钢管混凝土支架在高应力巷道加固中的应用

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1、学兔兔www.xuetutu.com第4期水力采煤与管道运输No．42009年12月HYDRAULICCOALMINING&PIPELINETRANSP0RTAT10NDec．2009钢管混凝土支架在高应力巷道加固中的应用王长锁宋裕(开滦钱家营矿业分公司河北唐山063301)摘要：利用钢管混凝土支架技术，对八采轨道下山进行加固修复，有效地控制了围岩变形，保证了巷道稳定，取得了良好的技术经济效果。关键词：钢管混凝土支架巷道加固中图分类号：TD353．2文献标识码：B文章编号：1006—0898(2009)0

2、4—0019—03力强。与同质量的U型钢支架相比。其支护反力0前言可达U型钢支架的2．5倍多。钢管混凝土支架钱家营矿八采区可采煤量3135万t．八采轨是一种“经济型高强度支架”。是“性价比”最优道下山是八采区主要运输通道．是钱家营矿主要的支护方式。接替采区，服务年限20年。由于受2871采面的3支护方案影响，八采轨道下山变形严重，无法满足使用要求，需要多次翻修，前后使用过锚网喷支护、U型3．1钢管规格钢支架等多种支护方式，服务时间短，频繁加固，支护钢管选用O140×8．5mm无缝钢管．重浪费大量人力和物力

3、。2008年5月采用钢管混量为27．57kg／m。凝土支架技术对其修复，有效的控制了围岩变接头套管O159×8mm无缝钢管，重量为形，保证了巷道的稳定。延长巷道服务时间，取得29．79kg／m。了良好的技术经济效果。选型依据：O140×8．5mm钢管混凝土支架支护强度及承载能力满足支护要求：O159×8mm1工程概况接头套管能够与O140×8．5mm钢管匹配。八采轨道下山总工程量860m，巷道规格4．23．2混凝土配制。×3．0m(宽×高)，巷道开口位于一600西轨道大所用混凝土采用425普通硅酸盐水泥配

4、制，巷，轨道下山方位3l3。，倾角17。，巷中与六采下采用最大粒径为15mm的碎石作为粗骨料。优质部运煤石门间距20m。巷道位于12一，煤层以下2河砂(中砂)作为细骨料。在配制混凝土时掺人～16m，岩性为中砂岩、细沙岩、粉砂岩、煤线，位适量减水剂，掺量为水泥重量的0．5％：掺人适于煤12一，底板强含水层中，该含水层为富含水性量速凝剂，掺量为水泥重量的2．5％：掺入适量较强含水层膨胀剂，掺量为水泥重量的2％。3．3钢管混凝土支架结构2钢管混凝土支架优点巷道：毛断面宽4620mm，高3310mm。钢管钢管混凝

5、土是一种新型结构。它是在钢管外混凝土支架结构分为3段：直墙段长1000mm：半壳内填装混凝土组成的现代构件。其工作原理：圆拱段长6594mm，曲率半径2100mm。钢管混借助内填混凝土，增强管壳的稳定性；借助钢管凝土支护方案如图1。壳的约束作用使混凝土处于三向受压状态，从而3．4钢管混凝土支架与巷道围岩的锚杆固定使夹心混凝土具有更高的抗压强度和抗变形能为了使钢管混凝土支架与巷道围岩密切结力。钢管混凝土构件具有圆柱状外形，是最合理合，保证钢管混凝土支架的安装效果，支架钢管的截面形状，它不仅有惯性矩大的特点，

6、而且无通过020×2100mm螺纹钢锚杆锚固连接在巷道异向性，不易扭曲变形。围岩上，如图1。直墙段长度1m，所以用一根锚钢管混凝土支架具有突出的优点是支护能杆固定；顶部半圆拱每节钢管长度2．198ITI，采用19学兔兔www.xuetutu.com2009年12月水力采煤与管道运输第4期=：：：===～一：：=：=＼，，＼＼、一1j一li斛．一6Lj}i＼上⋯＼；目j；一[．Il—tI。。'。!o陶j钢管凝：i：支护示意旧两根锚杆固定，一侧一根。锚杆沿长度方向均匀3．7支架底脚设计布置与支架钢管锚固连接。

7、钢管混凝士支架脚部焊接钢板．底脚板规格3．5钢管混凝土支架之间的连接为300×200×8111ITI(}∈×宽×厚)。相邻支架的接头套管之间用qb20mm圆钢拉3．8钢管混凝土支架注浆孔排气孔的留设杆连接。钢管用锚杆锚同于巷道，如图如图2所存距离钢管支架底部!．5m处的半圆拱处留示。没注浆孑L。两侧注浆孔对称，每侧设置一个注浆孔(见冈1)。钢管混凝支架立好后，在高接头套篱1．5111处的注浆孔一次注浆成功。注浆完毕后。／—一用螺栓封住注浆孔／钢管混凝土支架拱顶设置一个排气孑L．孔径臼．。l＼＼由2o固钢拉

8、ffJJ缸20mm、、注浆完毕前，用闸阀连接排气孔，排气；盥／要{注浆完毕后，用螺栓封住排气孔。闸阀转置其它32×5注浆孔，继续使用。3．9可缩性背板图2相邻支架连接方式支架背板采用双层结构，即混凝土板加木3．6接头套管的限位板。之所以增加木背板，是因为钢管混凝土支架为防止接头套管的滑动．在】40×85mH1为高强度刚性支架，但是要允许巷道返修支护后钢管上沿周长均匀焊置3块长40×宽20×厚能有一定的变形，以使围岩能够调整自身