钢管混凝土支架在巷道支护中的尝试

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1、2010年第4期煤矿支护39石粤0庄中期k杯参评论文钢管混凝土支架在巷道支护中的尝试单忠祥[龙煤矿业集团公司鹤岗分公司．黑龙江鹤岗154100]摘要钢管混凝土支护技术目前在国内属于比较新的支护技术。本文介绍了南山矿盆地区18层一分段-225机道采用钢管混凝土支架支护，很好地承受了综采放顶煤的采动影响，为今后特殊地点采用该项支护技术提供了宝贵经验。关键词机道钢管混凝土尝试度提高。所以钢管混凝土在受压时，钢管和丽再混凝土互相弥补了对方的缺点而发挥了双方的优点，表现出力学性能上的“共生现象”，龙煤集团鹤岗分公司南山煤矿盆地区使材料的强度得到充分发挥。因此，钢管混

2、l8层一分段采用综合机械化放顶煤开采，凝土充分利用混凝土在三向应力状态下的力一225机道布置在煤厚14m的18煤层下学特性，使混凝土完成了从脆性材料向塑性方，巷道全长580m。巷道其中140m一段材料、低强到高强两个方面的转化，从而使与煤层底板平均距离4．5m，最近处只有钢管混凝土的承载力远大于钢管和混凝土单3．4m，开采前，由于巷压大，该机道已经独承载力之和，并具有良好的塑性l_2J。产生形变。考虑到采动影响大，加上机道距煤层太近，如不加强支护则在开采过程中该2施工机道将无法正常使用。起初准备采用锚、网+锚索加强支护，由于机道距离煤层太近，2．1施工工艺

3、锚索无法使用，决定与中国矿业大学合作，支护前，由于原机道一些地点已经产生采用钢管混凝土支架对原机道加强支护。变形，必须对原机道进行处理。施工工艺为：巷道开帮扩顶一喷50mm1支护机理厚混凝土层一架设空钢管支架一铺网、加木背板一钢管支架注混凝土。在钢管内充填混凝土就制成了钢管混凝2．2施工材料土，它既具有钢材的高强和延性，又有混凝2．2．1钢管混凝土支架参数土耐压和造价低廉的优点，是一种介于钢材施工采用直径159mm、厚8mm钢管做和混凝土之间的复合材料_】j。支架，其结构参数见表1。支架结构如图1钢管混凝土构件是一种实心构件，其截所示。面积要比空钢管大很多

4、倍，所以其整体稳定2．2．2灌注混凝土参数性和局部稳定性均优于钢管构件。同时，钢(1)灌注混凝土技术要求管混凝土在受压后，内部的混凝土受到钢管混凝土强度等级：Ce。；的约束而成为约束混凝土，其强度得以大幅坍落度要求：不小于180mm；煤矿支护2010年第4期水泥品种：52．5号普通硅酸盐水泥；膨胀剂：高效CSA膨胀剂(硫铝酸钙●，砂子：中砂(优质河砂、粒径0．35ram类)；一似。～0．5mm)：钢纤维：波纹状。石子：碎石(粒径≤20mm)；(2)混凝土配料比减水剂：高效萘系减水剂(≤10Ko)；灌注支架用混凝土用．料配合比见表2。一。表1钢管混凝土支架结

5、构参数各段名称顶拱段两帮段套管挡环底脚板钢材型号rnm直径159、厚8直径159、厚8直径194、厚12直径194、{厚

6、_】◆2，钢板厚10位蘑量kg·nl29．829．853．953．979kg·n】⋯每段长度，n3．6282．9140．4O．O5O．3×0．3每架数量l2222缚段钢管重量kg1O8．jl86．8j21．522．69I各部分总重量kg1O8．11173．683．125．387．11每架支架重量／kg330．2914．22表2单位立方混凝±材料配比材料水泥碎石砂：减水剂膨胀剂钢纤维水单位立方混凝土配料量／kg·m。460ll376975

7、．85364．5160单根支架用混凝土配料量／kg1022591591．3381．13614O根支架用混凝土配料量／'kg1436436293'222l8】86114914351072．3．3空钢管支架架设喷射混凝土后可立即进行空钢管支架架设。支架设计间距lm。以激光线为准，找出支架各部位置。清理巷道两帮底部碎渣，安装两帮段空钢管支架，扣好筋巴力拉杆。架设顶拱端空钢管支架，将两个接头套管装在顶拱端钢管上，将顶拱段的的钢管端头与一———一～—～————～～两帮段的钢管端头对准，把套管从顶拱段钢图】钢管混凝土支架结构图管上推下来，直到顶住两帮段钢管的定位2．3

8、施工环，同时扣好筋巴力拉杆。由于第一架没有2．3．1开帮扩顶筋巴力拉杆定位，因此一定严格定好支架位巷道毛断面宽4．62m、高3．41m，其中置，以便后续支架安装到位。如此，空钢管混凝土喷层0．05m，木背板缓冲层0．1m，钢支架安装完成。管混凝土支架0．16m，断面净宽为4m。由于2．3．4铺设钢筋网、壁厚填充原巷道部分地点已经形变，巷道规格达不到空钢管支架架设定位好之后，在支架顶设计要求，因此需要对部分地点开帮扩顶。部铺三片钢筋网，网间搭接100mm；然后2．3．2喷射混凝土进行壁厚木背板充填，背板采用插花式排配制C∞等级的}昆凝土，在巷道开帮扩列，排紧

9、靠紧。顶之后立即喷射，喷层厚度为50mm。按照2．3．5钢管支架注