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[科普中国]-木支架支护

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木支架支护是指用木材做构件组成的支护结构,俗称木棚子。它用来抵抗巷道顶板和两帮的地压,防止围岩过大的变形和破坏发生。常见的木支架为梯形棚子,它由顶梁、柱腿、背板、撑柱和木楔组成。根据地压的大小、方向和围岩赋存条件,木支架还有矩形、不规则形、多边形和加强形等多种。木支架是最古老的支护方式,这种支架重量轻、成本低、加工方便,并有一定可缩性。但其强度低。易腐朽。在木材资源短缺的情况下,这种支架的使用量己日渐减少口中国矿山的主要巷道已不采用木支架,而采用金属、石材或锚喷支架,只有在断面小、地压小和服务年限短的一些巷道尚使用木支架。

简介木支架支护是指用木材做构件组成的支护结构,俗称木棚子。它用来抵抗巷道顶板和两帮的地压,防止围岩过大的变形和破坏发生。常见的木支架为梯形棚子,它由顶梁、柱腿、背板、撑柱和木楔组成。顶梁和柱腿为直径18-30cm的圆木。梁与腿用亲口方式连结。为增大支架可缩性,柱腿可削尖。背板用小直径木杆(俗称刹杆)、木板皮、竹笆或荆条笆等。支架安装时,务必用楔子和背板将梁、腿与围岩间牢固楔紧。撑柱为小直径木杆。棚子间距为0.8-1.2m,在松软围岩和动压巷道中,可采用对棚子(棚子两两紧靠)或密集棚子。根据地压的大小、方向和围岩赋存条件,木支架还有矩形、不规则形、多边形和加强形等多种。木支架是最古老的支护方式。这种支架重量轻、成本低、加工方便,并有一定可缩性。但其强度低。易腐朽。在木材资源短缺的情况下,这种支架的使用量己日渐减少口中国矿山的主要巷道已不采用木支架,而采用金属、石材或锚喷支架,只有在断面小、地压小和服务年限短的一些巷道尚使用木支架1。

井巷支护井巷支护是指为保持井巷稳定,防止围岩坍塌,并满足设计断面和形状的要求而架设的支护结构。井巷掘进时,岩体中形成空确,其围岩的原始应力状态受到破坏而发生围岩过大变形,甚至局部或整体坍塌,从而影响井巷使用。井巷支护应有效地控制住围岩变形,防止坍塌,同时力求技术先进、经济合理。井巷支护分为支撑结构和加固结构两类。

支撑结构支护主要有木支架支护、金属支架支护、混凝土预制构件装配支架支护、混凝土砌块或料石砌㠓支护和整体浇注混凝土支护等。这类支护的作用原理是将围岩作为荷载,支护作为支承结构承受可能塌落的岩石,维持井巷的稳定二支护设计是在查明工程岩体地质条件的基础上,先进行围岩分类,再确定地压(荷载)大小,最后选择满足强度和工程要求的支护形式和参数2。

加固结构支护主要有喷射混凝土支护、锚杆支护,锚索支护、喷锚网联合支护和岩体压力注浆等。这类支护的作用原理是通过支护加固和改善围岩应力状态,控制围岩变形,充分发挥围岩的自稳能力,支护与围岩共同组成支承结构,以维护井巷的稳定门支护设计通常分两部进行,施工前根据工程类比、设计计算和经验,初步确定支护形式和参数,再在施工中通过对围岩位移和喷锚支护受力等的实地量测分析,修正和最终确定支护形式和参数。设计计算结果可与实测数据对比分析,相互验证。

发展趋势在井巷施工中,木支架逐步被整体式混凝土支护、混凝土块支护、金属支护、装配式混凝土预制支护、料石支护等所代替。20世纪60年代后开发和推广应用喷射混凝土支护、锚杆支护、喷锚或喷锚网联合支护,以取代支撑型支护。甚至一些粗碎大硐室和在不良岩体中的井巷工程也采用喷锚作永久支护。中国有些矿山达到全矿支护喷锚化。在理论研究上,围岩与支护相互作用的弹塑性理论,位移反分析法、位移监控设计法等相继出现,从而促进了支护理论、设计方法和工艺技术的不断发展3。

本词条内容贡献者为:

石季英 - 副教授 - 天津大学