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第十章 巷道支护 第一节 棚式支架 主要用于服务期不长的采区巷道。 棚式支架简称棚子， 种类: 木棚、 金属棚 装配式钢筋混凝土棚等。 一、木棚 巷道中常用的木棚是梯形棚子。 由顶梁、棚腿和背板、木楔等组成。 注意事项及条件 棚腿在水沟一侧应低于水沟底板50～150mm； 另一侧应立于底板以下50～150mm。 木棚主要用于地压小、断面不大、服务年限短的采区巷道； 或用于维修巷道和在巷道掘进时作临时支护。 二、金属棚子 优点： 强度高、体积小、坚固耐久、防火、 可回收复用。 缺点： 不能封闭围岩； 不能阻水和防止岩石风化； 初期投资大。 三、装配式钢筋混凝土棚子 简称水泥支架。 充分 利用了混凝土与钢筋的受力特性，使混凝土在构件中承受压力，钢筋承受拉力(图10-4)，不但提高了结构的承受能力，而且又节约了材料。 分类： 普通型 预应力 第二节 石材整体式支架 一、结构特点 石材整体式支架 简称石材支架、俗名砌碹 是指用料石、混凝土或钢筋混凝土砌筑成的连续整体式支架。 主要形式是直墙拱顶式 由拱、墙和基础三部分组成 二、石材支架的施工 1．拆除临时支架的架腿。 2．掘砌基础。 3．砌墙。 4．砌拱。 5．拆模清理。 第三节 锚杆支护 一、锚杆支护的优越性 支护效果好，且用料省，其用钢量仅为U形钢支架的1/12～1/15。另外，施工简单，有利于机械化操作，施工速度快。但是锚杆不能封闭围岩，以防止围岩风化；不能防止各锚杆之间裂隙岩石的剥落，因此，在围岩不稳定情况下，往往需配合其他支护措施，如喷水泥砂浆、挂金属网、喷射混凝土等通常称为锚喷支护或锚喷网联合支护。随着高产高效矿井建设的加快、采准巷道大量应用锚杆支护技术。施工速度大大提高。 二、锚杆支护的作用原理 （一）加固拱作用 对于被纵横交错的弱面所切割的块状或破裂状围岩，如果及时用锚杆加固，就能提高岩体结构弱面的抗剪强度，在围岩周边一定厚度的范围内形成一个不仅能维持自身稳定、而且能阻止其上部围岩松动和变形的加固拱，从而保持巷道的稳定。 （二）悬吊作用 悬吊作用是利用锚杆将软弱岩层或危岩吊挂于上部坚固稳定的岩层上，由锚杆来承担其重量（图10-14）。 (三）组合梁作用 在层状顶板中安设锚杆后，各岩层由迭合梁变为组合梁，从而提高了顶板岩层的承载能力；锚杆本身也起着抗剪销钉的作用，有效地阻止了岩层的层间错动。 （四）围岩补强作用 巷道围岩深部的岩石处于三向受压状态。靠近巷道周边的岩石则处于二向受力状态，故易于破坏而丧失稳定性(图10-16左)。巷道周围安设锚杆后，相当于岩石又恢复了三向受力状态（图10-16右），从而增大了它的强度；另外，锚杆还可以增加岩层弱面的剪断阻力，使围岩不易破坏和失稳，这就是锚杆对围岩的补强作用。 （五）减小跨度的作用 三、锚杆的类型、结构和适用条件 （一）金属倒楔式锚杆 （二）钢筋或钢丝绳砂浆锚杆 1.钢筋砂浆锚杆 2.钢丝绳砂浆锚杆 它是利用直径10～19mm的废旧钢丝绳代替钢筋插入锚杆孔内，然后注入砂浆固结而成（图10-19，b），为保证锚固效果，设计锚杆固力30～50KN，结构简单，加工方便，成本低，广泛用于有一定自稳时间的岩石巷道。由于不能立即承载，在围岩破碎处不宜使用。 （三）树脂锚杆 它是由树脂药包和杆体组成(图10-20)。安装时，药包用锚杆体送入孔后，转动杆体将药包捣破，随之上垫板拧紧螺帽，使化学药剂混合进行化学反应，将锚头与孔壁岩石粘结在一起，使用115型树脂锚固剂，可在3～5min内凝胶，15min后即可套上垫板紧固螺帽。使用82型锚固剂，可在15～60s内凝胶，5min后锚固力可达40KN以上。 （四）快硬水泥锚杆 快硬水泥锚杆的杆体结构与树脂锚杆相同，它是用快硬水泥卷代替了树脂药卷(图10-21)西安科技大学研制。水泥卷直径37mm，长度为270mm、205mm时水泥装量分别为421g、320g，使用前需浸水2～3min，在锚杆孔内经杆头搅拌，12min后锚固力开始增长，1h后锚固力高达60KN左右。由于 成本低(约为树脂锚杆的1/4)，材料来源广，很有前途。适用于围岩自稳时间超过12min的各类永久性地下工程。配合先喷后锚，在软岩中亦可应用。 1—滤纸内套；2—快硬水泥；3—玻璃纤纤维纱网外套 （五）快硬膨胀水泥锚杆 （六）管缝式锚杆 管缝式锚杆又称开缝式或摩擦式锚杆，由美国詹姆斯·斯特科于1972年发明。它是采用高强度钢板卷压成带纵缝的管状杆体（图10-24）外径38.1mm，用凿岩机强行压入比杆径小1.5～2.5mm的锚孔，为安装方便，打入端略呈锥形。由于管壁弹性恢复力挤压孔壁而产生锚固力，属全长锚固型锚杆。 我国于80年代初引进，试制用的材料为屈服应力大于350MPa的16M