)的依據(jù)和要求 是第1。0、3條規(guī)定在巷道斷面形狀設(shè)計(jì)中的具體體現(xiàn) 在鉆爆法施工的條件下、掘進(jìn)工藝對(duì)巷道斷面形狀沒(méi)有影響、但采用掘進(jìn)機(jī)或連續(xù)采煤機(jī)施工時(shí)、截割裝置的結(jié)構(gòu)有可能影響巷道斷面形狀 如采用連續(xù)采煤機(jī)掘進(jìn)煤巷,就只能選用矩形斷面 因此、本條將掘進(jìn)工藝也作為巷道斷面形狀設(shè)計(jì)的依據(jù)之一,對(duì)巷道斷面形狀設(shè)計(jì)的要求,有的互相矛盾.設(shè)計(jì)時(shí)難以兩全,如一般而言 拱形斷面承壓性能比矩形斷面好,斷面利用率卻不如矩形斷面高,斷面利用率較高的斷面形狀。其掘進(jìn)費(fèi)用往往較低 但若承壓性能不好,支護(hù)費(fèi)用則會(huì)較高、在實(shí)際的工程設(shè)計(jì)中、應(yīng)根據(jù)工程的具體情況進(jìn)行綜合分析,按總體最優(yōu)的原則滿足本條的要求,3。1 2,本條規(guī)定了選擇巷道斷面形狀的一般原則,1。開(kāi)拓及準(zhǔn)備巷道服務(wù)時(shí)間長(zhǎng)、采用拱形斷面承壓性能好 巷道維護(hù)量小 當(dāng)沿煤層布置時(shí)。矩形斷面和梯形斷面便于機(jī)械化施工,又能保證頂板的完整性、有利于頂板支護(hù)和提高斷面利用率,因此,規(guī)定當(dāng)開(kāi)拓巷道和準(zhǔn)備巷道沿煤層布置時(shí).可采用矩形斷面或梯形斷面,2 回采巷道包括工作面運(yùn)輸巷.回風(fēng)巷和開(kāi)切眼,工作面運(yùn)輸巷與回風(fēng)巷服務(wù)時(shí)間一般為1年、3年 在工作面開(kāi)采過(guò)程中 其靠近回采工作面的一定長(zhǎng)度范圍內(nèi)因受回采工作面支承壓力的影響需要加強(qiáng)支護(hù),采用拱形斷面在加強(qiáng)支護(hù)時(shí)需要換棚并挑頂.使加強(qiáng)支護(hù)作業(yè)復(fù)雜化.而且挑頂時(shí)拱部?jī)蓚?cè)的三角煤跨落在巷道中也不便清理.因此、其斷面以矩形或梯形為宜,開(kāi)切眼是為安裝工作面設(shè)備而開(kāi)鑿的臨時(shí)性工程 為便于工作面初采時(shí)工作面的推進(jìn).其頂板需要與工作面保持一致,斷面形狀也應(yīng)采用矩形或梯形。本條規(guī)定是選擇巷道斷面形狀的一般原則.由于不同的礦井、不同的巷道情況千差萬(wàn)別,設(shè)計(jì)時(shí)不應(yīng)教條地理解本條的規(guī)定,而應(yīng)按照第3、1.1條.第3。1,2條的要求、根據(jù)巷道的具體條件綜合分析,慎重選擇,3,1,3、一般巷道的礦壓主要是頂壓,側(cè)壓不明顯 直墻半圓拱形斷面承受頂壓的性能最好。而且施工方便 因此、本規(guī)范將其作為優(yōu)先選用的拱形斷面。直墻三心拱形 直墻圓弧拱形斷面的斷面利用率較直墻半圓拱形斷面高,但承壓性稍差,在礦壓較小時(shí)可選用 由于直墻抗側(cè)壓能力差,側(cè)壓明顯的巷道宜選用曲墻的拱形斷面,拱形斷面拱部的高度稱為、矢高,三心拱形與圓弧拱形斷面的承壓性和斷面利用率.和矢高與寬度的比值有關(guān),根據(jù)煤礦井巷工程的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。該比值選用1、3較為適宜。3,1,4.梯形斷面巷道一般采用梯形桿件式支架支護(hù),側(cè)幫有一定的傾角時(shí),可使支腿具有一定的抗側(cè)壓能力,并縮小巷道頂板的跨度,降低支架承受的頂壓。但側(cè)幫傾角太小.會(huì)使支腿承受的側(cè)壓過(guò)大。致使支腿容易折損.根據(jù)煤礦井巷工程的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),梯形斷面巷道側(cè)幫的傾角以80,左右為宜。3、2、巷道支護(hù)方式3。2、1、本條規(guī)定了巷道支護(hù)的總要求、是第1 0.1條規(guī)定在巷道支護(hù)上的具體體現(xiàn).巷道圍巖在礦壓的作用下不可避免地會(huì)發(fā)生變形與松動(dòng),要求巷道支護(hù)完全阻止圍巖的變形與松動(dòng)是不可能的.在工程實(shí)踐中。只要圍巖的變形與松動(dòng)控制在一定的范圍內(nèi),就不影響巷道的穩(wěn)定和正常使用、因此、本條不要求巷道支護(hù)完全阻止圍巖的變形與松動(dòng),只要能有效地控制圍巖的變形與松動(dòng)即可、巷道在其服務(wù)期內(nèi)若圍巖發(fā)生影響穩(wěn)定和正常使用的變形與松動(dòng),就需要進(jìn)行維修。維修巷道不僅效率低 而且影響巷道的正常功能。從而影響礦井生產(chǎn),根據(jù)煤礦多年的生產(chǎn)實(shí)踐,為避免因巷道維修影響礦井生產(chǎn) 除回采工作面巷道需進(jìn)行超前加強(qiáng)支護(hù)外、其他巷道的支護(hù)應(yīng)按.免維.的原則進(jìn)行設(shè)計(jì),因此,本條所說(shuō)的 有效地控制圍巖的變形與松動(dòng) 是指巷道在其服務(wù)期內(nèi)無(wú)須維修而保持穩(wěn)定和正常使用,3 2。2 本條規(guī)定了選擇巷道支護(hù)方式的依據(jù)、是第1,0,3條規(guī)定在巷道支護(hù)設(shè)計(jì)中的具體體現(xiàn).巷道支護(hù)的主要功能是控制圍巖的變形與松動(dòng),而圍巖條件和礦壓特點(diǎn)是影響圍巖的變形與松動(dòng)的最主要的因素。因而也是選擇巷道支護(hù)方式最重要的依據(jù),有的支護(hù)方式適用于任何巷道斷面形狀 如錨噴支護(hù).金屬支架支護(hù),有的支護(hù)方式則只能用于某些特定巷道斷面形狀,如拱碹支護(hù)就只能用于拱形。馬蹄形,圓形斷面形狀,而不能用于頂部平直的矩形,梯形斷面形狀,因此,選擇巷道的支護(hù)方式時(shí)應(yīng)考慮巷道斷面形狀,選擇與斷面形狀相適應(yīng)的支護(hù)方式.巷道的用途決定巷道的斷面布置和功能要求 并導(dǎo)致對(duì)巷道支護(hù)的不同要求,因而影響巷道支護(hù)方式的選擇。如井底車場(chǎng)。主要運(yùn)輸巷道斷面大 運(yùn)輸繁忙,要求巷道支護(hù)的可靠性高。采區(qū)準(zhǔn)備巷道一般有采動(dòng)壓力的影響 其支護(hù)應(yīng)能承受采動(dòng)壓力。工作面運(yùn)輸巷與回風(fēng)巷需隨工作面推進(jìn)進(jìn)行加強(qiáng)支護(hù).其支護(hù)應(yīng)有利于加強(qiáng)支護(hù)的實(shí)施,工作面開(kāi)切眼是安裝工作面設(shè)備的場(chǎng)所和工作面開(kāi)采的起始位置,其支護(hù)要方便工作面設(shè)備的安裝,工作面的初始推進(jìn)和初次放頂、不同的支護(hù)方式、其使用壽命 造價(jià)均不相同,因而巷道的服務(wù)年限對(duì)其經(jīng)濟(jì)性有較大影響,而且圍巖的變形與松動(dòng)是一個(gè)隨時(shí)間的推移而發(fā)展的漸進(jìn)過(guò)程.對(duì)巷道支護(hù)強(qiáng)度的要求與巷道的服務(wù)年限成正相關(guān),因此.選擇巷道支護(hù)方式時(shí)應(yīng)考慮巷道的服務(wù)年限、如拱碹支護(hù)造價(jià)高.服務(wù)年限短的巷道一般不宜選用、金屬支架雖然造價(jià)高.但可以重復(fù)使用、服務(wù)年限短的巷道也可選用。巷道的服務(wù)年限長(zhǎng),要求支護(hù)強(qiáng)度較高、反之亦然。3.2,3,煤礦井巷工程曾采用過(guò)許多種支護(hù)方式,隨著煤礦支護(hù)技術(shù)的發(fā)展。有些支護(hù)方式.如梯形裝配式鋼筋混凝土支架,已經(jīng)被淘汰。有些支護(hù)方式,如混凝土或鋼筋混凝土墻與礦用工字鋼頂梁或工字鋼混凝土平板梁組成的混合結(jié)構(gòu)支護(hù),僅用于硐室 風(fēng)橋等有特殊要求的地點(diǎn),而一些新型支護(hù)方式。如錨噴支護(hù)。以錨噴為主或以錨噴為初期支護(hù)的聯(lián)合支護(hù),經(jīng)過(guò)數(shù)十年的發(fā)展。技術(shù)已經(jīng)成熟、并在繼續(xù)發(fā)展提高.適用范圍也不斷擴(kuò)大.目前,我國(guó)煤礦井巷工程采用的支護(hù)方式主要是錨噴支護(hù),拱碹支護(hù),金屬支架支護(hù)和聯(lián)合支護(hù) 本條規(guī)定就是根據(jù)我國(guó)煤礦井巷工程的實(shí)踐和支護(hù)技術(shù)的發(fā)展方向做出的 木支架強(qiáng)度低 易燃,服務(wù)年限短 而且需要消耗大量?jī)?yōu)質(zhì)木材.嚴(yán)重影響自然環(huán)境和生態(tài)、國(guó)家已明令禁止用作永久支護(hù),3 2,4。錨噴支護(hù)以主動(dòng)加固圍巖 充分發(fā)揮圍巖的自承能力為主,其支護(hù)原理先進(jìn)科學(xué)、經(jīng)過(guò)數(shù)十年的發(fā)展、技術(shù)上已相當(dāng)成熟 成為一種技術(shù)先進(jìn),性能可靠,適用范圍廣,施工方便、安全經(jīng)濟(jì)的支護(hù)方式 在煤礦井巷工程中得到廣泛的應(yīng)用,取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。因此。巷道和交岔點(diǎn)應(yīng)優(yōu)先選用錨噴支護(hù).3。2。5?,F(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),煤礦科技術(shù)語(yǔ)第2部分、井巷工程,GB。T。15663.2.2008和,煤炭科技名詞.中均有,拱碹、這一術(shù)語(yǔ) 其含義是,用磚,石.混凝土或鋼筋混凝土等建筑材料構(gòu)筑的整體或弧形支架的總稱 但不少人習(xí)慣將。拱碹。稱之為。砌碹、就字面意義而言,砌碹、指的是一種作業(yè),而不是一種支護(hù)結(jié)構(gòu).現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 煤礦科技術(shù)語(yǔ)。第2部分,井巷工程、GB、T.15663.2和.煤炭科技名詞。賦予,砌碹 的含義分別是,構(gòu)筑碹體的作業(yè).構(gòu)筑拱碹的作業(yè),本規(guī)范依據(jù)現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、煤礦科技術(shù)語(yǔ)第2部分.井巷工程,GB,T,15663。2和,煤炭科技名詞.將用磚。石,混凝土或鋼筋混凝土等建筑材料構(gòu)筑的整體式弧形支架稱之為,拱碹,采用拱碹的支護(hù)方式稱之為 拱碹支護(hù)。拱碹是一種歷史悠久的傳統(tǒng)支護(hù)結(jié)構(gòu) 施工進(jìn)度慢,效率低 不能緊靠掘進(jìn)工作面及時(shí)支護(hù)。在煤礦井巷工程中使用已日漸減少、但拱碹 特別是鋼筋混凝土拱碹。支護(hù)強(qiáng)度大,服務(wù)年限長(zhǎng),巷道凈斷面形狀規(guī)整、一般用于服務(wù)年限長(zhǎng)、不受采動(dòng)影響 圍巖變形量小的巷道.在有大面積淋水的巷道,采用錨噴支護(hù)不合適時(shí).采用砌體拱碹支護(hù)可能是較好的選擇,拱碹一般屬剛性支護(hù),但如果在砌筑時(shí)加入可縮性材料,砌體拱碹也可具有一定的可縮性。能適應(yīng)圍巖的變形。這種拱碹多用于全封閉支護(hù)的巷道.3、2、6,桿件式支架可以采用各種天然和人造材料制作,人們也曾在煤礦井巷工程中使用過(guò)各種天然和人造材料制作的桿件式支架、但由于金屬支架具有其他材料制作的桿件式支架無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn),因而成為目前仍在使用的主要桿件式支架,其主要優(yōu)點(diǎn)是 支架可回收并重復(fù)使用.可設(shè)計(jì)成需要的任何形狀并具有與巷道條件相適應(yīng)的可縮性。支架安設(shè)方便,能及時(shí)支護(hù)并立即承載.可工廠化制作。本條給出了金屬支架的適用范圍、3 2,7.聯(lián)合支護(hù)可充分發(fā)揮不同支護(hù)方式的優(yōu)點(diǎn),提高支護(hù)結(jié)構(gòu)的支護(hù)能力.圍巖條件差或斷面大的巷道、采用單一支護(hù)方式有時(shí)技術(shù)上難度較大或不經(jīng)濟(jì).而采用聯(lián)合支護(hù)則往往能收到較好的效果,本條。采用單一支護(hù)方式不合適時(shí).是指采用單一支護(hù)方式技術(shù)上難度較大或不經(jīng)濟(jì)的情況,3、2,8,一般巷道的礦壓主要是頂壓與側(cè)壓。只要對(duì)巷道的頂板和側(cè)幫進(jìn)行支護(hù)即可,但底板松軟,有底鼓的巷道除頂壓與側(cè)壓外,還有來(lái)自巷道底板的壓力、這種情況下應(yīng)采用有底拱或底梁的全、封閉支護(hù)。3、2、9 布置在容易自燃和自燃煤層中的開(kāi)拓巷道 因其服務(wù)年限長(zhǎng) 巷道周幫長(zhǎng)期裸露在空氣中易發(fā)生煤層自燃、對(duì)煤層進(jìn)行封閉是為了防止巷道周幫的煤層長(zhǎng)期與空氣接觸引起自燃,本條是強(qiáng)制性條文 必須嚴(yán)格執(zhí)行,