针对大跨度巷道或交岔点采用工字钢棚支护时_工字钢棚支护

针对大跨度巷道或交岔点采用工字钢棚支护时由刀豆文库小编整理，希望给你工作、学习、生活带来方便，猜你可能喜欢“工字钢棚支护”。

针对大跨度巷道或交岔点采用工字钢棚支护时，存在支护面积大、直呼强度不足等问题，从而采用锚索配合托梁对巷道工字钢棚梁进行悬吊补强。由于工字钢棚支护巷道围岩松动范围大，支护跨度和直呼强度均受到局限，而锚索具有锚固深度大、承载能力高、可施加一定的预紧力等特点，所以通过锚索以一定方式锚固在围岩深部稳定岩层，外露端由锚具配合托梁

对工字钢棚梁进行悬吊，形成复合支护结构，能达到有效加固目的。

一、锚索托梁加强支护构件

1.锚索

锚索是采用有一定弯曲柔性的钢绞线制成，配有锚具，可施加较大的预紧力，对巷道围岩进行补强加固。锚索具有抗破坏力高、韧性好、低松弛的特点，既有一定刚度又有一定柔性，可弯曲并实现自身搅拌树脂药卷快速安装，适合在空间尺寸较小的煤巷中使用。小孔径预应力锚索一般采用1×7结构标准型钢绞线，锚索结构可分为：内锚固段、钢绞线自由段、外锚固段三大部分。

2.锚具及托梁

锚索的锚具是为了保持钢绞线预紧力并将其传递到被锚围岩上所用的永久性锁紧装置。小孔径预应力锚索的锚具为瓦片式，由锚环和锚塞组成。锚具有多种规格，应根据钢绞线规格选取。

托梁一般采用合适长度的槽钢或矿用工字钢，托梁上加工有长孔。锚索外露端穿过托梁上的长孔后，依次安装转用垫块和锚具。锚具锁紧钢绞线同时，将托梁紧固在锚索上，使托梁与锚索连成整体共同发挥加强支护作用。

3.锚固剂

锚固剂有水泥浆、树脂胶泥和普通树脂药卷等。现场为简化锚索安装工序、使锚索能及时承载，常采用普通树脂药卷加长锚固(里段采用超快或快速树脂药卷、外段采用中速树脂药卷)。当巷道围岩较破碎或巷道服务年限较长时，采用树脂注浆联合锚固，树脂端部锚固后，实施水泥注浆，进行全长锚固。

二、锚索托梁加强支护应用实例

1.平面交岔点应用

铁北矿部分采区大巷由于是多年前掘成的巷道，均采用了工字钢棚支护方式。采区内工作面圈定过程中，需要从采区运输大巷开口掘进，并有联络巷要与采区回风大巷相通，对应的交岔点也是采用工字钢棚支护。为了保证交岔点支护强度，通常采用锚索托梁对交岔点工字钢穿梁和抬棚进行加固。锚索托梁加固如图1所示。

2.打断面硐室应用

铁北矿部分打断面硐室采用锚网支护前，也是采用工字钢棚支护，如综采工作面运输巷带式输送机机头硐室。根据带式输送机设备安装需要，机头硐室采用5.0m×3.6m(梁×腿)规格的工字钢棚支护，梯形断面面积为22m2。工字钢支架需配套安装辅助梁，并且采用棚距400mm的密棚支护，现场施工组织劳动强度大、进度慢，支护效还难以保证。后采用锚索托梁加强支护，在巷道中线两侧各1m处纵向布置锚索托梁对硐室工字钢棚梁加强支护，取消了工字钢支架原用的辅助梁，并且棚距放大到800mm，取得满意支护效果。

3.立体交岔点应用

铁北矿采准巷道由于采用全煤巷布置方式，巷道穿越立体交岔均在同一煤层，所以立体交岔点支护的有效性尤其重要。当立交点上巷为工字钢棚支护情况下，同样采用了锚索托梁对工字钢棚梁进行悬吊加固技术，保证了立交点支护的安全有效。

三、技术关键

1.有效锚固

(1)由于工字钢棚支护巷道围岩松动范围大，采用锚索托梁对工字钢支架进行加固时，首先要合理确定锚索长度，确保内锚端能锚固在围岩深部稳定岩层。锚索安装要保证质量，顶板破碎、表面离层时，锚索孔打好后，安装锚索前应对钻孔重新进行检查，对塌孔、掉块应进行清理或处理。同时，为避免树脂药卷安装中出现卡阻等现象，可使用安装套管进行导入安装。

(2)由于巷道围岩较破碎或巷道服务年限较长，为保证锚索有效锚固，常采用树脂注浆联合锚固，树脂端部锚固后，实施水泥注浆，进行全长锚固。注浆是用注浆泵把液体的水泥质注浆体一定的压力注入孔中的施工过程。锚索注浆是为了形成全长锚固并为锚索提供防腐蚀保护层，另外，一定压力的注浆可以使注浆体渗入地层的裂隙和缝隙中，从而起到固结地层、提高地层承载力的作用。注浆材料采用硅酸盐水泥浆液。用水和不低于425标号水泥加入一定量的稳定剂即可形成水泥浆液。水灰比要选择适当，以保证浆液有足够的流动性，且在凝固后具有良好强度特性，收缩率低和较强的耐久性。试验表明，锚索用水泥浆的最适宜的水灰比为0.40～0.45，但在吸水性很强的地层中或要求充填地层裂隙的注浆体的水灰比可以较大。

(3)锚索采用树脂注浆联合锚固，注浆完成后应立即进行张拉。如果张拉不及时时，将导致锚索与水泥注浆体之间、注浆体与孔壁之间结合面出现错动或裂隙，减弱了注浆体的锚固效果。

2.适度张拉预紧

采用锚索托梁对工字钢支架进行加固时，锚索的张拉预紧一定要适度，既要保证托梁与工字钢梁紧密接触并承载，又要防止张拉预紧过度造成工字钢支架梁和腿分开。现场还必须要求公子钢梁与巷道顶部围岩之间尽量绞实，否则锚索托梁的预加固作用难以发挥。试验表明，公子钢梁顶部绞实情况下锚索的张拉预紧力30kN左右较为适宜。

3.构件强度的匹配

(1)托梁的承载能力应与索体强度匹配，托梁一般采用适合长度的矿用工字钢。锚索与托梁的结合过程中，现场还经常用到U型托梁卡。U型托梁卡有20mm厚钢板压制加工而成，呈水平状态的两个耳子上预先打设有穿锚索孔，托梁放在U型卡内，双锚索穿过卡的两耳在用锚具锁紧。实践证明，U型托梁卡强度和结构都存在缺陷。当压力较大时，托梁卡的耳子将发生变形、由水平状态逐渐被拉直，锚索钢绞线外露段与卡具耳子接触处将受到横向剪切力作用，出现钢绞线段股现象，最终导致锚索托梁加固失效。所以取消了托梁卡，采用在托梁上直接加工穿锚索长孔，锚索外露端穿过托梁上的长孔后，依次安装专用垫块和锚具。

(2)托梁的承载能力，还与托梁的支护跨度有关。托梁上锚索间距不能太大，一般不超过2m，否则托梁弯曲变形将会造成与所加固的公子钢梁接触不均匀，同样影响加强支护效果。

四、结论

锚索托梁作为一种补强支护手段，在煤矿井巷支护工程实践中得到了广泛应用。锚索托梁加强支护与工字钢棚结合使用，通过对锚索有效锚固、锚索适度张拉预紧、托梁构件强度合理匹配等进行技术控制，取得了满意支护效果。采用锚索托梁进行支护补强，拓展了工字钢棚支护的应用范围，可以时工字钢支护断面适当增大、支护棚距适当增加，有利于施工进度的提高。