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7 金屬支架支護(hù)7.1.一般規(guī)定7.1,1、本條說(shuō)明如下.1,煤礦井巷斷面和交岔點(diǎn)設(shè)計(jì)原則上應(yīng)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn).工程巖體分級(jí)標(biāo)準(zhǔn),GB，T。50218、2014。其理由詳見(jiàn)第6。1.1條的說(shuō)明.原煤炭工業(yè)部針提出的.緩傾斜,傾斜煤層回采巷道圍巖穩(wěn)定性分類(lèi)方案.除對(duì)煤礦緩傾斜.傾斜煤層回采巷道圍巖按其穩(wěn)定性進(jìn)行分類(lèi)外。還提出了不同類(lèi)別圍巖宜采用的金屬支架類(lèi)型與參數(shù) 對(duì)緩傾斜。傾斜煤層回采巷道金屬支架的選型與設(shè)計(jì)有一定的指導(dǎo)意義.因此，本條規(guī)定，金屬支架支護(hù)巷道的圍巖分級(jí)，緩傾斜。傾斜煤層回采巷道可采用,緩傾斜、傾斜煤層回采巷道圍巖穩(wěn)定性分類(lèi)方案.其他巷道應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 工程巖體分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。GB,T.50218，2014,2,緩傾斜,傾斜煤層回采巷道圍巖穩(wěn)定性分類(lèi)方案,該方案以頂板單軸抗壓強(qiáng)度σ頂、煤層單軸抗壓強(qiáng)度σ煤，底板單軸抗壓強(qiáng)度σ底，直接頂厚度與采高比值N，巷道埋深H、護(hù)巷煤柱寬度W,與護(hù)巷煤柱寬度X相關(guān)、巖體完整性指數(shù)D。直接頂初次垮落步距L，等7項(xiàng)作為分類(lèi)指標(biāo)、采用模糊聚類(lèi)分析方法.將緩傾斜,傾斜煤層回采巷道圍巖穩(wěn)定性分為非常穩(wěn)定、類(lèi)。穩(wěn)定、類(lèi)、中等穩(wěn)定，類(lèi),不穩(wěn)定、類(lèi)。和極不穩(wěn)定,類(lèi) 5類(lèi)，確定圍巖類(lèi)別的過(guò)程包括分類(lèi)指標(biāo)原始數(shù)據(jù)的預(yù)處理。數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化 分類(lèi)指標(biāo)回權(quán)處理。標(biāo)定及聚類(lèi)等5個(gè)步驟.主要工作借助計(jì)算機(jī)完成,7個(gè)分類(lèi)指標(biāo)的權(quán)值見(jiàn)表1、表1,分類(lèi)指標(biāo)的權(quán)值.分類(lèi)指標(biāo)按照以下規(guī)定選取，1,三個(gè)圍巖強(qiáng)度指標(biāo)σ頂.σ煤 σ底、圍巖強(qiáng)度是指圍巖的單向抗壓強(qiáng)度，單位為MPa 頂板強(qiáng)度取兩倍巷道高度范圍內(nèi)的各層巖石強(qiáng)度的加權(quán)平均值 底板強(qiáng)度取一倍巷道高度范圍內(nèi)的各層巖石強(qiáng)度的加權(quán)平均值。2.埋深H,巷道埋深是指巷道所在位置距地表的深度、單位為m。3。巖體完整性指數(shù)D，巖體完整性指數(shù)D以直接頂初次垮落步距L表示。單位為m 初次垮落步距是，冒高大于1、0m 1,5m，冒落長(zhǎng)度大于工作面全長(zhǎng)的1、2 從開(kāi)切眼的煤柱側(cè)到工作面切頂排柱之間的距離 如果工作面長(zhǎng)度不足80m時(shí),可取等效步距即。式中，a，工作面長(zhǎng)度.m、b.直接頂初次垮落步距。m。對(duì)生產(chǎn)礦井。L取值可參考同一煤層其他工作面直接頂初次垮落步距值,對(duì)于未開(kāi)采煤層和新建礦井。L值可參考表2選取，表2 直接頂初次垮落步距值續(xù)表2，4.直接頂厚度與采高比值N?？蓮牡刭|(zhì)柱狀圖中直接量取直接頂厚度，但應(yīng)根據(jù)具體條件分析直接頂?shù)姆秶?直接頂是直接位于煤層或偽頂之上,強(qiáng)度小于60MPa,80MPa,一般隨回柱而冒落的巖層,當(dāng)N大于4時(shí)，取N等于4,5.護(hù)巷煤柱寬度X.護(hù)巷煤柱寬度X是指順槽側(cè)的實(shí)際煤柱寬度 單位為m。當(dāng)巷道兩側(cè)為實(shí)體煤時(shí)，取X為100m 當(dāng)無(wú)煤柱護(hù)巷時(shí)。取X為零.7,1、2,金屬支架的支腿要承受來(lái)自巷道側(cè)幫的水平壓力，本條規(guī)定是為了保證支腿足夠的抵抗巷道側(cè)幫水平壓力的能力，7、1 3，在金屬支架間設(shè)置牢固的撐桿或拉桿.可以使互不聯(lián)系的平面結(jié)構(gòu)支架變成一個(gè)相互聯(lián)系的立體支撐結(jié)構(gòu),加強(qiáng)其沿巷道軸線方向的穩(wěn)定性和整體支護(hù)能力,支架與巷道頂，幫之間用背板和楔子塞緊背實(shí) 既能確保支架架設(shè)牢固.又可實(shí)現(xiàn)對(duì)圍巖的及時(shí)支撐.有效地控制圍巖的變形與破壞，可縮性金屬支架的卡纜。可縮性連接裝置 用機(jī)械或力矩扳手?jǐn)Q緊 是為了確保支架有足夠的初撐力。及時(shí)有效的控制圍巖的變形與破壞 在具體的工程設(shè)計(jì)中、應(yīng)對(duì)撐桿 拉桿。背板的結(jié)構(gòu)及其布置做出規(guī)定,7，1 4。裸露的金屬支架及其附件在空氣和水的作用下會(huì)發(fā)生腐蝕、導(dǎo)致承載能力降低,因此 服務(wù)年限較長(zhǎng)的金屬支架及其附件應(yīng)采取防腐蝕措施。7、2、金屬支架類(lèi)型與支護(hù)參數(shù)7，2,1。本條規(guī)定了選擇金屬支架類(lèi)型的依據(jù)和一般原則。按支架是否具有可縮性、金屬支架可分為可縮性金屬支架與剛性金屬支架兩種類(lèi)型.回采巷道、受動(dòng)壓影響的準(zhǔn)備巷道、以及圍巖條件差.礦壓大的巷道,巷道的變形較大 因此應(yīng)選用可縮性金屬支架支護(hù) 7,2,2 巷道的支架與圍巖是一個(gè)矛盾的統(tǒng)一體，巷道開(kāi)挖后圍巖的應(yīng)力變化以及由此而產(chǎn)生的圍巖變形與破壞 和支架的支護(hù)抗力與收縮性能之間互相作用，形成矛盾統(tǒng)一的關(guān)系,初撐力過(guò)小,允許變形量過(guò)大的支架不能有效地阻止圍巖變形、破壞。但支架的允許變形量過(guò)小將導(dǎo)致圍巖對(duì)支架的壓力急劇升高、致使支架損壞而失去阻止圍巖變形 破壞的能力。只有支護(hù)特性 主要是支護(hù)抗力和允許變形量 與圍巖條件和礦壓特點(diǎn)相適應(yīng)的支架、才能取得最佳的支護(hù)效果.因此.本條規(guī)定,可縮性金屬支架的最大允許變形量應(yīng)與圍巖條件和礦壓特點(diǎn)相適應(yīng) 7.2。3。金屬支架及其支護(hù)參數(shù)的設(shè)計(jì)，無(wú)礦壓觀測(cè)資料時(shí)宜采用工程類(lèi)比法。有礦壓觀測(cè)資料時(shí)應(yīng)根據(jù)礦壓觀測(cè)資料設(shè)計(jì),其理由見(jiàn)本規(guī)范第1,0。4條的條文說(shuō)明，表7,2。3是根據(jù)原煤炭工業(yè)部提出的 緩傾斜。傾斜煤層回采巷道圍巖穩(wěn)定性分類(lèi)方案,中的相關(guān)表格編制的，表中的圍巖分級(jí)采用 緩傾斜。傾斜煤層回采巷道圍巖穩(wěn)定性分類(lèi)方案。中的圍巖分類(lèi),但本規(guī)范將，分類(lèi)。改稱(chēng)為、分級(jí),該表對(duì)無(wú)礦壓觀測(cè)資料的緩傾斜,傾斜煤層的回采巷道有一定的參考價(jià)值，因此。無(wú)礦壓觀測(cè)資料的緩傾斜,傾斜煤層的回采巷道的金屬支架的類(lèi)型、以及支護(hù)強(qiáng)度、支架間隙 可縮量等參數(shù),可按該表選取,7 2,4，現(xiàn)行煤炭行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、巷道金屬支架系列 MT.143。1986 是在對(duì)國(guó)內(nèi)外使用金屬支架的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行理論分析，計(jì)算和科學(xué)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上提出、經(jīng)多次全國(guó)性會(huì)議討論修改后完成的.反映了煤礦井巷支護(hù)多年的相關(guān)研究成果和工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn).該標(biāo)準(zhǔn)包括了9種架型131種規(guī)格的支架,其內(nèi)容包括支架的結(jié)構(gòu)及參數(shù) 設(shè)計(jì)計(jì)算方法、承載能力計(jì)算,支架的選擇方法與步驟等.并附有支護(hù)鋼材的材質(zhì) 規(guī)格與參數(shù)，以及卡纜。拉桿，背板和配套機(jī)具等資料、對(duì)金屬支架的設(shè)計(jì)有重要的參考價(jià)值.也可用于金屬支架的選型、因此。本條規(guī)定,選用定型金屬支架時(shí)應(yīng)符合該標(biāo)準(zhǔn),但該標(biāo)準(zhǔn)編制時(shí)間較早,未能反映煤礦礦井巷道金屬支架最新的技術(shù)發(fā)展成果,也不可能完全符合現(xiàn)行規(guī)程規(guī)范的要求。在使用時(shí)應(yīng)注意吸收最新的技術(shù)發(fā)展成果和經(jīng)驗(yàn).并要滿足現(xiàn)行規(guī)程規(guī)范的要求.7,3,金屬支架材料7 3,1、礦用工字鋼和礦用U形鋼是煤礦井下支護(hù)的專(zhuān)用鋼材.和普通工字鋼相比,礦用工字鋼具有翼緣寬.高度小,腹板厚的特點(diǎn)。穩(wěn)定性能好,更能適應(yīng)井下復(fù)雜多變的受力情況.礦用U形鋼的特殊截面形狀使其具有良好的搭接性能。專(zhuān)門(mén)用于制造可縮性支架.煤礦井巷工程多年的實(shí)踐表明 礦用工字鋼和礦用U形鋼力學(xué)性能好.加工制作方便，材料來(lái)源廣 是制作金屬支架的理想鋼質(zhì)型材。兩者相比 礦用工字鋼價(jià)格便宜.但難以制作成的可縮性結(jié)構(gòu)、U形鋼的優(yōu)缺點(diǎn)則正好與之相反、因此。不需要可縮性結(jié)構(gòu)的剛性金屬支架和梯形可縮性金屬支架的頂梁，宜選用礦用工字鋼制作.拱形.馬蹄形可縮性金屬支架和梯形可縮性金屬支架的支腿必須具有可縮性、宜選用礦用U形鋼制作.7。3 2,7,3,3，礦用工字鋼的型號(hào)有新舊兩種 舊型號(hào)礦用工字鋼有9號(hào) 11號(hào)、12號(hào)3個(gè)型號(hào)，原煤炭科學(xué)研究總院北京開(kāi)采所設(shè)計(jì)的新型礦用工字鋼型號(hào)為16H,24H 28H 其抗彎截面模量與承載能力分別相當(dāng)于9號(hào)。11號(hào),12號(hào)礦用工字鋼.但重量較輕,耗鋼量較小.礦用U形鋼的型號(hào)有18U、25U。29U.36U.4種,由于9號(hào),16H礦用工字鋼和18U礦用U形鋼抗彎截面模量小、承載能力低 一般不宜用于制作金屬支架?，F(xiàn)行煤炭行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，巷道金屬支架系列、MT.143。1986中的支架也沒(méi)有采用9號(hào)礦用工字鋼和18U礦用U形鋼,因此，規(guī)定制作金屬支架的礦用工字鋼宜選用11號(hào),12號(hào) 或24H，28H,制作金屬支架的礦用U形鋼宜選用25U，29U。36U,7 3.4、支架附件是金屬支架不可缺少的組成部分.其材料應(yīng)符合強(qiáng)度大。耐腐蝕,加工運(yùn)送與安設(shè)方便的要求.而且材料來(lái)源廣.價(jià)格便宜.本條規(guī)定就是根據(jù)上述要求和煤礦井巷工程的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)做出的.煤礦井巷工程也曾使用過(guò)木質(zhì)撐桿，木質(zhì)背板和鋼筋混凝土背板 由于木質(zhì)撐桿與木質(zhì)背板強(qiáng)度低 易腐蝕，鋼筋混凝土背板加工不便 運(yùn)送時(shí)易損壞.因此不宜采用、