7 【金属支?架支护
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7—.1 ? 一般?规,定
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7:.1.1 本条】说明如下《
— (1)煤】。矿井巷?断,。面和交岔点设计原则!上应符合国家标【准工程岩体分级【标准GB/》T 50218-】2,01:4其理由详见第【6.1.1条的【说明
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原煤炭工!业部针?提出的缓《倾斜、倾《斜煤层回采巷道【围,。。岩稳定性《分类方案除对煤【。矿缓倾斜、倾斜【煤层:回采巷道《围岩:按其稳定性进行【分类外还提出了不同!类,别围岩宜《采用:的金属支架》类型与参数对—缓倾斜、倾斜煤层回!采巷:道,。金属支架《的选:型与设计有一定的指!导,意义
》
因】此本条规定金—属支架支护》巷道:的围岩分《级缓倾斜、倾斜煤】层回采巷《道可采用缓倾斜【、倾斜煤层》回采巷道围岩稳定】。性分类方案其他巷道!应符合?。现行:国家标准工》程岩:体分:。级,标,准GB?/T 5《0,21:8-2?01:4
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【 (2)缓倾斜【、倾斜煤层回采【。巷道:围岩:稳,。定性分类方案—
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】 该方案以顶板单轴!抗压强度σ》顶、煤?层单轴抗压强度σ】煤、底板《单轴抗压强》度σ底、直接顶【厚度与采高比—值N:、巷道埋深H、护】巷煤柱宽《度,W(与护巷煤柱宽度!X相关)、岩体完整!性指数D(直接顶初!次垮落?步距L)《等,7项作?。。为分类指标采—。。用模糊聚类分析方】。法将缓倾斜、倾斜煤!层回采巷道围—岩,稳定性分为非常稳】定(:Ⅰ类)、稳定(Ⅱ】。类)、?。中等稳定(Ⅲ—类)、不稳定(Ⅳ】类)和极《。不稳定(Ⅴ类—)5类确定》围岩类别的过程【包括分类指标原始数!据的预处《理、:数据标准化》、分类指标回权【处,理、:标定及聚类等5个】步骤主要工作—借助计算机完成
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7个分】类指标?的权值见《表1
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表1 》。分类指标的》权值
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》。 分类—指标按照以下规定】选取
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》。 , (1)三【个围岩强度》指标:σ顶、σ煤、—σ底
》
【围岩:强度:是指围岩的单向抗】压强度单《位为:M,Pa顶?板强度取两》倍巷道高度范围内的!各层岩石强》度的加权平均值【底,板强度取《一倍巷道《高度范围内的—。各层岩石《强度:的加权平均值—
】 (2)埋—深H;
》
,
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巷道埋深!是指巷?道所在位置距—地表的深度单—位为m
》
— (3)》岩体完整性指数【D:
】 岩体—完整性指数D以直】。接顶初次垮落步【距L表示单位—为m:初,次垮:。落,。步,距,。是冒高大于》1.0m~》1.5m冒落—。。长度大于工作面全长!的1/2从开切【。眼的煤柱侧到工【作,面切顶排柱之—间的距离如》果工作面长度不足8!0m时可取》等效步距即
—。
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!式中a工作面长度(!m):;
】 b—直接顶初次》垮落步?距(m)
】
对生产!矿井L取值》可参考同一》煤层其他工作—面直接?。。顶初次垮落步距【值对:。于,未开采煤层和新建矿!井L值可参考—表2选取
》
表2【 ,直接顶初次》。垮落步距值
!。。
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续—表2
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】 , , (4)直接顶】厚度:与采高比值N
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可从!地质柱?状图:中,直接量取《直,接顶厚?度但应?。根据具体条》件分析直接顶的【范围直接顶是直【接位于煤《层或伪顶《之,上强度小于6—0MPa《~8:0,MP:a一般随回》柱而冒落的》岩层:当N大于4时取【N等于4
》
!(5)护巷煤柱宽度!X:
—
》 护巷煤柱宽度X是!指顺槽侧的实际煤】柱宽度单位为m当】巷道两侧为实体煤时!取,X为:100m;》当无煤?柱护巷?时取X?。为,零
【7.1.2 金属!支架的支腿》要承受?来自巷道侧帮—的,水,平压力本条规定是为!了保:证支腿足够的—抵抗巷道侧帮水平压!力的能力
【。
7《.1.3《。 在金属》支架间设置》牢固的撑杆》或,拉杆可以使互不【联系的平面结构支】。架变成一个相—互联系的立体支撑结!构加强其沿巷道【轴线:方向:的稳定性和》整体:。支护能力
】
,。
支架与】巷道顶、帮》之间用背板和楔【子塞紧背《实既能确保支架架设!牢固又可实现对【围岩的及时支撑有】效地控制围岩的【变形:与破:坏可缩性金属支架的!。卡缆(可缩性连接装!置)用机械或力【矩扳手拧紧是为了】确保支架有》足够的初撑力及时】有效的控制围岩【的变形与破坏在【具体的工程设计中】应对撑杆《、拉杆、背板的结】构及其布置做出规定!
7.】1.4? 裸露的金属支】架及其附件在空气】和水的作用下会发】生腐蚀?导致承载能力降低因!此服务年限较—。长的金属支架—。及其附件应》采取防腐蚀措施
】
?。
7.—2 金属支架类】型与支?护参数
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7.2》.1 本条规【定了选择金属支【架类型的依据和一】般原则
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》按支架是《否具有可缩性金属支!架可分为《可缩:。性金:属支架与刚》性金属支架两种类型!回采巷道、受—动压影响的准备巷】。。道以及围岩条件差】、矿压大的巷道巷道!的变形?较大因?此应选用可缩—性金属支架支护
】
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7.2.2 !巷,道的支架与围岩是一!个矛:盾的统一体巷道【开,挖后围岩的应力变化!以及由此《而产生的围》岩变形?与,。破坏和支架》。的支护?抗力与?收缩性能《之间互相作》用形成?。矛盾统?一的关系《初撑力过小、—允,许变形量《。过大的支架不—能有效地阻止围岩变!形、破?坏;但支架的—允许:。变形量过小将导致围!岩对支架《的压力急剧升高致使!支架损坏《而失去阻《止围岩变形、破【坏的能力只有—支,护,特性(主要是支护】。抗力和允许变—形量)与《围岩条件和矿压【特点相适《应的支架才能取得最!佳的支护效》果因此本条》规定可缩性金属支架!的最大允许变形量】应与围?岩条件和矿压特点】。相适应
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7.2.3 【 金属支架及其【支护参数的设—计无矿压《观测资料时宜采用工!程,类比法有矿压观测】。。资,。料,时应根据矿压观测】资料设计其理由见本!规范第1.0.【4条的条文说明
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】表7.2.》3是根?。据原煤炭工业部【提出的缓倾斜、【倾斜煤层回》采巷道围岩稳—定性分类《方案中的相关表【格编制的表中—的围岩分《级采用缓倾斜、【倾,斜煤层回《采巷道围《岩稳定性分类方案中!的围岩分类但—本规范将“分类”改!。称为“分级”—该,表对无矿压观测【资,料的缓倾斜》、倾斜?煤层的回采巷—道有一定《的参考价值因此无】矿压观测资料—的缓倾斜、倾—斜,煤层的回采巷道的金!属,支架的类型以及支护!强度、支《。架间隙、《。。。可缩量等参数可按】该表选取
》
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:7.2.4 — 现行?煤炭行业标准巷道金!属支架系列》MT 143—-1986是在对】国内:外使用金属支架【的经验进行理论分】析、计算《和科学实验的基【础上提出经多次全】国性:会议讨论《修改后?。完,成的反映了煤矿【井巷支护多年的【。相关研究《成果和工《程实践经验》该标:。准包括?了9种架型》131种规格—的支架其内容包括】支架的结构及参数、!设计计算方法、承】载能力计算》、支架?的选择方法与步骤等!并附有支护钢材的材!。质、规格与参—数以及卡缆、拉杆】、背:板和配套机具等资】料对金属《支架的设《计,有重要的参考—价,值也可用于金—属支架的选型因此】本条规定选用定型金!属支架时应符—合该标准但该标准编!制时间较早未能反映!。煤矿矿井巷道金【属支:架最新的技术发【展成:果也不可能完全【符合现行规程规【范的要求在》使用:时应注?意吸收最新》的技术发展成果和经!验并要满足现行规】程规范的要》求
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7.3 》 金属?支架材料《
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》7.3.1 矿用!工字钢和矿用—。U形:钢是煤矿井下支护的!专,用钢材?和普通工《字钢相比矿》用工字钢具有翼缘宽!高度小腹板厚的特】。点稳定性能好更能】适应井下复杂多【变,的受:力情况矿用U形【钢的特?殊截面形状使其具】有良:好的搭接性能专门用!于制造可缩》性支架煤矿井巷工程!多年的实《践表:明,矿用工字钢和矿用U!形钢:力学性能好、—加工制作《方便、?材料来源广》是制作金属》支架的理《想钢质型材两者相】比矿用工字钢—价格便宜但难—以制作成的可缩性结!构;U形钢的优缺】点则正好与之—相反:因此不需要可缩【性结构的刚性金【属支架和梯形—。可缩性金属支架的】顶梁宜选用矿用【工字钢制《作;:。拱形、马蹄形可缩】。性金属支架》。和梯形可缩》性金属?支架的支腿必须【具有可缩性》。宜选用矿用U形钢】制,作,
7.】。3.2、7.—3.3? 矿用《工字钢?的型号有新旧两种旧!型号矿用《工字钢有9》号、11号、1【2号3个《型号:。;原:煤炭科学研究总【院北京?开采所设《计的新?型矿用?工字钢型号》为16H、24H、!28H其抗》弯截面模量与—承载:能力分别相当于9号!、11号、》12号矿用工字钢但!重量较轻《耗钢量较小矿用U形!。钢的型号有18U、!。25U、《2,9U、36U 4】种由于9号、—16H矿用工字钢和!18U矿用U—形钢抗弯《截面模?量小承载《能力低一般不宜【用于制作《。金属支架现》行煤:。炭行业?标准巷道金属—支架系?列,MT 143—-198《6中的支架也—没,有采:用9号矿《用工字?钢和1?8U矿用U形钢因此!规定制作《金属支架《的矿用工字》钢宜选用1》1号、12号或2】4H、2《8H;制作金属【支架的矿用U形钢】宜选用?。25U?、29U、36U】
7.3!。。.,4, 支架附》件是金属支架—不可缺少的组—成部分其《材料应符合》强度大、耐腐蚀、】加工运送与》安设方便的要求而且!材料:来源广、价》格便宜本条规定就】是根据上述要求和煤!矿井巷工程的—实际:经验做出的》煤矿:井巷工程也》曾使用过木质撑杆】。、木:质背板和钢筋混凝】土背:板,由于木质撑》杆,与木质背板强度低易!腐蚀钢筋混》。凝土:背板加工不便运【送时易?损坏因此不宜—采用
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