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7 金屬支架支護7、1，一般規(guī)定7、1.1,本條說明如下.1.煤礦井巷斷面和交岔點設(shè)計原則上應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)。工程巖體分級標(biāo)準(zhǔn)。GB。T，50218,2014、其理由詳見第6。1。1條的說明.原煤炭工業(yè)部針提出的、緩傾斜。傾斜煤層回采巷道圍巖穩(wěn)定性分類方案,除對煤礦緩傾斜.傾斜煤層回采巷道圍巖按其穩(wěn)定性進(jìn)行分類外，還提出了不同類別圍巖宜采用的金屬支架類型與參數(shù) 對緩傾斜.傾斜煤層回采巷道金屬支架的選型與設(shè)計有一定的指導(dǎo)意義.因此、本條規(guī)定,金屬支架支護巷道的圍巖分級 緩傾斜，傾斜煤層回采巷道可采用、緩傾斜。傾斜煤層回采巷道圍巖穩(wěn)定性分類方案、其他巷道應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)。工程巖體分級標(biāo)準(zhǔn),GB。T、50218，2014,2，緩傾斜 傾斜煤層回采巷道圍巖穩(wěn)定性分類方案 該方案以頂板單軸抗壓強度σ頂,煤層單軸抗壓強度σ煤,底板單軸抗壓強度σ底、直接頂厚度與采高比值N,巷道埋深H,護巷煤柱寬度W.與護巷煤柱寬度X相關(guān)，巖體完整性指數(shù)D、直接頂初次垮落步距L.等7項作為分類指標(biāo)、采用模糊聚類分析方法、將緩傾斜,傾斜煤層回采巷道圍巖穩(wěn)定性分為非常穩(wěn)定 類，穩(wěn)定.類、中等穩(wěn)定、類,不穩(wěn)定、類 和極不穩(wěn)定.類,5類.確定圍巖類別的過程包括分類指標(biāo)原始數(shù)據(jù)的預(yù)處理,數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化，分類指標(biāo)回權(quán)處理,標(biāo)定及聚類等5個步驟 主要工作借助計算機完成，7個分類指標(biāo)的權(quán)值見表1.表1 分類指標(biāo)的權(quán)值.分類指標(biāo)按照以下規(guī)定選取。1。三個圍巖強度指標(biāo)σ頂。σ煤，σ底。圍巖強度是指圍巖的單向抗壓強度,單位為MPa.頂板強度取兩倍巷道高度范圍內(nèi)的各層巖石強度的加權(quán)平均值，底板強度取一倍巷道高度范圍內(nèi)的各層巖石強度的加權(quán)平均值。2.埋深H。巷道埋深是指巷道所在位置距地表的深度 單位為m 3，巖體完整性指數(shù)D、巖體完整性指數(shù)D以直接頂初次垮落步距L表示，單位為m、初次垮落步距是、冒高大于1,0m、1 5m、冒落長度大于工作面全長的1,2，從開切眼的煤柱側(cè)到工作面切頂排柱之間的距離 如果工作面長度不足80m時.可取等效步距即、式中.a 工作面長度.m,b,直接頂初次垮落步距、m。對生產(chǎn)礦井.L取值可參考同一煤層其他工作面直接頂初次垮落步距值 對于未開采煤層和新建礦井.L值可參考表2選取,表2。直接頂初次垮落步距值續(xù)表2.4。直接頂厚度與采高比值N、可從地質(zhì)柱狀圖中直接量取直接頂厚度，但應(yīng)根據(jù)具體條件分析直接頂?shù)姆秶苯禹斒侵苯游挥诿簩踊騻雾斨?。強度小?0MPa。80MPa.一般隨回柱而冒落的巖層.當(dāng)N大于4時、取N等于4、5。護巷煤柱寬度X、護巷煤柱寬度X是指順槽側(cè)的實際煤柱寬度.單位為m,當(dāng)巷道兩側(cè)為實體煤時、取X為100m，當(dāng)無煤柱護巷時。取X為零 7，1、2。金屬支架的支腿要承受來自巷道側(cè)幫的水平壓力 本條規(guī)定是為了保證支腿足夠的抵抗巷道側(cè)幫水平壓力的能力，7.1.3,在金屬支架間設(shè)置牢固的撐桿或拉桿,可以使互不聯(lián)系的平面結(jié)構(gòu)支架變成一個相互聯(lián)系的立體支撐結(jié)構(gòu)、加強其沿巷道軸線方向的穩(wěn)定性和整體支護能力 支架與巷道頂、幫之間用背板和楔子塞緊背實 既能確保支架架設(shè)牢固.又可實現(xiàn)對圍巖的及時支撐，有效地控制圍巖的變形與破壞，可縮性金屬支架的卡纜，可縮性連接裝置。用機械或力矩扳手?jǐn)Q緊。是為了確保支架有足夠的初撐力、及時有效的控制圍巖的變形與破壞,在具體的工程設(shè)計中、應(yīng)對撐桿 拉桿。背板的結(jié)構(gòu)及其布置做出規(guī)定 7。1，4。裸露的金屬支架及其附件在空氣和水的作用下會發(fā)生腐蝕.導(dǎo)致承載能力降低.因此.服務(wù)年限較長的金屬支架及其附件應(yīng)采取防腐蝕措施,7、2、金屬支架類型與支護參數(shù)7、2，1。本條規(guī)定了選擇金屬支架類型的依據(jù)和一般原則，按支架是否具有可縮性。金屬支架可分為可縮性金屬支架與剛性金屬支架兩種類型 回采巷道、受動壓影響的準(zhǔn)備巷道。以及圍巖條件差,礦壓大的巷道 巷道的變形較大.因此應(yīng)選用可縮性金屬支架支護,7、2.2。巷道的支架與圍巖是一個矛盾的統(tǒng)一體,巷道開挖后圍巖的應(yīng)力變化以及由此而產(chǎn)生的圍巖變形與破壞、和支架的支護抗力與收縮性能之間互相作用，形成矛盾統(tǒng)一的關(guān)系。初撐力過小，允許變形量過大的支架不能有效地阻止圍巖變形 破壞.但支架的允許變形量過小將導(dǎo)致圍巖對支架的壓力急劇升高 致使支架損壞而失去阻止圍巖變形,破壞的能力 只有支護特性。主要是支護抗力和允許變形量。與圍巖條件和礦壓特點相適應(yīng)的支架。才能取得最佳的支護效果.因此.本條規(guī)定,可縮性金屬支架的最大允許變形量應(yīng)與圍巖條件和礦壓特點相適應(yīng) 7 2。3 金屬支架及其支護參數(shù)的設(shè)計,無礦壓觀測資料時宜采用工程類比法。有礦壓觀測資料時應(yīng)根據(jù)礦壓觀測資料設(shè)計,其理由見本規(guī)范第1,0，4條的條文說明 表7、2.3是根據(jù)原煤炭工業(yè)部提出的,緩傾斜.傾斜煤層回采巷道圍巖穩(wěn)定性分類方案 中的相關(guān)表格編制的.表中的圍巖分級采用、緩傾斜,傾斜煤層回采巷道圍巖穩(wěn)定性分類方案，中的圍巖分類 但本規(guī)范將,分類、改稱為。分級、該表對無礦壓觀測資料的緩傾斜,傾斜煤層的回采巷道有一定的參考價值.因此。無礦壓觀測資料的緩傾斜，傾斜煤層的回采巷道的金屬支架的類型,以及支護強度.支架間隙.可縮量等參數(shù).可按該表選取.7、2、4,現(xiàn)行煤炭行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).巷道金屬支架系列.MT。143 1986、是在對國內(nèi)外使用金屬支架的經(jīng)驗進(jìn)行理論分析，計算和科學(xué)實驗的基礎(chǔ)上提出 經(jīng)多次全國性會議討論修改后完成的.反映了煤礦井巷支護多年的相關(guān)研究成果和工程實踐經(jīng)驗,該標(biāo)準(zhǔn)包括了9種架型131種規(guī)格的支架,其內(nèi)容包括支架的結(jié)構(gòu)及參數(shù)、設(shè)計計算方法，承載能力計算,支架的選擇方法與步驟等、并附有支護鋼材的材質(zhì)，規(guī)格與參數(shù),以及卡纜。拉桿.背板和配套機具等資料,對金屬支架的設(shè)計有重要的參考價值,也可用于金屬支架的選型.因此，本條規(guī)定 選用定型金屬支架時應(yīng)符合該標(biāo)準(zhǔn)，但該標(biāo)準(zhǔn)編制時間較早 未能反映煤礦礦井巷道金屬支架最新的技術(shù)發(fā)展成果.也不可能完全符合現(xiàn)行規(guī)程規(guī)范的要求,在使用時應(yīng)注意吸收最新的技術(shù)發(fā)展成果和經(jīng)驗、并要滿足現(xiàn)行規(guī)程規(guī)范的要求，7。3,金屬支架材料7。3 1、礦用工字鋼和礦用U形鋼是煤礦井下支護的專用鋼材 和普通工字鋼相比。礦用工字鋼具有翼緣寬 高度小，腹板厚的特點。穩(wěn)定性能好.更能適應(yīng)井下復(fù)雜多變的受力情況 礦用U形鋼的特殊截面形狀使其具有良好的搭接性能、專門用于制造可縮性支架、煤礦井巷工程多年的實踐表明 礦用工字鋼和礦用U形鋼力學(xué)性能好、加工制作方便、材料來源廣，是制作金屬支架的理想鋼質(zhì)型材。兩者相比。礦用工字鋼價格便宜，但難以制作成的可縮性結(jié)構(gòu)，U形鋼的優(yōu)缺點則正好與之相反 因此.不需要可縮性結(jié)構(gòu)的剛性金屬支架和梯形可縮性金屬支架的頂梁、宜選用礦用工字鋼制作，拱形。馬蹄形可縮性金屬支架和梯形可縮性金屬支架的支腿必須具有可縮性、宜選用礦用U形鋼制作、7 3,2，7。3。3 礦用工字鋼的型號有新舊兩種,舊型號礦用工字鋼有9號.11號，12號3個型號。原煤炭科學(xué)研究總院北京開采所設(shè)計的新型礦用工字鋼型號為16H、24H。28H。其抗彎截面模量與承載能力分別相當(dāng)于9號、11號，12號礦用工字鋼.但重量較輕。耗鋼量較小 礦用U形鋼的型號有18U.25U 29U.36U。4種。由于9號、16H礦用工字鋼和18U礦用U形鋼抗彎截面模量小.承載能力低 一般不宜用于制作金屬支架、現(xiàn)行煤炭行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),巷道金屬支架系列、MT。143，1986中的支架也沒有采用9號礦用工字鋼和18U礦用U形鋼、因此，規(guī)定制作金屬支架的礦用工字鋼宜選用11號,12號，或24H,28H,制作金屬支架的礦用U形鋼宜選用25U、29U，36U 7 3。4，支架附件是金屬支架不可缺少的組成部分,其材料應(yīng)符合強度大.耐腐蝕 加工運送與安設(shè)方便的要求。而且材料來源廣、價格便宜.本條規(guī)定就是根據(jù)上述要求和煤礦井巷工程的實際經(jīng)驗做出的,煤礦井巷工程也曾使用過木質(zhì)撐桿，木質(zhì)背板和鋼筋混凝土背板，由于木質(zhì)撐桿與木質(zhì)背板強度低.易腐蝕、鋼筋混凝土背板加工不便,運送時易損壞、因此不宜采用