木支架支護(hù)發(fā)展趨勢

在井巷施工中，木支架逐步被整體式混凝土支護(hù)、混凝土塊支護(hù)、金屬支護(hù)、裝配式混凝土預(yù)制支護(hù)、料石支護(hù)等所代替。20世紀(jì)60年代后開發(fā)和推廣應(yīng)用噴射混凝土支護(hù)、錨桿支護(hù)、噴錨或噴錨網(wǎng)聯(lián)合支護(hù)，以取代支撐型支護(hù)。甚至一些粗碎大硐室和在不良巖體中的井巷工程也采用噴錨作永久支護(hù)。中國有些礦山達(dá)到全礦支護(hù)噴錨化。在理論研究上，圍巖與支護(hù)相互作用的彈塑性理論，位移反分析法、位移監(jiān)控設(shè)計(jì)法等相繼出現(xiàn)，從而促進(jìn)了支護(hù)理論、設(shè)計(jì)方法和工藝技術(shù)的不斷發(fā)展 。2100433B

支護(hù)主要有噴射混凝土支護(hù)、錨桿支護(hù)，錨索支護(hù)、噴錨網(wǎng)聯(lián)合支護(hù)和巖體壓力注漿等。這類支護(hù)的作用原理是通過支護(hù)加固和改善圍巖應(yīng)力狀態(tài)，控制圍巖變形，充分發(fā)揮圍巖的自穩(wěn)能力，支護(hù)與圍巖共同組成支承結(jié)構(gòu)，以維護(hù)井巷的穩(wěn)定門支護(hù)設(shè)計(jì)通常分兩部進(jìn)行，施工前根據(jù)工程類比、設(shè)計(jì)計(jì)算和經(jīng)驗(yàn)，初步確定支護(hù)形式和參數(shù)，再在施工中通過對圍巖位移和噴錨支護(hù)受力等的實(shí)地量測分析，修正和最終確定支護(hù)形式和參數(shù)。設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果可與實(shí)測數(shù)據(jù)對比分析，相互驗(yàn)證。

主要有木支架支護(hù)、金屬支架支護(hù)、混凝土預(yù)制構(gòu)件裝配支架支護(hù)、混凝土砌塊或料石砌?支護(hù)和整體澆注混凝土支護(hù)等。這類支護(hù)的作用原理是將圍巖作為荷載，支護(hù)作為支承結(jié)構(gòu)承受可能塌落的巖石，維持井巷的穩(wěn)定二支護(hù)設(shè)計(jì)是在查明工程巖體地質(zhì)條件的基礎(chǔ)上，先進(jìn)行圍巖分類，再確定地壓(荷載)大小，最后選擇滿足強(qiáng)度和工程要求的支護(hù)形式和參數(shù) 。

井巷支護(hù)是指為保持井巷穩(wěn)定，防止圍巖坍塌，并滿足設(shè)計(jì)斷面和形狀的要求而架設(shè)的支護(hù)結(jié)構(gòu)。井巷掘進(jìn)時(shí)，巖體中形成空確，其圍巖的原始應(yīng)力狀態(tài)受到破壞而發(fā)生圍巖過大變形，甚至局部或整體坍塌，從而影響井巷使用。井巷支護(hù)應(yīng)有效地控制住圍巖變形，防止坍塌，同時(shí)力求技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理。井巷支護(hù)分為支撐結(jié)構(gòu)和加固結(jié)構(gòu)兩類。

木支架支護(hù)是指用木材做構(gòu)件組成的支護(hù)結(jié)構(gòu)，俗稱木棚子。它用來抵抗巷道頂板和兩幫的地壓，防止圍巖過大的變形和破壞發(fā)生。常見的木支架為梯形棚子，它由頂梁、柱腿、背板、撐柱和木楔組成。頂梁和柱腿為直徑18-30cm的圓木。梁與腿用親口方式連結(jié)。為增大支架可縮性，柱腿可削尖。背板用小直徑木桿(俗稱剎桿)、木板皮、竹笆或荊條笆等。支架安裝時(shí)，務(wù)必用楔子和背板將梁、腿與圍巖間牢固楔緊。撐柱為小直徑木桿。棚子間距為0.8-1.2m，在松軟圍巖和動(dòng)壓巷道中，可采用對棚子(棚子兩兩緊靠)或密集棚子。根據(jù)地壓的大小、方向和圍巖賦存條件，木支架還有矩形、不規(guī)則形、多邊形和加強(qiáng)形等多種。木支架是最古老的支護(hù)方式。這種支架重量輕、成本低、加工方便，并有一定可縮性。但其強(qiáng)度低。易腐朽。在木材資源短缺的情況下，這種支架的使用量己日漸減少口中國礦山的主要巷道已不采用木支架，而采用金屬、石材或錨噴支架，只有在斷面小、地壓小和服務(wù)年限短的一些巷道尚使用木支架 。

學(xué)科：坑探工程

詞目：木支護(hù)

英文：wood support

釋文：用圓木等為主要材料構(gòu)成的支護(hù)措施。常用的有木棚子、木支架等，屬傳統(tǒng)支撐方式，具有易加工、重量輕、拆裝方便等優(yōu)點(diǎn)。但易損壞，木材消耗量大，利用率低，占用空間多，僅用于緊急搶險(xiǎn)等臨時(shí)或輔助支護(hù)施工。 2100433B

常用支架的破壞形式

埋深小于400m的煤巷，支護(hù)沒有問題：可采用木支架、工字鋼支架和U型鋼可縮性支架；

埋深超過600m，傳統(tǒng)支護(hù)不能適應(yīng)：木支架和金屬剛性支架徹底毀壞、U型鋼可縮性支架嚴(yán)重變形、低強(qiáng)度錨桿支護(hù)不能滿足巷道維護(hù)要求。

巷道支護(hù)木支架

優(yōu)點(diǎn)：重量輕、加工 容易、架設(shè)方便、有破壞信號。

缺點(diǎn)：強(qiáng)度低、易破壞、不防火、易腐蝕、風(fēng)阻大。

適用條件：巷道服務(wù)期較短、壓力小、斷面積不大。

巷道支護(hù)工字鋼支架

全名工字鋼可縮性梯形支架，適用于圍巖比較穩(wěn)定，受動(dòng)壓影響，變形200—500mm的巷道。

巷道支護(hù)U型鋼支架

1、U型鋼可縮性拱形支架，適用于服務(wù)時(shí)間長，圍巖不穩(wěn)定，受動(dòng)壓影響大，變形大于400mm，無底鼓的巷道。

2、U型鋼可縮性圓形支架，適用于服務(wù)時(shí)間長，圍巖不穩(wěn)定，受動(dòng)壓影響大，變形大于800mm，有底鼓的巷道。

3、U型鋼方環(huán)形可縮性環(huán)形支架，適用于服務(wù)時(shí)間長，圍巖不穩(wěn)定，受動(dòng)壓影響大，變形大于1000mm，有底鼓的巷道。

巷道支護(hù)錨桿支護(hù)

有錨桿支護(hù)梯形巷道，錨桿支護(hù)拱形巷道等類型。錨桿支護(hù)已經(jīng)成為我國煤礦巷道首選的、安全高效的主要支護(hù)方式，顯著提高了巷道支護(hù)效果，保證了采煤工作面的安全、快速推進(jìn)，促進(jìn)了煤炭產(chǎn)量的大幅度增長。

我國煤礦錨桿支護(hù)技術(shù)經(jīng)歷了從低強(qiáng)度、高強(qiáng)度到高預(yù)應(yīng)力、強(qiáng)力支護(hù)的發(fā)展過程。早期采用的錨桿支護(hù) 強(qiáng) 度剛度低，支護(hù)原理上仍屬于被動(dòng)支護(hù)。1996—1997年我國引進(jìn)澳大利亞錨桿支護(hù)技術(shù)，高強(qiáng)度錨桿支護(hù)技術(shù)得到廣泛認(rèn)可。2005 年以來，為解決深部高地應(yīng)力、受強(qiáng)烈采動(dòng)影響、沿空留巷等復(fù)雜困難巷道支護(hù)難題，又開發(fā)出高預(yù)應(yīng)力、強(qiáng)力錨桿與錨索支護(hù)技術(shù)，真正實(shí)現(xiàn)了錨桿的主動(dòng)、及時(shí)支護(hù)，大幅度減少了巷道圍巖變形與破壞，支護(hù)狀況發(fā)生了本質(zhì)改變。2009 年，煤炭行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)“煤巷錨桿支護(hù)技術(shù)規(guī)范”( MT/T1104 － 2009) 發(fā)布，標(biāo)志著煤巷錨桿支護(hù)技術(shù)已經(jīng)逐漸成熟。我國很多礦區(qū)煤巷錨桿支護(hù)率達(dá)到 60% ，有些礦區(qū)超過了 90% ，甚至達(dá)到 100% 。我國煤礦已經(jīng)形成了有中國特色的煤巷錨桿支護(hù)成套技術(shù)體系，錨桿支護(hù)已經(jīng)成為煤礦巷道首選的、安全高效的主要支護(hù)方式。

錨桿支護(hù)理論歸納起來有3種模式：① 被動(dòng)地懸吊破壞或潛在破壞范圍的煤巖體；② 在錨固區(qū)內(nèi)形成某種結(jié)構(gòu)( 梁、層、拱、殼等) ；③ 改善錨固區(qū)圍巖力學(xué)性能與應(yīng)力狀態(tài)，控制圍巖變形與破壞。