支護技術培訓講座

支護技術培訓講座1為規(guī)范公司各井巷工程設計、施工與驗收工作，現(xiàn)對公司井巷施工技術管理作如下規(guī)定。井巷工程開工條件井巷工程施工前應具備下列條件：經(jīng)過審查批準的技術設計和單項工程施工圖設計。經(jīng)公司相關部門下達認定的施工通知單及現(xiàn)場評估報告。經(jīng)過測量專業(yè)定點測設并簽字。單項工程結束，必須經(jīng)過公司相關部門的驗收，方可以進行下一工作程序。單項工程包括：噴錨支護及混凝土支護在5米以上（含5米），鋼支架支護在4架以上（含4架），管路及鋪道工程10米以上（含10米），豎井、斜井、平硐開拓工程嚴格按設計施工，實行短掘短砌的必須嚴格按施工方案進行。豎井、斜井、平硐開拓工程是重大的、復雜的、主要的井巷工程，施工單位（分礦）應制定施工技術組織措施及施工方案，經(jīng)審批后方可開工。參加驗收評估的部門有：地質(zhì)資源部、生產(chǎn)技術部、安全管理部、資產(chǎn)財務部、企業(yè)管理部、監(jiān)查部，分礦技術室、分礦生產(chǎn)礦長（礦長助理）。負責牽頭驗收的部門：安全管理部。井巷工程施工地點必須符合以下規(guī)定：2.1.作業(yè)面無浮石，支護可靠。22.2.工作面空氣中粉塵和有害物質(zhì)的允許濃度、空氣溫度以及作業(yè)點的噪聲符合有關規(guī)定要求，并有符合安全規(guī)定的良好的照明。2.3.井下主要巷道的交岔道口必須設為路標，指明通往安全出口的方向。2.4.工程中所用的材料和構件，必須符合設計規(guī)定和產(chǎn)品標準，并有出廠合格證。2.5.工程中遇到破碎地段，施工處理的程序：施工單位進行采取臨時支護措施，設計人員現(xiàn)場勘查后進行相應的支護設計，設計須經(jīng)相關部門審批，時間緊迫時，生產(chǎn)技術部與分礦可以現(xiàn)場決定采取臨時或永久支護的形式，補充設計。2.6.主要開拓工程如豎井工程、卷揚機硐室工程遇到破碎地段，需經(jīng)安全、生產(chǎn)技術、調(diào)度等部門現(xiàn)場研究并經(jīng)處理好后再行施工。技術交底與技術指導3.1.井巷工程開工前，生產(chǎn)技術部設計人員（分礦技術室）要向施工單位、生產(chǎn)區(qū)、和施工作業(yè)人員進行現(xiàn)場技術交底，交待設計意圖，巷道規(guī)格、工藝過程、技術要求、安全措施及其它注意事項。3.2.分礦技術室負責建立技術檔案，做好各種測試記錄、隱蔽工程、質(zhì)量檢查記錄和施工圖紙等文件資料。3.3.在井巷施工中，設計人員和相關工程技術人員要及時進到生產(chǎn)作業(yè)地點進行技術指導，做到每周3次以上。并且保證生產(chǎn)區(qū)域每天有技術人員進行現(xiàn)場指導，發(fā)現(xiàn)問題及時處理，地測采人員要按技術規(guī)范要求，及時進行地質(zhì)素描、采樣和井巷工程測設，按設計要求指導施工。3.4.井筒穿過特殊地層時，必須編制專門的施工安全技術措施。33.5.建立工程施工通知單制度?，F(xiàn)場發(fā)現(xiàn)下列情況時生產(chǎn)技術部及分礦技術室應通知施工區(qū)段、施工人員、施工作業(yè)單位停止作業(yè)。3.5.1.地質(zhì)情況發(fā)生變化，需停止作業(yè)，修改設計或采取臨時支護的。3.5.2.設計有誤，需停止作業(yè)，更正設計。3.5.3.未按設計施工。3.5.4.井巷工程到位，要停止施工。3.6．下列情況，技術部門要及時提出危及生產(chǎn)的安全預告通知，以便施工單位事先采取預防措施；3.6.1.井巷工程接近上部中段和地表。3.6.2.井巷工程接近舊采區(qū)和老硐。3.6.3.井巷工程接近貫通。3.6.4.井巷工程接近已知的大斷裂帶、溶洞、含水層、河床、放射性區(qū)域等。4.井巷掘進與支護井巷工程要嚴格按設計施工。重點開拓工程如豎井、平硐、主要運輸巷道，要按施工組織方案中作業(yè)循環(huán)圖表組織施工。4.1.主要的井巷工程施工前，必須編制施工組織設計，在流砂、淤泥、砂礫等不穩(wěn)固的含水土層中施工時，必須編制專門的安全技術措施。4.2.井巷施工方法要根據(jù)巖石的穩(wěn)固程度、井巷斷面和技術裝備情況，選擇合理的施工方法，各種井巷與施工方法采取的措施應以設計部門的施工圖為依據(jù)。4.3.平巷施工一般一次成巷，大斷面軟破碎帶時，一般采用導硐法，先拱后墻法和板樁法。4.4，長平巷施工，應設躲避硐室。44.5.平巷施工時支護按設計施工，并優(yōu)先采用噴錨支護或噴漿混凝土支護，用鋼支架支護時要按公司支護技術設計和標準進行。4.6.井巷施工時要嚴格按安全操作規(guī)程作業(yè)4.6.1.爆破后要足夠的時間進行通風，通風良好后方可作業(yè)，出渣前應首先敲幫問頂，處理好盲殘炮，豎井要清掃井框，灑水后進行出渣作業(yè)。4.6.2.在施工前，井巷工程要有符合安全要求的照明，豎井井筒內(nèi)每個作業(yè)地點，都有獨立的聲光信號裝置。4.6.3在含水表土中掘進豎井，要及時架設和加固井圈，并有降低水位的措施，以防止井壁砂土流失，導致空幫。4.6.4.井筒延伸時，必須用堅固的保護盤，或在井底水窩下留巖柱將井筒的延伸部分與上部作業(yè)中段隔開，挖掘巖柱或撤出保護盤時，必須進行專門的施工組織設計，經(jīng)礦長或總工程師或技術總負責批準后施工。4.6.5.天井和溜井的施工方法，應根據(jù)其傾斜角和礦巖穩(wěn)固程度確定，一般采用普通法、吊罐法、爬罐法，深孔爆破法和鉆進法。4.6.6.豎井、斜井、天井施工時，施工人員應根據(jù)施工現(xiàn)場實際情況，做好安全防護工作，或系好安全帶。5.井巷工程支護應符合下列要求：5.1.支護設計方法，應以工程類比法為主，必要時，可用理論驗算法驗算。5.2.支護設計應優(yōu)先采用錨噴支護，不用或少用木材支護，用鋼材支護時應按設計或標準進行施工。5.3.在塑性巖體中，可采用先臨時支護后永久支護的兩次支護方法，5必要時采用監(jiān)控量測的手段進行設計。5.4，井巷支護的材料的強度等級應符合下列要求：5.4.1.豎井、主斜井、卷揚機硐室工程，當采用混凝土或鋼筋混凝土支護時，其強度不應小于C20。5.4.2.在井巷支護采用錨噴或噴射混凝土支護時，其混凝土強度不應小于C20。5.4.3在井巷支護采用混凝土預制塊支護時，其強度等級不應小于C25.當采用石材支護時，其強度等級不應小于MU40。6.井巷支護標準為了保持巷道的穩(wěn)定性，防止圍巖發(fā)生垮落或過大變形，巷道掘進后一般都要進行支護。支護的結構形式有木材支架、金屬支架、預制鋼筋混凝土支架，以及料石砌碹、整體澆灌混凝土，錨噴支護。錨噴支護的推廣使用是巷道支護技術的重大進步。錨噴支護的施工工藝和支護原理與傳統(tǒng)的被動支護迥然不同，具有明顯的優(yōu)越性，施工工藝簡單，機械化程度高，施工速度快，減少井巷掘進和支護的工程量，節(jié)約大量木材和鋼材，質(zhì)量可靠，施工安全，適用范圍廣泛。6.1.梯形棚式支護標準梯形木支護和金屬支架支護66.1.1.木支架木支架可做為巷道中臨時支護，巷道中常用的木支架是梯形棚子是由一根項粱、兩根棚腿以及背板、木楔等組成。每架支架的平面應與巷道的縱軸相垂直。頂梁和棚腿應選用相同直徑的坑木，以便加工和架設。施工時，應使棚腿大頭向上。木支架一般可使用在地壓不大、巷道服務年限不長、斷面較小的采區(qū)巷道里，有時也用作巷道掘進中的臨時支架。木支架質(zhì)量較輕，具有一定的強度，加工容易，架設方便，適應于多變的地質(zhì)條件。6.1.2.金屬支架支護金屬支架的強度大，體積小，堅固耐久，防火，可以制成各種形狀的構件。雖然初期投資較大，但巷道維修工作量小，并且可以回收復用。金屬支架有以下兩種主要形式：6.1.2.1梯形常用18～24kg/m鋼軌、16～20號工字鋼制作，由兩腿一梁構成，常用的梁、腿連接方式如圖1所示。型鋼棚腿的下端焊一塊鋼板，可防止它陷入底板。支架之間要有拉手連接，并且連接要牢固。必要時在首尾支架要進行支撐加固處理，保證梯形支架支護的穩(wěn)定性，以保證掘進施工的安全。6.1.2.2.拱形金屬支架對于動壓大、圍巖變形量大的巷道，用礦用特殊型鋼做成拱形可縮性支架（圖2），可以避免使用剛性金屬支架時可能出現(xiàn)的大量折損。這種支架由三節(jié)或四節(jié)曲線形構件組成，接頭處搭接0.3一0.4m，并用螺栓箍緊。當沿搭接處作用的軸向力大于螺栓箍緊所產(chǎn)7生的摩擦力時，構件之間便相對滑動。這時，圍巖壓力得到暫時卸除，直到圍巖壓力繼續(xù)增加至一定值時，再次產(chǎn)生可縮現(xiàn)象，如此周而復始。這種棚子的可縮量可達0.2～0.4m。86.1.2.3.金屬支架支護設計實例：附圖19說明：1、支護采用20a槽鋼支護，槽鋼整體穿鞋（各架連通）。支護間距1.0米。2、xxx米采用20a工字鋼支護，雙工字鋼整體穿鞋（各架連通）。雙工字鋼下部每隔2.0米加一塊鋼板墊鐵（300×400×18），增加底腳穩(wěn)固性，各架支護間距0.6米。3、鋼支護與臨時支護之間用小徑木剎緊。4、支護高度從道木算起2.2米臨時木支護材料用量（間距1.0米，共39架）：腿子(Φ200)：2.8×39×0.1×0.1×3.14×2根=6.86立方橫梁(Φ200)：3.2×39×0.1×0.1×3.14=3.92立方剎頂、剎邦小徑木(Φ100)：88根×39×0.05×0.05×3.14×1.5=40.43立方臨時支護合計：51.21立方槽鋼棚子材料用量：1）、槽鋼橫梁平均長：3米×14架×22.63kg=950kg2）、槽鋼立柱：2.2米×2根×14架×22.63kg=139kg3）、槽鋼斜撐：1.37米×14根×14架×22.63kg=434kg4）、底角槽鋼：1米×2根×14架×22.63kg=634kg5）、厚18鋼板（頂板用）：2.8×14×22.63141.3=139kg6）、小徑木剎邦：44根×14×0.05×0.05×3.14×1.5=7.3立方三、工字鋼棚子材料用量：1）工字鋼橫梁平均長：2.8米×42架×27.9kg=3281kg2）、工字鋼立柱：2.2米×2根×42架×27.9kg=5156kg3）、工字鋼斜撐：1.37米×42根×14架×27.9kg=1605kg4）、底角工字鋼：0.6米×4根×42架×27.9kg=2812kg5）、厚18鋼板（頂板用）：0.3×0.4×26塊×141.3=9891kg6）、小徑木剎邦：44根×25×0.05×0.05×3.14×1.5=13立方用4#角鋼連接各架棚子：39×2×2.422=189kg以上鋼材總用量：32.326t10說明Xxx處采用槽鋼支護，300×300×18鋼板穿鞋。如平面圖所示，棚腿子要沿巷道兩幫成一條直線布置。支護間距1.0米。如圖所示，各架之間用4#角鋼連接。由于馬頭門處支護跨度比較大，應盡量采用如圖所示方法剎頂，使頂板的壓力分布到兩側，以減少橫梁中間的壓力。適當降低“牛腿”的高度，使其盡量對橫梁中間部位進行支撐。剛支護與巷道兩幫之間用小經(jīng)木剎緊。材料用量計算（槽鋼棚子）：槽鋼橫梁平均長：6米×7架×22.63kg=950kg槽鋼立柱：3.5米×2根×22.63kg=1109kg槽鋼斜撐：1.25米×2根×7架×22.63kg=396kg厚18墊鐵：0.3×0.3×2塊×7架×141.3kg=178kg4#角鋼：12米×2422kg=29kg1120a工字鋼：（1.95×2+2.71）×37×27.929×1.06=7240.43kg1.4×37×27.929×1.06=1533.53kg1220a工字鋼：（2.2×2+3.285）×8×27.929×1.06=1820kg1.4×8×27.929×1.06=331.57kg1320a工字鋼：（2.2×2+2.71）×16×27.929×1.06=3367.84kg1.4×16×27.929×1.06=663.15kg1420a工字鋼架合計：14956.52kg20a工字鋼斜撐：24.2×27.929×1.06=716.43kg20槽鋼底腳：35.3×2×25.777×1.06=1929kg18mm墊鐵：0.3×0.4×34塊×141.3×1.06=611kg10#角鋼：8.5×12.276×1.06=110.6kg4#角鋼：70.6×2.422×1.06=181.25kg12kg鋼軌：24.9×2×12.2=607.5kg18kg鋼軌：5.2×5×18.06=469.5kg以上鋼材合計：19581.18kg15說明撞楔試木支護材料腿子（Φ200）：2.8×42架×0.1×0.1×3.14×2根×1.11=8.214立方橫梁（Φ200）：3.2×42×0.1×0.1×3.14×1.11=4.684立方剎頂、剎綁小徑木（Φ100）：59根×42架×0.05×0.05×3.14×3米×1.11=64.78立方橫撐（Φ150）：0.64米×41根×4排×0.075×0.075×3.14×1.11=2.054立方鋼支護剎邦及剎頂材料：剎邦（Φ100）：28根×35.3×0.05×0.05×3.14×1.11=8.614立方剎邦（Φ100）：9根×14×0.1×0.1×3.14×1.11=4.44立方以上木材總計：92.786立方坑木：17.47立方小徑木：66.12立方舊支護拆除：39延米密集木棚子32架，間距0.3米：6米×32×0.1×0.1×3.14=6.03立方稀棚子6架，間距1.4米;6米×6×0.1×0.1×3.14=1.13立方鐵棚子15架剎邦及剎頂：34延米×6米×0.5米厚×0.7系數(shù)=71.4立方二天井密集坑木支護共8延米（天井規(guī)格1.5×2.5，Φ200原木）：每米1.256立方×8=10立方拆除木材合計：88.56立方6.2.石材支護石材支護由拱、墻和基礎構成（圖）。使用料石砌筑拱、墻時，一般采用拱、墻等厚。使用混凝土砌拱、料石砌墻時，一般拱、墻不等厚。6.2.1石材支護的應用條件16石材支護用于以下情況：當圍巖十分破碎，用錨噴網(wǎng)聯(lián)合支護優(yōu)越性已不顯著時；圍巖不穩(wěn)定，頂幫活石極易塌落，噴射混凝土噴不上、粘不牢，也不易鉆眼裝設錨桿；大面積淋水或部分涌水處理無效地區(qū)；有化學腐蝕地段；巷道服務年限超過8～10年。6.2.2.石材支架的施工石材支架的施工，多數(shù)情況下是在掘進后先架設臨時支架，以防止掘進與砌碹之間這一段距離內(nèi)頂、幫巖石的垮落。臨時支架一般采用金屬拱形支架。砌碹的順序如下：6.2.2.1拆除臨時支架的架腿。6.2.2.2掘砌基礎基礎挖出后，將溝內(nèi)積水排凈，掛好中、腰線，在硬底上鋪50mm厚的砂漿，然后在其上砌筑料石基礎。當用片石砌筑基礎時，應選大塊的放在下層作為基石。176.2.2.3砌筑側墻砌筑料石墻時，垂直縫要錯開，橫縫要水平，灰縫要均勻、飽滿。用毛料石或片石砌筑時，因其凸凹不平，需用片石墊平，使砌塊與灰縫緊密結合。砌墻時應根據(jù)邊線拉水平線，并用水平尺或水準儀檢查墻的垂直度和水平度。在砌筑同時，應用矸石充填壁后空隙。6.2.2.4砌拱工作工作內(nèi)容包括拆除臨時支架的架肩和架頂、過頂、立碹胎、搭工作臺、砌碹等。目前巷道施工中多采用金屬碹臺和金屬模板，碹胎可由14～16號槽鋼或15～18kg/m鋼軌制成。用料石砌碹的，模板可用25mm×25mm的角鋼拼焊或用8N10號槽鋼制作。砌拱必須從兩側拱基向拱頂對稱進行，使碹胎兩側均勻受力，以防碹胎向一側歪斜。當采用料石拱時，砌塊應垂直于拱的輻射線，楔形砌塊的大頭必須向上，各行砌塊必須錯縫。砌拱的同時，應做好壁后充填工作。封頂時，最后的砌塊必須位于正中。拱墻砌筑每告一段落，都應留有臺階式咬合茬，以便下次砌筑接茬。砌筑工作面的橫斷面布置如圖3-5所示。砌筑完畢后，要待拱、墻達到一定強度后，才能拆除碹胎和模扳。拆下的碹胎，模板應洗刷和整理，損壞變形的要及時修理，以便復用。6.3.混凝土支護混凝土與混凝土材料由硅酸鹽水泥為膠結材料，普通砂石為集料和水配制成拌合物，經(jīng)適當溫度與濕度硬化而成的，其表觀密度在1950～2500kg/m3的混凝土，稱為普通混凝土。186.3.1.水泥在井巷支護中，應用最普遍的是普通硅酸鹽水泥，其次是礦渣硅酸鹽水泥和火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥。水泥標號按規(guī)定齡期的抗壓強度未劃分，普通水泥分為32.5、42.5、42.5R、52.5、52.5R、62.5、62.5R7個標號，各標號水泥的各齡期強度不得低于表3-1的數(shù)值。表3-1普通硅酸鹽水泥的各齡期強度標號抗壓強度（Mpa）抗折強度（Mpa）3d28d3d28d32.512.032.52.55.542.516.042.53.56.542.5R21.042.54.06.552.522.052.54.07.052.5R26.052.55.07.062.527.062.55.08.062.5R31.062.55.58.0影響水泥強度的因素很多，除水泥本身的質(zhì)量外，主要有：①普通水泥硬化后，在水、侵蝕性液體與氣體或強堿作用下，強度會逐漸降低而遭腐蝕破壞；②某些有機物如糖、油等，能妨礙水泥的凝結和硬化，降低水泥制品的強度；③貯存時間過長和受潮，會使水泥凝結硬化時間延長，強度降低。在一般條件下存放3個月后，強度降低10%～20%，6個月后降低15%～30%。水泥貯存時間不宜超過3個月。其他條件相同時，水泥標號越高，混凝土強度越高。6.3.2.砂粒徑在5mm以下的巖石顆粒稱為天然砂，按其細度模數(shù)，分為粗、中、

19細三級。粗砂Uf=3.7—3.1;中砂Uf=3.0—2.3；細砂Uf=2.2一1.6。常用的是石英砂，以河砂質(zhì)量為好，海砂、山砂次之。良好的顆粒級配可使砂子間的空隙率減小，從而節(jié)省水泥與水的用量，并使混凝土的強度、耐久性和其他技術性能得以提高。天然砂中含有的泥土、云母、輕物質(zhì)、硫化物、硫酸鹽和有機質(zhì)等有害雜質(zhì)必須低于規(guī)范的規(guī)定。6.3.3.碎石和卵石由天然巖石或卵石經(jīng)破碎、篩分而得的粒徑大于Smm的巖石顆粒稱為碎石。由自然作用形成的粒徑大于5mm的巖石顆粒稱為卵石。河卵石比較潔凈．海卵石常夾雜貝殼，山卵石常含較多的雜質(zhì)。卵石的優(yōu)點是不需破碎，表面光滑，制成的混凝土拌臺物和易性好，易搗固密實，孔隙較少，抗透水性能好；缺點是與水泥漿的粘結力較差，卵右顆粒的堅硬程度不同，含雜質(zhì)較多，強度比碎石混凝土低。碎石常用于配制高標號混凝土。顆粒長度大于該顆粒所屬粒級的平均粒徑24倍，或厚度小于平均粒徑0.4倍的針狀與片狀顆粒的重量含量不應超過15%。石子飽水狀態(tài)下的抗壓強度應為混凝土的1.5~2倍以上。粘土、淤泥、雜草、硫化物、硫酸鹽、有機物的含量應低于規(guī)范的要求。良好的級配可減少石子的空隙和總表面積，減少水泥用量，增加混凝土的密實度和強度。在級配合格的條件下，應選擇粒徑較大的石子。但石子的最大顆粒尺寸不得超過結構截面最小尺寸的1/4，同時不得大于鋼筋最小凈距的3/4，以保證混凝土能夠灌搗密實。通常，石子的最大粒徑不要超過150mm。6.3.4.水凡是能飲用的自來水和潔凈的天然水都可以拌制混凝土。海水、污水、20工業(yè)廢水、pH值小于4的酸性水、硫酸鹽量（按soi-計）超過水重1%的水，以及含有油脂、糖類的水不得用于混凝土中。6.3.5.混凝土拌合物的和易性混凝土拌合物的和易性是指混凝土在保證質(zhì)地均勻、各組成不分離的條件下，適于施工工藝要求的一種綜合性質(zhì)。和易性良好的混凝土拌合物便于灌搗密實，牢固地粘著在鋼筋上，混凝土內(nèi)部均勻，不產(chǎn)生蜂窩、麻面，強度和耐久性好?；炷恋暮鸵仔杂锰涠缺硎?。6.3.5.1影響混凝土和易性的主要因素是：普通水泥的和易性比火山灰質(zhì)水泥和礦渣水泥好；水泥越細，和易性越好；水量增多，和易性提高：在水灰比不變的情況下，增加水泥漿量，可提高和易性；砂石顆粒圓滑、級配良好，和易性好；砂率（混凝土中砂子實體體積與砂石總體積之比）過小時，水泥砂漿的體積不足以填充石子的空隙，使混凝土拌合物易離析泌水，和易性差；砂率過大時，由于砂的總表面積增大，包裹砂子的水泥漿層減薄，砂粒間的摩擦阻力加大，和易性差：加入少量塑性外加劑，如加氣劑、塑化劑和減水劑等，可改善和易性。6.3.5.2.混凝土的強度混凝土通常以標準條件下養(yǎng)護28天的立方體抗壓強度為標準強度?；炷恋膹姸鹊燃売校篊7.5、Cl0、C15、C20、C25、C30.C35、C40、C45.C50、c55、C6012個等級。在井巷支護中多采用C15~C20混凝土。影響混凝土強度的因素很多，既有蒔面所述材料方面的，又有施工條件的影響。水泥標號與水灰比是決定混凝土強度的最主要因素，常用來反映它們之間關系的經(jīng)驗公式為：R28=ARC(W/C－B)（MPa）（3—1）21式中R28—混凝土在標準條件下養(yǎng)護28天的抗壓強度，MPa；試驗系數(shù)，用碎石和卵石分別為0.45和0.4RC—水泥標號，一般取水泥標號為混凝土強度的2～3倍；B—試驗系數(shù)，一般為0.5；C/W—灰水比，混凝土中水泥與水的質(zhì)量比?；炷涟韬衔锉仨毘浞謹嚢?、搗實，才能得到密實堅固的混凝土，否則會出現(xiàn)蜂窩與麻面，影響強度。但對于流動性較大的塑性混凝土，會因振搗時間過長或振搗力過大而使混凝土產(chǎn)生泌水離析現(xiàn)象，導致質(zhì)量不勻，強度降低。振搗時間以混凝土表面呈現(xiàn)水泥漿和不再沉落為佳?；炷翝补嗪?，必須保持潮濕和一定的溫度，才能保證混凝土強度的正常發(fā)展。溫度越高，強度增長越快；氣溫降到5℃以下，必須采取保溫措施；當溫度降到0。C時，硬化停止，且可能因結冰膨脹使混凝土強度降低或破壞?；炷恋臐菜B(yǎng)護時間為：普通水泥不少于7晝夜：火山灰質(zhì)水泥、礦渣水泥或摻用塑性附加劑、摻用抗?jié)B劑的混凝土不得少于14晝夜。往混凝土拌合水中加人水泥質(zhì)量2%N3%的氯化鈣，可提高混凝工的早期強度和密實度。6.3.6.平巷混凝土支護結構與施工6.3.6.1.平巷混凝土支護結構礦山平巷中主要采用直墻拱形支護，由拱、側墻和基礎組成。拱的作用主要是承受頂壓，并傳遞給側墻和圍巖。拱頂厚度取決于巷道的跨度、拱高、巖石的性質(zhì)和混凝土的強度，可按表3-2選取。表3—2巷道混凝土、混凝土塊和料石支護厚度（mm）22注：采用料石和混凝土塊時，應考慮壁后充填，充填料采用C7.5—C10混凝土；兩料石間的砌縫為15mm。23直墻能夠承受一般的地壓，施工方便。墻厚一般等于拱厚，在側壓較大時，可稍大于拱厚?；A的作用是把墻傳來的荷載與自重均勻地傳遞給底板，并防止支架產(chǎn)生過大的沉陷。在底板巖石堅固的情況下，基礎就是直墻的延深部分，其寬度就是墻厚，深度一般為墻厚的1~2倍，在無水溝一側通常為0.25m，有水溝一側約0.5m，通常是與水溝一起澆灌的。當墻傳遞的力較大或底板巖石比較松軟時，應適當增加基礎的寬度，加寬部分通常伸向墻內(nèi)底板。在底板壓力很大可能產(chǎn)生底鼓的情況下，可在巷道底砌筑反拱。在支架可能出現(xiàn)拉應力的部位可布置鋼筋。受力鋼筋沿巷道橫斷面布置，直徑為12~30mm，間距為80~300mm;分布鋼筋沿巷道軸向布置，直徑5~12mm，間距100—350mm，兩種鋼筋在相交處用細鐵絲綁扎，多布置單層鋼筋。6.3.6.2平巷混凝土支護的施工①拆除臨時支架。先清理兩幫的浮石，如安有臨時支架就先拆除其棚24腿，棚梁、棚肩部分仍承托在插入兩幫的鋼軌橛于上。在頂板壓力特大地段不能拆除臨時支架時，允許把臨時支架砌入碹拱內(nèi)。②掘砌基礎和水溝。先清理兩幫底板浮石，挖出基坑和水溝，排出基坑內(nèi)積水，經(jīng)測量后澆灌混凝土。③砌墻。根據(jù)巷道的中線和腰線架設模板，先放底梁，然后安設立柱、托梁和橫梁。立柱和巖幫間可頂上撐木，最后安裝模板（圖3-6），分層澆灌并搗實混凝土。人工搗實的分層厚度不得大于300mm，用插入式振動器搗實的分層厚度不應大于插入部分長度的1.25倍。④砌拱。拆除臨時支架的棚梁，利用中線和腰線架設碹胎和模板，測量校正后澆灌混凝土，由起拱線開始向中心對稱澆灌并分層搗實。⑤拆模清理。巷道內(nèi)混凝土碹的拆模期一般不少于5天，拆模時切忌用大錘敲打，以免碹胎、模板變形。拆下的模板應洗刷整理，損壞變形的應及時修復校正。如砌碹表面質(zhì)量有不足之處，應予修補。如局部需挖補翻修時，應使用速凝混凝土或水泥砂漿。豎井混凝土支護結構與施工6.3.7.豎井混凝土井壁的結構①井頸的結構井頸由盤壁、盤面和壁座組成。由于井頸承受很大的垂直荷載和側壓，承受提升的動荷載，所以井頸壁厚比井身壁厚大，井頸上部應特別加厚。井頸的璧座應修筑在堅固的土層或基巖中，一般采用雙錐形壁座，其高度和寬度為1—3m。②井壁的厚度當井壁承受均勻地壓時，圓形井筒井壁厚度可按承受均勻外力作用的25厚壁圓筒公式計算。但由于井壁所受荷載尚難以準確求得，因此理論計算厚度只能供設計參考，目前一般根據(jù)經(jīng)驗數(shù)據(jù)（表3-3）參照計算結果選取。

表3—3井壁厚度參考表26③壁座的形式與尺寸立井井壁一般采用無壁座施工，但在井頸下部，厚表土層下部基巖處，馬頭門上部5—lOm處和需要延深的井筒井底水窩下部需設置壁座。此外，在穿過水文地質(zhì)條件復雜或破碎的巖層時也需要在適當?shù)奈恢迷O置壁座。壁座的形式常采用單錐形或雙錐形兩種（圖3-7）。前者適用于較堅硬的巖層中，后者適用于上部荷載較大或抗壓強度較低的巖層中。壁座應盡量布置在比較堅固、涌水量小的巖層中，壁座尺寸的大小由圍巖的穩(wěn)定性、壁座上部井壁的質(zhì)量和施工的需要來決定。根據(jù)經(jīng)驗，壁座高度h-般不小于壁厚d的2.5倍，寬度b-般不小于壁厚的1.5倍。常見的壁座尺寸為寬0.4~1.2m，高1.0~1.5m，單錐形壁座口a=30°一35°，雙錐形壁座a=40°,b=20°~30°。276.3.7.豎井混凝土井壁的施工通常自上而下分段砌筑混凝土井壁，在每個分段內(nèi)則是自下而上進行砌筑。掘砌段高根據(jù)巖層條件和掘進速度而定，以保持圍巖穩(wěn)定為原則。對于穩(wěn)定巖層，習慣以月進度作為掘砌段高；對于斷層破碎帶，隨掘隨砌。①模扳整體混凝土井壁施工主要采用金屬模板、移動式金屬模板、金屬整體滑升模板。金屬模板：每圈模板由若干塊弧形板組成，弧形板由型鋼與鋼板組焊而成，模板高度一般為l—1.2m，各塊模板之間用螺栓連接。移動式金屬模板：門軸式移動模板的整圈模板分為兩大扇，用門軸連接成整體，其中的一扇設有活動門，該門可繞另一門軸轉動?？梢哉w移動吊裝，加快了施工速度。此外還有螺旋調(diào)節(jié)式、聯(lián)桿式、雙楔螺桿式、搭接螺栓伸縮式、門扉式移動模板。金屬整體滑升模板：利用已砌筑的外層井壁導向，起重系統(tǒng)由下向上推動模板整體滑升，珂以連續(xù)澆灌，井壁間沒有接茬，整體性好，封水性強，質(zhì)量好，速度快，勞動強度低。②金屬模板的立模從掘進工作面砌壁時，在掘進工作面留下約1.5m厚的巖砟，整平并留下水窩，沿周邊鋪上厚50mm的砂，安放托盤（圖3-8），埋設吊掛下段臨時井圈的生根鉤，然后組立模板，用中線校正模板圓心，用邊線校正模板的垂直度，用撐木把模板撐緊固定，就可澆灌混凝土。澆灌時要在周邊均勻澆注，以免模板偏斜。澆注到模板高度的2/3時就可拆去撐木和臨時支架，立第二層模板，兩層模板之間用螺栓連接，用邊線校正位置，用撐木28頂緊定位后，繼續(xù)澆灌混凝土。一般經(jīng)3。7天才能拆摸。有壁座時，該段井壁應從壁座處開始往上砌筑。當采用掘砌平行作業(yè)時，永久井壁在距掘進工作面一定高度的地方開始向上砌筑。施工時用吊盤或穩(wěn)繩盤來承受第一圈井壁和模板的質(zhì)量，也可在井幫打托鉤t架設井圈做托盤。③混凝土的輸送

地面攪拌好的混凝土，通過漏斗、伸縮管、溜灰管、緩沖器、活節(jié)管直接澆人模內(nèi)。溜灰管直徑以150mm為宜。每次下料前，要先送一部分砂漿，避免因混凝土內(nèi)砂漿附著于管壁而離析。石子粒徑不超過30—40mm，以增大石子與砂漿的接觸面積。水灰斃應控制在065以下，坍落度應在80~120mm范圍內(nèi)。為了預防管路堵塞，應連續(xù)輸送。若下料間隙超過15min，需用水沖洗管路，澆灌完一個段高后用水和碎石沖刷。④混凝土井壁接茬良好的井壁接茬可以避免開裂或漏水現(xiàn)象。全面斜口接茬：最后一套模板與上段井壁間留有l(wèi)OOmm空隙。待澆至模板高度時，在模板上架設由12號槽鋼制成的接茬碹骨圈，邊插接茬模板邊澆灌混凝土，灌滿后用木楔把接茬模板與上段井壁擠緊(圖3-9（a）)。窗口接茬法：在上段井壁下端的一圈內(nèi)，預先留若干300mm×300mm的窗口，窗口間距在2m以內(nèi)。接茬時，由窗口澆灌混凝土，最后用小模板封口(圖3-9(b))。倒角接茬法：最后一套模板在其上端向井內(nèi)形成一倒角，灌滿混凝土29后，脫模刷掉鼓包(圖3-9(c》，⑤井壁淋水的處理對于井幫淋水采取截水的辦法。對上段永久井壁的淋水，可在含水層下砌筑永久截水槽，將截住的淋水導至井底由吊泵排走。對于臨時支護的淋水，可用吊盤折頁擋水或用擋水板擋水，也可用圓鋼和帆布做成水槽截擋淋水。當砌壁工作面通過含水層時，要采取埋設導水管的辦法把涌水導走。6.4.錨桿支護錨桿是一種錨固在巖體內(nèi)部的桿狀體。采用錨桿支護巷道，就是當巷道掘進后向圍巖中鉆眼，然后將錨桿安設在錨桿眼內(nèi)，對巷道圍巖進行人工加固。錨桿具有很多優(yōu)點：節(jié)約坑木和鋼材，降低支護成本，掘進斷面小，巷道的變形小，維修費用低，工作安全，輕便，可以減輕體力勞動，減小通風阻力，有利于一次成巷施工和加快掘進速度，使用范圍廣，適應性強，減少運輸量，有利于礦井的運輸和提升。但是錨桿不能預防圍巖風化，不能完全防止錨桿與錨桿之間裂隙巖石的剝落，因此，錨桿配合其他支護措施，如與金屬網(wǎng)、噴漿或噴射混凝土等聯(lián)合使用，會取得更好的支護效果。錨桿的類型多種多樣：按錨固原理來分，有端頭錨固、全長錨固和兩者并用型：按錨桿組成材料來分，有金屬錨桿、木錨桿、鋼筋或鋼絲繩砂漿錨桿和樹脂錨桿等。下面介紹幾種常用錨桿。(1)金屬錨桿①金屬楔縫式錨桿。由桿體、楔子、墊板和螺帽組成（圖3-14）。桿體常用直徑18~22mm的3號鋼制作，其上端加工成寬2—5mm.長150~200mm的縱向楔縫，桿體下端100~150mm長的范圍內(nèi)加工成螺紋。楔子用軟鋼或鑄鐵制造。墊板多用厚6—lOmm的鋼板制成，其規(guī)格為150mm×150mm或200mm×200mm。30安裝時，先把楔子夾在楔縫中，輕輕插入預先鉆好的錨桿眼眼底，在桿體下端加保護套筒或擰上保護螺紋的螺母，然后對桿體不斷錘擊，楔子擠入楔縫，從而迫使桿體的錨人端張開而擠緊眼底孔壁，最后取下保護套筒，安上墊板，擰緊螺帽。這種錨桿結構簡單，加工容易，在硬巖中錨固力較大，一般可達lOOkN或以上。但它對鉆孔的精確性要求嚴格，桿休直徑較大，鋼材用量較多，在軟巖中它的錨固力不足，不宜采用。②金屬倒楔式錨桿。它的錨人端有一個大頭朝向孔底的鑄鐵固定楔，固定楔與圓鋼桿體澆注在一起，另外配有一個鑄鐵活動倒楔，桿體的另一端加工成螺紋（圖3-15）。31安裝時，先把倒楔綁在固定楔的下部，慢慢送入錨桿眼內(nèi)，并使楔底距眼底一定距離，然后用一根專用的錘擊桿，頂在倒楔的尾端，再用鑿巖機進行錘擊，就可將錨桿錨固在巖層中，最后裝上墊板擰緊螺帽即成。這種錨桿除了結構簡單制造容易外，它比楔縫式錨桿的桿體直徑小，一般為12~16mm，可節(jié)省鋼材，對鉆孑L深度的要求不太嚴格，而且巷道報廢時能夠回收，一般錨固力在50kN以上，因此這種錨桿在我國應用較多。(2)樹脂錨桿樹脂錨桿以合成樹脂為粘結劑，在固化劑和加速劑的作用下固化，從而將錨桿體與巖石牢固地粘結成為一個堅固的整體。樹脂錨桿的最大特點是固化時間快，能在幾分鐘到幾小時內(nèi)獲得很高的初錨力，能夠迅速有效地控制圍巖變形。我國研制成功的樹脂錨桿是一種藥包式端頭錨固的錨桿，由樹脂藥包和錨桿桿體組成。32①樹脂藥包結構。藥包有+23mm×50mm和+23mm×35mm兩種規(guī)格，由內(nèi)藥包和外藥包組成。內(nèi)藥包為+8mm—+12mm的玻璃小管，內(nèi)裝固化劑與步量填料；外藥包為聚乙烯薄膜塑料袋或玻璃管，內(nèi)裝不飽和聚酯樹脂、加速劑及填料（瓷粉或石英粉）。②桿體。有鋼、木桿體兩種，鋼桿體見圖3-16，它是由聲6mm~+8mm的普通圓鋼加工而成。桿體長1.5~2.5m，插入fL底的一端做成反麻花狀。桿體的外露端與其他金屬錨桿一樣加工成螺紋，并用墊板和螺帽緊固。安裝時，用錨桿體將樹脂藥包送到眼底，以煤電鉆為動力，通過特制的連接頭帶動桿體轉動，將藥包搗破并攪拌30s左右，使化學藥劑混合，發(fā)生化學反應，樹脂便由液態(tài)聚合轉化為固態(tài)，將巖石和錨桿體膠結固化在一起。然后安上托板，擰緊螺帽。樹脂錨桿的凝固時間為3—5min，lOmin后即可承載，一小時的錨固力達70~lOOkN，充分顯示了樹脂錨桿良好的物理力學性能。336.6.噴射混凝土支護干式噴射混凝土支護是將一定配合比的水泥、砂、石和速凝劑組成的拌合料，通過混凝土噴射機用壓縮空氣作動力沿著管路壓送到噴嘴處，與水混合后以較高的速度(30一120m/s)噴射在巖面上凝結硬化而成的一種新型支護形式。工藝流程及其特點先將砂、石過篩，按配合比和水泥一同送入攪拌機內(nèi)攪拌，然后用礦車或其他運輸工具將混合料運送到工作面，經(jīng)上料機進入以壓縮空氣為動力的噴射機，再經(jīng)輸料管、異頸葫蘆管到噴頭處與水混合，噴向圍巖表面。與普通混凝土相比，噴射混凝土在物理力學性能和對圍巖支護特性方面具有以下主要特點：①混凝士以較高的速度從噴頭噴向巖面，使水泥顆粒受到重復碰撞沖擊，混凝土噴層得到連續(xù)沖實和壓密，同時噴射工藝又允許采用較小的水灰比（0.45左右），因此噴射混凝土層具有良好的物理力學性能，粘結力大，能夠與巖石緊密地粘結在一起，形成獨特的支護作用：②噴射混凝土能隨著巷道掘進及時施工，且加入速凝劑后它的早期強度成倍增長，能夠控制圍巖的過度變形與松弛；③噴射混凝土層較薄，具有較好的柔性，可以與圍巖一起共同變形，產(chǎn)生一定量的徑向位移。噴射混凝土配合錨桿支護已經(jīng)獲得越來越廣泛的應用。在技術上和經(jīng)濟上與普通混凝土相比有以下優(yōu)越性：①由于錨桿支護能提高井巷圍巖的自身穩(wěn)定性和承載能力，并與巖層構成共同承載的整體，支護厚度可減薄一半，井巷掘進斷面亦可相應減小10%～20%；②把混凝土的運輸、澆灌、搗固等工序交給一條作業(yè)線去完成，免除了立模、拆模等繁瑣工序，施工工藝大為簡化，可以用管道長距離輸送噴射混凝土；③與砌碹相比，可以節(jié)約模板所用的木材或鋼材，混凝土亦可節(jié)約40qo左右，施工速度可提高2~3倍，成本可降低1/3~1/2，工效提高3—4倍，工時減少750/0~80%。34混凝土噴射機混凝土噴射機是噴射混凝土工藝中的主要設備，它的性能關系著噴射效率和噴射質(zhì)量?；炷羾娚錂C種類較多，按噴射工藝可分為干式和濕式兩大類，從構造原理來看，又可分為雙罐式、轉體式、螺旋式、簡易式和濕噴機等五種。下面介紹幾種常用的混凝土噴射機的基本構造和工作原理。(l)雙罐式噴射機雙罐式噴射機由罐體、撥料機構、氣控管路、車架和噴頭等組成。這種噴射機能夠連續(xù)噴射，生產(chǎn)能力較大，工作穩(wěn)定可靠，遁用于遠距離輸料，但它的體積大而較笨重，上料比較困難，操作也復雜，若改為風力聯(lián)動之后，可實現(xiàn)操作半自動化。(2)轉子式Ⅱ型混凝土噴射機轉子式Ⅱ型混凝土噴射機有一個帶若干圓筒形料孔的給料旋轉體，由電動機帶動不斷旋轉，與旋轉體一同轉動的攪拌器撥動干拌合料，不斷地由上部料倉定量地漏入旋轉體的圓形料孔中，當該料孔旋轉至出料管處時，恰好有對準料孔的壓縮空氣進入，把干料送至噴頭，形成連續(xù)不斷的噴射作業(yè)。這種噴射機結構緊湊，體積較小，操作簡單，啟動后能自行連續(xù)運轉，生產(chǎn)能力較高，是一種很有發(fā)展前途的混凝土噴射機。(3)濕式混凝土噴射機針對干噴存在的回彈率高與粉塵大的缺點，我國研制了濕式噴射機，濕式混凝土噴射機以壓氣為動力，由主體、分風器、配氣閥、震動器、交換器、氣缸、機軌和輸料管等部分組成。工作原理是將攪拌好的混凝土裝入罐體，壓氣使混凝土以很大的速度沿輸料管流動，經(jīng)噴嘴噴射到巖面上。這種噴射機的動力單一，結構簡單，操作方便，粉塵少，回彈率低。但是還存在出料不夠均勻，輸料距離短，沒有合適的添加液體速凝劑等問題，有待進一步改進。35國內(nèi)現(xiàn)有的噴漿機系列有：PZ-5型噴漿機；MA礦用軌輪潮噴機（防爆型）；PC5T潮噴機；PC5T潮噴機(防爆噴漿機)；PZ-5(C)噴砼機；PZ-5B礦用防爆型噴漿機；濕噴機；PCZ-5型噴漿機；KPS系列濕噴機；PZ系列混凝土噴漿機；HSP型混凝土噴濕機；PZG-5C（7C，9C）型噴漿機；KSP-9型濕式混凝土噴射機；KSP-5型濕式混凝土噴射機噴射混凝土材料及其配比：(1)水泥噴射混凝土要求凝結快、早期強度高。應優(yōu)先選用硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥，而礦渣水泥、火山灰水泥不具備這些特性，故不宜用來作噴射混凝土的材料。噴射混凝土使用水泥標號一般不應低于325號。超早強水泥，煤矸石速凝早強水泥和噴射水泥等顯示了速凝、快硬、早強、高強和微膨脹等優(yōu)良技術性能。使用這些水泥進行噴射，不需要添加速凝劑，為提高噴射混凝土質(zhì)量提供了新的水泥品種。(2)砂一般用中砂或粗中砂混合的石英砂為好。細砂是不適宜的，它會增加水泥用量，增加混凝土的收縮和降低混凝土的強度。過細的粉砂中含有小于51um的顆粒，飛揚于空氣中會影響工人的健康。砂子使用前應過篩，含泥量超過3%的要用水沖洗。(3)石子可采用堅硬的河卵石或碎石，使用前應篩洗。河卵石粒徑應不大于28mm，碎石粒徑應不大于20mm，級配要適中。卵石本身強度高，表面光滑，有利于在管道內(nèi)輸送，可以減少堵管現(xiàn)象。碎石表面粗糙、多棱角，雖然在噴射時容易嵌入塑性的砂漿層內(nèi)而減少回彈量，混凝土的強度也較高，但它對輸料管的磨損較嚴重，也較易產(chǎn)生堵管現(xiàn)象。故在條件許可時，應優(yōu)先采用河卵石作粗骨料。36(4)水對水質(zhì)的要求與一般混凝土相同。水質(zhì)要潔凈，不應含有雜質(zhì)。(5)速凝劑速凝劑的使用效果與水泥品種有著密切的關系，不同類型的速凝劑對不同品種水泥的適應性是有差異的，因此，在使用前應根據(jù)所用水泥的性能、施工溫度等條件按速凝劑出廠說明書的要求進行水泥凈漿凝結試驗，決定最佳摻量。摻量一般為水泥重量的2.5%~4%。要求在3~5min內(nèi)初凝，lOmin內(nèi)終凝。速凝劑的摻量必須嚴格進杼控制，而且應在噴射前的最短時間內(nèi)摻人，盡量做到隨攪隨噴，否則，對速凝效果和混凝土質(zhì)量都有不良影響。據(jù)實驗資料，摻速凝劑后，混凝土的后期強度會降低20%~30%。當速凝劑摻量為7010時，會產(chǎn)生一種水泥的急凝現(xiàn)象，不僅達不到速凝效果，而且會大大降低噴射混凝土的強度。另外，速凝劑的吸濕性強，應妥善保管，受潮后對速凝效果有顯著影響。(6)噴射混凝土的配合比合適的配合比應使噴射混凝土層有