采场与巷道支护设计

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1、砌体梁学说：?工作面支架的作用应及时支撑控顶区直接顶岩层，避免直接顶和老顶离层而破碎；?同时要对上覆可能形成砌体梁结构的老顶岩层以作用力，用以平衡其部分载荷，不让其沿工作面形成切顶以及大量的台阶下沉。（一）采场支护方法?1）支护方式?（1）点柱、棚子（单体支柱+铰接顶梁）?木支柱、金属摩擦支柱、单体液压支柱?（2）液压支架支护?支撑式、掩护式、支撑掩护式、综放液压支架?（3）轻型支架支护?（4）滑移/悬移顶梁支架（简单支架）支护液压支架分类?支撑式?掩护式?支撑掩护式轻型支架分类?滑移顶梁支架?单体组合式支架（二）采场支护设计方法1）工程类比法2）解析法、半解析法3）顶底板控制设计专家系统

2、（三）巷道支护方法1）支护方式类型（1）表面支护和内部支护表面支护是木支架、金属支架、装配式混凝土支架、砌碹、喷层等直接作用于巷道围岩表面的支护，其作用就是提供表面约束支护力。内部支护是锚杆、锚索、注浆等深入围岩内部的支护。其作用主要是加固围岩，同时对围岩表面提供约束支护力。（2）主动支护与被动支护注浆、有预紧力的锚杆(索)、有初撑力的表面支护属主动支护。无预紧力的锚杆(索)、无初撑力的表面支护，属被动支护。（3）刚性支护与可缩性支护尽管各种支护均有一定的可缩性，但相差较大。一般而言，壁后充填的可缩性金属支架、可拉伸锚杆、柔性喷层等支护可缩性较大，而其他支护的可缩性均较小。这里的可缩性，必

3、须是指产生缩量后巷道及支架仍能正常工作，支架结构木遭到破坏的情况。因支架钻底破顶或支架产生结构性破坏的“缩量”，是不允许的，因此不属于设计可缩性能的范畴。（4）临时支护与永久支护临时支护指为保证安全临时支设的，需要撤除并反复使用的支架，如采煤工作面附近巷道的超前支护或加强支护、掘进工作面的临时支护等；永久支护是指为维护巷道长期使用所采用的支护。（5）一次支护与二次支护?不撤除的超前支护应属于一次支护，它同样要在整个巷道服务期内发挥作用。?滞后一次支护一定时间及距离的支护，为二次支护。（6）联合支护和单一支护联合支护指采用多种不同性能的单一支护的组合结构，即在联合支护中各自充分发挥其固有的性

4、能，扬长避短，共同作用，以适应围岩变形的要求，最终达到围岩和巷道稳定的目的。联合支护要与混合支架概念相区分，即两种不同材质组成的单一支护体。联合支护也要与复合衬砌和复合材料的概念相区分，在碹体支护中两碹体间充以沥青或塑料板等进行复合衬砌，借以满足工艺要求，不能称为联合支护。又如在同一喷层内，外层、内层采用不同弹模的纤维，只能称作复合材料而不能称为联合支护。联合支护必须是多种独立的支护方法的组合．如锚喷和U型钢支架的联合、锚喷和弧板的联合。?（7）巷内基本支架支护、巷内加强支护、巷旁支护。（三）巷道支护1）巷道支护类型?煤巷支护、岩巷支护、半煤岩巷道支护。?平巷支护、斜巷支护、垂直井巷支护、

5、硐室支护。?回采巷道支护、准备巷道支护、开拓巷道支护。2）巷道支护装备?（1）锚杆?（2）金属支架?（3）其它传统支护：混凝土、钢筋混凝土、石材、木材?（4）联合支护。（四）锚喷支护设计方法1）工程类比法2）围岩松动圈分类法3）解析法4）锚杆支护设计专家系统基本顶存在类拱式、拱梁式和梁式三种基本结构?钱鸣高院士：在实测的基础上，提出了基本顶的砌体梁假说，该假说首次详细分析了结构平衡的条件，提出了判断结构变形失稳和滑动失稳的准则。该假说的前提条件之一是顶板中存在坚硬岩层，基本顶结构有多个岩块铰接而成。?如果顶板中无坚硬岩层，但实测证明又存在基本顶的平衡结构时，可把它看作是组成砌体梁的岩块数增

6、多，基本顶结构由砌体梁过渡到基本结构中的类拱构。?宋振骐院士：在对坚硬顶板的长期观测和控制实践中，提出了传递岩梁假说，该假说将正常推进阶段的基本顶视为两块铰接的结构，他基于岩层沉降、断裂所引起的支承压力及其显现的规律，创立了一套坚硬顶板来压预报方法，基于直接顶和基本顶断裂、回转沉降与支架承载性能的关系，提出了一套顶板控制设计的理论和方法。?两块铰接的基本顶结构，相当于砌体梁假说前提中的“坚硬岩层”坚硬到这样的程度，使形成砌体梁的岩块数目只有两块，且岩块的长度即为周期来压的步距。1）岩层质量指数（单轴抗压强度、分层厚度、节理裂隙间距）关于顶板处理方法的选择顶板处理方法的要求：有利于顶板的有效

7、管理，安全、经济。常用顶板处理方法（1）留煤柱、煤垛支撑顶板（如房柱、刀柱等）；（2）缓慢下沉法；（3）自然垮落法；（4）层状坚硬顶板运动形式转换法；（5）厚层坚硬顶板特殊处理法（注水软化法和爆破法）；（6）充填方法。对顶板不采取专门的处理措施，随工作面推进，顶板在采空区内自行垮落称为自然垮落法处理顶板。对顶板进行处理的主要措施是采取人工放顶的办法来减小岩梁的厚度，通常采用分循环放顶和中部拉槽.采用这种放顶放法的效果取决