煤矿井下巷道支护方式及架设金属棚支护技术
煤矿井下巷道支护技术类型分析和选择
煤矿井下巷道支护技术类型分析和选择矿井中巷道支护是矿井生产和建设的重点，本文主要通过介绍巷道支护类型，根据围岩稳定情况、顶板软岩情况和回采巷道步骤进行分析，重点介绍锚杆支护、支护材料和特殊地质条件下支护技术等，并根据特殊地质条件下的环境例如软岩巷道与深部空留巷等进行分析。
目前，随着不断加大的开采深度，巷道支护越来越重要，煤矿选择安全高效的锚网支护为首选支护方式，本文主要介绍支护方式对推进采煤工作面安全生产和高效生产提供意见。
标签：煤矿；支护方式；巷道支护；围岩0 引言煤炭作为我国国民经济的传统能源，在现代矿井建设中有举足轻重的地位，随着我国开采深度和强度的不断增加，我国煤矿井下开采需要通过大量的巷道完成，地质条件的不断复杂化、高地应力使得巷道逐渐变得松软和脆弱，特别是大断面的巷道越来越严重，这就对巷道支护技术提出了更高的要求，在漫长的应用研究历程中，锚杆和锚网支护方式成为保障安全生产、降低劳动强度、快速高产的关键技术。
1 地质情況分析随着开采的不断深入和强度的增加，在井下采煤后，出现顶板暴露的情况，当顶板出现抗压能力较小时需要及时进行支护，以避免顶板下向弯曲，当拉力超过岩石承受能力时会出现岩石崩裂和脱落，对人员安全造成很大的威胁，及时做好巷道支护可以防止顶板受高地压力而变形崩落，又可以防止巷道生产中对人员安全的威胁，为安全生产提供可靠保障。
2 巷道支护类型根据巷道用途，巷道可以分为开拓、采准和回采三种巷道类型，不同巷道需要选择不同的支护方式，目前较为常用的支护方式主要有棚式支架、注浆加固、砌碴支护、复合支护和锚网支护。
支护作用主要用于改善巷道围岩稳定性和控制围岩变化，选择正确的支护方式是决定围岩稳定程度的关键，下面主要重点分析几种不同类型的支护方式。
2.1 棚式支护方式这种支护方式是多用于大断面巷道的一种支护方式，历史悠久，方式操作简单，此种支护方式可以在各种地压条件下使用，大部分使用材料为木质、钢筋或金属支架，表面切面多为拱形、圆形或梯形，这种支护方式对支架质量有严格要求，支架与巷道难以密切切合，控制变形能力差，从而导致在复杂地质条件下难以达到预期支护效果。
煤矿支护方式
混凝土支架
使用混凝土浇筑而成，具有强度高、耐久性好等优点，但 施工周期较长。
锚杆支护
通过在巷道围岩中打入锚杆，利用其锚固力来维护巷道稳 定。具有主动支护、支护效果好等优点，是现代煤矿中常 用的支护方式。
02
木支护方式
木支柱
木支柱是煤矿中常用的支护方式之一，由圆木或方木加工而成，具有结构简单、安 装方便、成本低廉等优点。
为提高支护效果，可采用部分锚杆与棚式支架联合支护 的方式。
优点是可以提高巷道稳定性、减少围岩变形等。
适用于顶板破碎、稳定性差的巷道。 缺点是成本较高、施工难度较大。
锚杆与注浆联合加固
为增强锚杆支护效果，可 采用锚杆与注浆联合加固 的方式。
适用于顶板破碎严重、稳 定性极差的巷道。
通过注浆将破碎的岩石胶 结成一个整体，提高岩体 的承载能力。
煤矿支护方式
目 录
• 煤矿支护方式概述 • 木支护方式 • 金属支护方式 • 锚杆支护方式 • 混凝土支护方式 • 其他支护方式
01
煤矿支护方式概述
煤矿支护的定义
煤矿支护是指为维护煤矿井下巷道稳 定和安全，在巷道周围施加各种支撑 物的技术措施。
支护的主要目的是防止巷道顶板垮落 、侧帮位移和底鼓等，确保采煤作业 和运输工作的正常进行。
优点是支护效果好、可以 大幅度提高巷道稳定性。
05
混凝土支护方式
素混凝土支护
总结词
强度高、成本低
详细描述
素混凝土支护采用纯混凝土进行支护，具有较高的抗压强度和耐久性，适用于 围岩稳定性较好的巷道。由于不添加钢筋，其成本相对较低。
钢筋混凝土支护
总结词
强度高、稳定性好
详细描述
钢筋混凝土支护在混凝土中加入钢筋，以提高支护结构的抗拉和抗剪切能力，使 支护结构更加稳定。适用于围岩稳定性较差的巷道。
采场与巷道支护设计
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(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。
煤矿U型钢支护措施
+110米水平扩帮加强支护安全技术措施+110米水平主井筒为了保障生产运输，需要安设绞车、道岔，进行扩帮1米、拉底，使用36U型钢可塑性支架和锚索进行支护，为确保施工安全，具体措施如下：一、工程概况巷道净断面：原巷道宽3200，高2200mm，因扩帮至+110水平候车室联络巷，需要加强该地段支护，架设U型钢棚随巷道扩帮而增大断面。
二、施工方法施工前准备1、材料准备：36U型钢支架其附件：U型钢支架（型号为36U）、螺栓、拉杆等。
锚索规格：Φ18mm，长度为6000mm，锚索间距为1800mm，排距为1600mm，每根锚索使用2－3个树脂锚固剂(700-1050mm/根)，托盘为300mm×300mm厚度为20mm；锚索紧固后，外露过长要用水焊烧掉，外露不大于50mm。
锚网1×7.0米金属网。
2、施工机具准备：施工机具：大锤、手镐、钢卷尺、木锯、风镐、铁锹、活口板手、梅花板手、水平尺等。
3、施工前检查36U型钢支架和锚索，提前装配36U型钢支架看是否符合技术要求。
4、施工所需材料及机具等准备齐全并运至施工地点。
5、检查架棚和需要打锚索处工程掘进质量，巷道欠挖超过必须处理，使其符合设计要求。
6、找准中腰线并做好标记，用线绳拉一条中线通过所要架设支架的地段，把腰线引至两旁做出记号。
三、施工工艺：1、工艺流程：架设作业平台→挖柱窝→架36U型钢→加固→铺网→填充2、锚索的基本要求：锚索外露长度为300 mm。
锚索安装48小时后要检测预紧力，如发现预紧力下降（预紧力设计值为80KN，最低不能小于设计值的90%），必须及时进行补打锚索。
3、打锚索眼前先竖起钻机把初始钻杆插到钻杆接头内观察围岩、定好眼位，使锚杆机和钻杆处于正确位置。
钻机开眼时要扶稳钻机，先升气腿，使钻头顶准岩面确保开眼位置正确。
4、开钻。
操作者站立在操作臂长度以外，分腿站立保持平衡，开始钻眼时用低转速，随着钻孔深度的增大调整到合适转速，直到初始锚孔钻进到位。
井下巷道维护安全技术措施
井下巷道维护安全技术措施按照上级指示精神及有关要求，我公司自2014年4月以来一直处于停工、停产通风排水状态。
由于矿井停工、停产时间较长，井下支架已变形并出现多处烂帮、烂頂；砌圈巷道多处出现片帮、掉顶现象；采区内主要巷道由于漏顶、片帮杂物增多，断面变小，影响通风、行人；大部分工字钢支护棚连锁撑杆腐朽折断，造成工字钢支护棚失去连锁支护而扭斜、倾斜等现象；井下采区内大部分水渠、沉淀池渝平、堵塞；部分风门由于底鼓、门框变形不能开关等安全隐患。
届于此情况，若不及时处理，势必将小隐患造成大事故。
为此，我们及时向上级主管部门反眏并写出维护申请，特制定以下井下巷道维护安全技术措施：一、矿成立井下巷道维护领导小组组长：副组长：成员：二、安全技术措施：（一）安全管理1、要严格执行矿领导井下8小时跟班带班制度，矿领导带班要按要求由副总以上领导带班，不得空班及由无资历人员代替。
2、维护前，由领导小组组织一次全面普查，对井下安全隐患进行分类、分级排队，按照“五定”原则进行处理。
3、维护前，井下各区域的电话通讯系统必须畅通无阻、监控系统必须运转正常、人员定位系统必须正常运转。
4、维护期间，主扇正常运转且值班人员不得脱岗、离岗、空岗，调度室值班人员不得脱岗、离岗、空岗。
5、每班上班前，入井人员必须提前30分钟到井口召开井口会，听从安全生产调度安排当班任务及安全事项。
6、每班只准一个维护作业点，当班带班领导必须亲临现场指挥并观山，确保施工安全。
7、当班带班领导负责当班作业任务布置、当班作业安全、当班作业验收，班后上报生产调度室备案。
8、入井作业人员必须佩齐矿灯、自救器、人员定位器等。
9、、带班领导必须加配便携或光干瓦检器。
10、作业地点必须吊挂便携。
11、严禁任何人酒后入井。
12、施工前，所有作业人员必须认真学习本措施并本人签字方可实施。
(二)斜坡巷道维护安全技术措施1、绞车坡斜巷维护期间严禁动用行人车及行驶其他车辆通行，且严格执行“开车不行人，行人不开车”制度。
简述煤矿井下巷道支护方式及架设金属棚支护技术
简述煤矿井下巷道支护方式及架设金属棚支护技术摘要煤矿开采中，会对原本的地质构造形成破坏，导致煤壁上部应力的增大，因此，从保证煤矿井下生产安全的角度，需要做好巷道支护工作。
本文对煤矿巷道支护方式进行了简单分析，并就架设金属鹏支护技术的要点以及需要注意的问题进行了讨论，希望能够为煤矿巷道支护工作提供一些参考。
关键词煤矿；井下巷道；支护方式；金属棚支护前言我国煤矿多数蕴藏在地下，开采工作也多是采用井下开采模式，对于煤矿企业而言，井下巷道掘进和支护是一项异常复杂的工作，存在大量的不确定性因素，必须做好地质条件的研究，对巷道掘进速度进行控制，同时采取有效的支护措施，保证井下作业的效率和安全性。
1 煤矿井下巷道支护方式煤矿井下巷道支护的主要目的，是缓和和减少围岩移动，避免巷道断面的过度收缩，同时预防已经散离和破坏的围岩出现冒落。
巷道支护的效果主要受其支架自身的支承力影响，但是却并不仅仅取决于支承力，还会受到围岩性质、支架力学性质、支架安装时间、支架设置密度以及围岩接触方式等因素的影响。
一般情况下，为了保证巷道支架能够在调控围岩变形中发挥积极作用，需要在围岩出现松动和破坏前，对支架进行安装，确保其能够与围岩共同发挥承载作用。
针对不同的煤矿地质条件，需要采用不同的巷道支护方式，依照支护时间長短，可以将巷道支护分为临时支护和永久支护；依照支护原理，可以将巷道支护分为支撑式支护和补强式支护，前者主要是对岩体进行直接支撑，一般选择整体式支架，即运用石料、混凝土或者钢筋混凝土砌筑后得到连续整体支护体系，常见的是直墙拱顶式，可以分为墙、拱和基础三部分，拱形多为半圆拱或者三心拱；后者则是以岩体为对象，运用相应的措施来对其进行加固补强，通过提升围岩强度的方式，保证巷道整体的稳定和安全。
比较常见的补强支护方式包括锚杆支护、锚网支护、喷射混凝土支护等。
不同的巷道结构对于支护有着不同的要求，以倾斜巷道为例，其本身存在一定倾角，或导致重力方向与巷道顶板不垂直，从而形成平行于巷道顶板和垂直于巷道顶板两个方向的作用力，在平行于巷道顶板方向，推力向下作用，支护措施必须能够对这个推力进行克服或者抵消，而想要实现这个目标，要求支护体系必须能够与巷道顶板垂线保持一定夹角，也就是所谓的迎山角[1]。
煤矿井下掘进中的巷道支护技术
煤矿井下掘进中的巷道支护技术摘要：在煤矿井下掘进开采过程中，当掘进设备不断向前移动时，对煤矿巷道的顶板与围岩进行强化稳固是必不可少的，必须通过相关技术和设施加以支护。
但是，如果在支护煤矿顶板与围岩的过程中，掘进活动与支护工作同时进行，就会降低煤炭开采的效率，导致成本大幅提升。
因此，想要提高煤炭开采效率，提升煤炭开采量，对支护模式进行优化和创新是必不可少的。
下面本文就煤矿井下掘进中的巷道支护技术进行简要探讨。
关键词：煤矿；井下掘进；巷道支护技术；1巷道支护的重要性煤矿井下各个生产过程中，围岩控制是尤为重要的环节。
围岩控制措施主要有降低围岩应力、提高围岩固结稳定性和选择合理的支护方式，巷道支护效果直接关系到职工生命安全。
回采工作面煤层开采作业引起巷道岩体应力重新分布，围岩受回采影响发生变形，致使围岩应力按原压力的数倍增长，此时选取正确适宜的巷道支护技术是控制围岩压力、防范围岩失稳的主要手段。
2煤矿巷道掘进施工与支护技术存在的问题2.1煤矿巷道支护技术中的安全问题在对煤矿巷道进行支护时，大部分难题均是由外来的作用力造成的，比如，部分煤矿巷道在地质力学上较低，导致煤矿巷道的正常掘进受到影响，进而严重降低了煤矿开采的效率。
在开展煤矿巷道掘进工作时，最常用到的方式包括锚喷与爆破两大方式，在爆破与锚喷的综合作用下能够充分提升施工速度和质量。
在具有确切爆破点以后方可使用爆破法，爆破点的勘测与明确则是通过人工完成的，而对锚喷工艺的运用必须是在光面爆破的基础下进行的。
2.2地质构造异常复杂地质条件同样会给煤矿巷道的掘进活动带来较大影响，对于这类问题大都采用比较成熟的顶板支护技术来解决，并且还要在实践中根据实际情况进行适当调节。
一般煤矿周边区域的地质环境也是非常复杂多变的，稳固型的地质环境十分少见，但在稳固的地质环境能够促进支护工作和掘进活动的顺利进行。
如果是处在地质环境复杂的情况下，就需要对掘进方式和速度进行适度调节，另外对于巷道支护的稳固性也必须进行提升。
煤矿架工字钢棚安全技术措施
煤矿架工字钢棚安全技术措施背景工字钢棚是煤矿井下用于支护巷道、顶板，加强矿难预防的一种新型支护材料，常用于架设切眼墙、隔墙等。
然而，在工字钢棚使用过程中，安全隐患也将随之而来。
为了保障煤矿作业人员的人身安全，需要在工字钢棚的使用过程中，采取有效的安全技术措施。
安全技术措施1.工字钢棚设置在煤矿开采过程中，需要根据不同的煤层厚度和地质条件，在巷道内搭设符合要求的工字钢棚。
搭设前需要施工人员具备相关的技术资格和工作证，并制定安全施工方案和安全防护措施。
2.工字钢棚固定在工字钢棚的搭设过程中，需要使用专用的固定装置将工字钢棚牢固地安装在巷道内壁或顶板上。
在任何情况下，工字钢棚的固定点数必须满足安全标准，并且必须牢固可靠，防止工字钢棚发生倾覆或掉落等安全事故。
3.工字钢棚支撑在工字钢棚使用过程中，需要加强巷道内的支撑和加固措施，确保工字钢棚在承担安全荷载的同时，不会因煤层压力、地质变化和自重等因素而发生变形或损坏。
同时，需要定期检查和维护工字钢棚的完好状态，及时更换失效的部件。
4.工字钢棚通风在工字钢棚使用过程中，需要加强通风和通气措施，确保巷道内的空气流通和干燥。
同时，为了防止工字钢棚内部积水和因蒸汽产生爆炸，必须设置通风设备和疏排水装置，并进行定期的清洁和维护。
5.工字钢棚灭火在煤矿井下，由于煤层压力、地质变化和自重等因素的影响，易发生火灾等安全事故。
因此，在工字钢棚使用过程中，需要设置好灭火设备、应急照明设备等，并制定好应急预案和安全逃生措施。
结论综上所述，为了保障煤矿作业人员的安全，必须采取有效的安全技术措施，确保工字钢棚在煤矿井下的使用过程中，不会因为各种因素而发生危险或意外事故。
针对不同的工字钢棚设备，需要制定科学的使用标准和安全规程，并采取定期检查和维护的措施，确保工字钢棚的安全工作。
U型钢架棚支护技术的研究与实践
Ｕ型钢架棚支护技术的研 究与实践
赵 永 恒 （ 河南 平禹 新阳 煤业 有限 公司）
摘要 ： 随着 经济 的发 展 ， Ｕ型 钢在 煤 矿生 产领 域得 到 广 泛 的使 用 ， 进 原理 及技 术方 案如下 ：
为 了确 保 煤 炭 生 产 的 安 全 性 ， 需 要 提 高 Ｕ 型 钢 架 棚 支 护 巷 道 的抗 压
提 高 Ｕ型钢棚 梁 的整体抗 压 能力 ， 实现棚 子 的均衡 受
强 度 。为 此 ， 本 文 通 过创 新 Ｕ型 钢 棚 子 顶撑 子 的连 接 方 式 ， 提 高抗 压 压 。传 统 的 Ｕ型钢 棚 架设 方式 为梁 口搭 接一 致型 ， 这样 棚 强度 ， 进 而丰 富 了 Ｕ 型 钢 架棚 支 护 技 术。 关 键词 ： 支护 技 术 Ｕ型 钢 抗压 强度
巷道支护
巷道临时支护巷道临时支护巷道临时支护就是在井巷施工中，在掘进工作面架设永久支护之前架设的维护巷道安全和工作空间的一种临时支架，以保护掘进施工人员的安全，在适当时机可改为永久支护。
巷道临时支护的特点是，服务期限短，并紧跟工作面；除锚喷支护外，临时支架均可回收复用；若用锚喷作临时支护，则其可以作为永久支护的一部分。
井巷临时支护有锚喷支护、锚杆支护、金属拱形支护、金属拱形无腿支护、梯形支护、无腿支护、前探支护、盘式支护等。
1．特点： (1)节省坑木； (2)支护可紧跟工作面，不留空顶，有利于安全； (3)既是临时支护，又是永久支护的一部分，经济安全；掘进工 (4)喷射时粉尘浓度较大，需加强防护措施，如可采用潮喷、湿喷或佩戴防尘用具。
适用范围： (1)岩石破碎，特别是风化性岩石的巷道与硐室； (2)遇水遇风即膨胀或变质的岩石。
2．特点： (1)支护简单，节省材料； (2)可以根据岩石情况确定锚杆数量及排列方式； (3)可配合钢带或金属网，以扩大维护顶帮面积。
适用范围：非风化性岩石；岩石虽破碎但不很严重的井筒、巷道和硐室。
3．特点：采用18 kg／m旧钢轨、槽钢或矿用工字钢制作，一般可分为4～6节；坚固耐用，节省坑木。
适用范围： (1)围岩较稳定，压力中等的巷道； (2)巷道规格单一，越长越经济。
4．特点： (1)采用18 k／m钢轨或其他小型钢材制作，用托钩承托； (2)因无腿不妨碍砌墙工作，简化了工序，有利于安全； (3)不易被掘进放炮所崩倒。
适用范围：适用两帮岩石较为稳定的巷道，以及规格单一或变化小的巷道。
5．特点： (1)加工简单，井上、井下均可加工； (2)对岩石较破碎，压力较大的巷道适应性强。
适用范围： 6．特点： (1)使用灵活方便，井下可现加工； (2)支架的长短可视具体情况而定； (3)一般少量使用或局部处理用。
适用范围： (1)适用于巷道两帮较稳定的岩石中； (2)个别或局部地区需处理时用。
煤矿巷道架棚安全技术措施方案
8101 回风顺槽、 8101 运输顺槽在掘进时,均要要从辅助水平轨道大巷下穿过。
为了保证安全施工,特制定以下措施。
1、在 8101 回风顺槽距离辅助水平轨道大巷垂直位置 3m 时〔即掘进 18m位置,开始架棚,至穿过轨道大巷后3m 向来用架棚支护,工字钢间距500mm,工字钢使用11#矿用工字钢,工字钢棚梁长：3200mm；棚腿长：2500mm,工字钢之间使用背板支撑,背板长800~1000mm。
2、当 8101 回风顺槽施工至辅助水平轨道大巷下方时,层间距为0.5m,先将其与辅助水平轨道大巷沟通,在巷道两帮砌两堵厚为0.4m；高为 2.4m 的混凝土支护墙,当支护墙可投入使用时,开始在墙上架棚、支模、浇筑。
混凝土强度不得小于C20；混凝土比例：水泥：砂：石子=1：2.2：4.3。
并且在穿过轨道大巷先后 3m 段架棚加强支护, 棚间距为 0.5m。
3、8101 运输顺槽过辅助水平轨道大巷时,层间距为 1.3m,为了保证安全施工,需要加强支护。
在8101 运输顺槽距离辅助水平轨道大巷垂直位置 3m 处〔即距离开口处 40.4m 开始架棚,至穿过轨道大巷后 3m。
使用 11#矿用工字钢,间距： 0.5m；工字钢棚梁长： 3.2m；工字钢棚腿长： 2.5m,工字钢之间用背板支撑,背板长： 800—1000mm,两帮空隙用木板充填。
附图：工字钢支护示意图、浇筑支护示意图〔1 每次进入工作地点,先进行安全检查后再作业。
〔2 将工字钢码放在平板矿车上用8#铁丝固定坚固后,采用绞车运至工作地点。
〔3 根据巷道原方位角及巷道原坡度确定巷道的中腰线,根据中腰线及设计棚距大小找出柱窝位置,再按中腰线把柱窝深度挖够。
〔4 在棚腿上画出腰线所在位置,把棚腿放在柱窝内〔柱窝必须挖在实底上,使棚上腰线和帮上腰线一致。
〔5在顶梁上画出中线位置,把顶梁搭接到立柱上,顶梁的两端搭接在棚腿的弯曲部位,该处用两个卡兰固定,并保证顶梁上的中线记号与事先拉好的中线一致,这时可把立柱暂时稳住,以免顶梁摆布摇摆。
刘河煤矿巷道交叉点U型钢棚抬棚支护技术资料讲解
（二）经济效益
本方案的采用使巷道交叉口位置的选择适用性更强，以往新开口巷道必须考虑考开口处的围岩状况，若在围岩性质稍差的地方开口需架棚支护时，如不使用本方案则开口难度较大，往往需另选位置，费工费时费料，有时甚至必须丢掉一部分煤炭资源而选择围岩性质较好的位置开口新巷道。使用本方案便可以轻松解决上述问题，新巷道开口选择位置更随意，也更经济划算。
以上各指标代入公式可得：
Ra=328.76KPa
2、金属拱形可缩支架在交叉点区域内的安设间距
式中： ——交叉点金属拱形支架的强度安全系数， =1.5，
，
取0.5，
取2。
以上各指标带入公式可得：
m
由以上计算可见，单架棚的承载能力达到328.76KPa，且棚距3.66m即可达到要求，实际上现场棚距为1m，满足要求绰绰有余。
二、设计方案
采用半圆拱形U型钢棚抬棚支护能够很好的适用巷道的自然平衡拱，抬棚钢梁采用两根11#工字钢梁制作而成，抬棚钢梁上按照棚距（1000mm）预留好固定梁子的孔，抬棚钢梁长度要满足能够搭接两端各两架棚子的长度，这样能够使抬棚钢梁与交叉口两侧的两根U型钢棚固定在一起，大大增强了抬棚的安全性。
抬棚位置的U形钢棚梁子仍采用跟巷道尺寸配套的型号，这样能够适应现场拱形巷道的弧度需要，使梁子能够紧贴顶板，梁子与抬棚钢梁搭接处用带有卡槽的卡子固定，这样能够防止梁子受力时出现下滑现象，梁子搭接长度可适当调节，并用卡子固定牢固。
煤矿巷道架棚安全技术要求措施
8101回风顺槽、运输顺槽过辅助水平轨道大巷架棚安全技术措施一、目的8101回风顺槽、8101运输顺槽在掘进时，均要要从辅助水平轨道大巷下穿过。
为了保证安全施工，特制定以下措施。
二、工艺流程1、在8101回风顺槽距离辅助水平轨道大巷垂直位置3m时（即掘进18m位置），开始架棚，至穿过轨道大巷后3m一直用架棚支护，工字钢间距500mm，工字钢使用11#矿用工字钢，工字钢棚梁长：3200mm；棚腿长：2500mm，工字钢之间使用背板支撑,背板长800～1000mm。
2、当8101回风顺槽施工至辅助水平轨道大巷下方时，层间距为0.5m，先将其与辅助水平轨道大巷沟通，在巷道两帮砌两堵厚为0.4m；高为2.4m的混凝土支护墙，当支护墙可投入使用时，开始在墙上架棚、支模、浇筑。
混凝土强度不得小于C20；混凝土比例：水泥：砂：石子=1：2.2：4.3。
并且在穿过轨道大巷前后3m段架棚加强支护，棚间距为0.5m。
3、8101运输顺槽过辅助水平轨道大巷时，层间距为1.3m，为了保证安全施工，需要加强支护。
在8101运输顺槽距离辅助水平轨道大巷垂直位置3m处（即距离开口处40.4m）开始架棚，至穿过轨道大巷后3m。
使用11#矿用工字钢，间距：0.5m；工字钢棚梁长：3.2m；工字钢棚腿长：2.5m，工字钢之间用背板支撑，背板长：800—1000mm，两帮空隙用木板充填。
附图：工字钢支护示意图、浇筑支护示意图三、施工方法1、架棚（1）每次进入工作地点，先进行安全检查后再作业。
（2）将工字钢码放在平板矿车上用8#铁丝固定牢固后，采用绞车运至工作地点。
（3）根据巷道原方位角及巷道原坡度确定巷道的中腰线，根据中腰线及设计棚距大小找出柱窝位置，再按中腰线把柱窝深度挖够。
（4）在棚腿上画出腰线所在位置，把棚腿放在柱窝内（柱窝必须挖在实底上），使棚上腰线和帮上腰线一致。
（5）在顶梁上画出中线位置，把顶梁搭接到立柱上，顶梁的两端搭接在棚腿的弯曲部位，该处用两个卡兰固定，并保证顶梁上的中线记号与事先拉好的中线一致，这时可把立柱临时稳住，以免顶梁左右摇摆。
对井下采煤支护方法的
智能化与自动化技术的应用
自动化控制
采用自动化控制技术，实现支架的远程控制和自动调节，提高采煤 工作面的安全性和效率。
智能化决策
通过智能化决策系统，根据采煤工作面的实际情况，自动选择最优 的支护方案，以提高采煤工作面的安全性和效率。
健康状况监测
采用智能化健康状况监测技术，实时监测支架的工作状态和受力情 况，及时发现和解决潜在问题，提高采煤工作面的安全性和效率。
液压支架支护
适用范围
适用于煤层条件变化较大、采高 较大的工作面。
优点
支撑能力强，可自动操作，提高 生产效率。
缺点
成本较高，需要定期维护和更换 液压油。
综采放顶煤技术
适用范围
适用于厚煤层、煤质松软、煤层赋存稳定的工作 面。
优点
可以充分利用顶煤资源，提高采出率，降低成本 。
缺点
容易引起煤尘和瓦斯积聚，需要采取相应的安全 措施。
新型支护材料的研发与应用
材料性能提升
研发新型高性能的支护材料，如高强度钢材、轻质铝合金等，以 提高支护装备的性能和可靠性。
材料多功能性
开发具有多种功能的支护材料，如耐腐蚀、防火、隔热等，以提 高采煤工作面的安全性和效率。
材料环保性
采用环保型的支护材料，如可回收利用的材料、低挥发性有机化 合物等，以降低对环境的影响。
合理确定采高
合理确定采高可以减少顶 板压力，提高采煤效率， 降低事故发生的概率。
加强支架支撑力
加强支架支撑力可以防止 顶板下沉和冒落，提高采 煤工作的安全性和效率。
02 采煤工作面支护 方法
单体支柱支护
适用范围
主要用于采高较大的工作 面。
优点
结构简单，成本低，维护 方便。
煤矿巷道支护方法
煤矿巷道支护技术摘要：推行巷道支护改革，对于降低原煤生产成本，提高经济效益，有着巨大的促进作用，本文就煤矿巷道支护问题进行了探讨。
关键词：煤矿巷道支护被动式支护主动式支护近几年来，随着我国煤矿开采深度的不断增加，煤矿井巷支护经历了由单一型支护技术到联合支护型技术的发展历程。
煤矿早期开采阶段几乎全部是以木材作为巷道及采煤工作面的支护材料，随着新型材料的出现，开始采用混凝土或钢筋混凝土砌碹等支护形式，这些被动式支护耗费大量材料且受深度和岩性影响。
随着井巷支护技术的发展演变，可将其归纳为被动式支护方式、主动式支护方式。
1.被动式支护方式被动式支护技术是源于古典压力理论和坍落理论，认为巷道开挖后围压主要由围岩局部坍塌导致而成，而巷道的稳定主要靠围岩坍塌致使硐室形状改变后自行获得。
被动式支护把围岩坍塌岩与支护分开来考虑，把围岩视作荷载，支护看作承载结构，二者之间形成“荷载一结构”体系，认为支护是为了承受由围岩所产生的荷载，无法控制围岩变形破坏的发生，只能起被动抵抗的作用。
1.1木支护方式木支护技术主要是采用木材作为支护材料，典型的支护方式有“亲口”棚、鸭嘴棚、戴帽点柱、木垛等。
木支护耗费大量木材而且受采深和岩性影响严重，因此只适用于浅部围岩，而且支护断面形状必须与围岩曲线一致，以充分发挥围岩和支护结构抗压强度大的优势，从而硬性抵抗岩体的变形压力。
1.2石材支护方式石材支护分片石、料石两种支护方式，优点是具有抗压性好、一次成巷好、安全系数大、抗灾能力强、支架变形小和质量易保证等特点，不足之处在于初期投资高，只适用于矿井服务年限长的巷道。
1.3金属支架支护方式金属支架支护技术主要分刚性支架支护与可缩性支架支护，其中刚性支架允许压缩变形量小，工作阻力随变形量增大而减小，直至破坏而失去工作阻力；可缩性支架允许压缩变形量大，在结构设计压缩范围内，工作阻力随压缩量大而增大，或者恒阻。
金属支架支护视支架为支护体，围岩为荷载，其破坏是由于支架上弯曲力矩达到屈服极限的破坏应力所致，同时，由于支架承受侧压力和荷载的不均匀常使支架失去稳定性或可缩性而减弱或失去竖向承载能力。
巷道支护方案
巷道支护方案矿井扩建初步设计根据围岩条件，采用不同支护方式。
主、副暗斜井，回风上山，水平大巷等为半圆拱形，采用锚喷或砌碹支护，引风道，中央变电所、水泵房、水仓等采用半圆拱断面，砌碹支护；工作面轨道巷、运输巷、回风巷为梯形断面，采用金属支架支护。
因此，永久支护方式根据巷道用途，围岩稳定性采用三种方式：锚喷支护、砌碹支护、钢支架支护。
一、锚喷支护（含喷浆支护、锚杆喷浆支护、锚网喷支护）（一）支护材料及规格质量要求：1、锚杆长度计算：L＝KH+L1+L2式中：L—锚杆长度，m；H—冒落拱高度，m；K—安全系数，一般取K=2；L1—锚杆锚入稳定岩层的深度，一般按经验取0.5m；L2—锚杆在巷道中的外露长度，一般取0.1m；其中：H=B/（2f）=3.5/（2×5）=0.35式中：B—巷道开掘宽度，取3.5m；f—岩石紧固性系数，取5；则：L=2×0.35+0.5+0.1=1.35m＜1.85 m2、锚杆间、排距计算，通常间排距相等，取α；α=Q/（KHr）式中：α—锚杆间排距，m；Q—锚杆设计锚固力50KN/根H—冒落拱高度取0.45m；r—被悬吊砂岩的密度，取45KN/m3；K—安全系数，一般取K=2；则：α=50/（2×0.45×45）=1.23m＞0.8m通过以上计算，选用Φ20×1850㎜的高强锚杆，间排距为800㎜×800㎜，矩形布置，可满足安全及质量施工要求。
（二）支护工艺1、打锚杆眼:工艺流程为：临时支护（敲帮问顶）→定锚杆眼位→锚眼→扫眼→安装锚固剂和锚杆→上托盘→用力矩扳手拧紧螺帽。
（1）打锚杆眼前的工作①首先敲帮问顶，仔细检查顶帮围岩情况，找掉活矸、围岩；②按中、腰线检查断面规格，不符合断面规格的地段须进行处理；③锚杆眼矩形布置，间、排距为800mm，打眼前应用粉色粉笔或油漆点好眼位，眼距误差为±100mm，眼深应大于锚杆长度50mm。
架棚支护技术规范
架棚支护技术规范1 范围本标准规定了架棚巷道支护技术要求。
本标准适用于集团公司所属矿井。
2 规范性引用文件本标准中涉及规范性引用文件，凡是注明日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本文件。
煤矿安全规程煤矿安全技术操作规程GB 50511-2010 煤矿井巷施工规范GB 50213-2010 煤矿井巷工程质量验收规范煤矿安全质量标准化基本要求及评分办法（试行）煤安监行管〔2013〕1号3 技术要求3.1材质要求3.1.1 施工中不得使用下列支护材料及支架：不符合作业规程规定的支护材料；腐朽、劈裂、折断、过度弯曲的坑木；严重锈蚀或变形的金属支架。
梯形铁棚支架间撑木和背顶帮小杆均采用断面不小于60×40mm的坚韧木材制作，背顶帮时也可采用水泥背板。
3.1.2 可缩性金属支架、U型钢支架间采用金属拉杆。
3.1.3 梯形铁棚棚梁与棚腿之间必须加垫规格长×宽×厚=110×90×10mm的木垫板，棚腿与棚口之间加规格为长×宽×厚=90×60×10mm的口板，垫板与口板必须进行防腐处理。
当底板松软或棚腿不能支到实底时，棚腿下面必须用规格为长×宽×厚=250×200×30mm的木垫板垫底。
3.2操作要求3.2.1支护过程中，必须对工作地点的电缆、风筒、风管、水管及机电设备妥善加以保护，不得损坏。
3.2.2严禁将棚腿架设在浮煤浮矸上。
3.2.3放炮崩倒、崩坏的支架应及时修复或更换。
修复支架前，应先找掉危石、活矸，做好临时支护；扶棚或更换支架，应由外向里逐架依次进行。
3.2.4在倾斜巷道内架棚，必须有一定的迎山角，迎山角值应符合表1规定。
支架必须迎山有力，严禁支架退山。
表1 倾斜巷道支架迎山角3.2.5架棚巷道支架之间必须安设牢固的拉杆或撑木。
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支护是必然 的。依据 支护的原理 ， 巷道 支护可分为支撑式和补强 式。本文 主要 阐述 了架设金属棚 的操 作技 术要领及要注意的几个 问 题。 关键词 ： 井下 ； 巷道 ； 支护
中图分 类号 ： Ｆ ４ ０ ３ ． ７ ； Ｔ Ｄ ３ ５ ３
文献标 志码 ： Ｂ
文章 编号 ： １ ０ ０ ８— ０ １ ５ ５ （ ２ ０ １ ４） ０ ７—０ １ ０ ７—０ １
１ 巷 道支 护 方式 依 据 支 护的 原 理 ， 巷 道 支 护 可 分 为 支 撑 式 和 补 强 式。
上梁， 人员要离开棚梁的摆动范围。如果人工上梁 ， 至 少 有 ４人 进行 ， 顶上 两 人 ， 两 帮 各一 人 。并 且 两 帮各放 凳， 保 证平稳 ， 要 在专 人 统 一 指挥 下 进行 上 梁 。将 顶 梁 架到 立柱 上 ， 梁柱 结合应 严密 。 （ ５ ） 检查 支架 的垂 直度 和扭 斜度 ， 超 过 允许 误差 范 围时必须进行调整 。第一架 支架的质量尤其重要 ， 直 接 关系 到 以后架 设支架 的 质量 。 （ ６ ）上 背板 时 ， 要上一块 ， 填 一块 ， 并 且 要 目测 检 查 所刹 背板 平整 与否 。
参考文献 ： ［ １ ］ 董方庭． 井 巷设计与施工［ Ｍ］ ． 徐州 ： 中国矿业大学 出版 社， ２ ０ ０ ４ ．
条中线通过所要架设的支架地段 ， 同时 ， 要把腰线引 到两帮， 做 出记 号 。 （ ２ ） 按照 中 线找 出柱 窝 的位置 ， 再 按 腰 线把 柱 窝 的 深度 挖够 。 （ ３ ） 在立 柱 上画 出腰 线所 在 的位 置 ， 将 立柱 放 在柱 窝内 ， 使柱上腰线和帮上腰线记号一致 ， 用拉条固定立 柱， 防 止倾倒 。 （ ４ ）在 梁 上 画出 中线 位 置 。架 棚 时 如果 用 托 梁 器
一
［ ２ ］ 郭 奉 贤． 采矿 生 产技 术 ［ Ｍ］ ． 北京 ： 煤炭 工业 出版社 ，
２ ０１ ０．
［ ３ ］ 郭奉贤 ， 席 振修． 煤矿开 采与掘 进 ［ Ｍ］ ． 北京 ： 煤 炭工业
一
２ ． ２架设金 属棚 要 注意 的几 个 问题
支撑式支架是直接支撑岩体的支护方式。这种支 护方式主要分为石材整体式支架。石材整体式支架是 用料石 、 混 凝 土 或 钢 筋 混 凝 土 砌 筑 成 的连 续 整 体 式 支 架， 即砌碹 ， 主 要形 式是 直 墙 拱 顶 式 ， 由拱 、 墙 和基 础 组 成 。拱形 多采 用三 心 拱和 半 圆拱 。 补强 式 支架 是 通 过 人 工 加 固的 方 法 来 补 强 岩 体 ， 利用围岩本身强度来维护巷道的支护方式 。主要有锚 杆支护 、 喷射 混凝 土支 护 、 喷 浆 支 护 和 锚索 、 锚喷 、 锚 网 支护等。根据支护服务时 间长短可分为临时支护和永 久支 护 。 倾斜巷道和水平巷道对支架的要求不 同。倾斜巷 道 的顶板压力 由于巷道有倾 角， 重力方 向和巷道顶板 不垂 直 ， 可 以分 解 成 垂 直 巷 道 顶 板 和 平 行 巷 道 顶 板 两 个方向上的力 ， 平行巷道顶板方 向的力为向下 的推力 ， 要求支护提 供克服 向下 的推 力。为 了抵 御 向下的推 力， 要求支架必须与巷道顶板的垂线保持一定的夹 角， 这个夹角叫迎山角。
２架设 金属 棚
２ ． １架设金 属 棚 的操作 技 术要领 （ １ ） 必须 由测量 人员 给 出中线 和 腰 线 ， 再 用小 线拉
（ １ ）熟知施工巷道的支架规格和作业规程。 （ ２ ）架棚前 要把支架 构件和需要 的工具 准备齐 全， 检 查梁 、 腿是 否符 合设 计要 求 。 （ ３ ）爆 破 或 机 组 割 完煤 后 ， 要 先 检 奄 作 业 地 点 的 顶板 、 支架 、 煤 帮等情 况 ， 如果有 问题 要及 时进行 处理 。 （ ４ ）金属棚要加拉杆 。 （ ５ ）背板 数 量 和 规 格 要 根 据 按 规 定 执 行 ， 用木 楔 子楔 紧 。 （ ６ ）挖棚腿 窝时 ， 要 根 据 准确 位 置 挖 出棚 腿 窝 ， 避 免棚腿 歪斜 、 不 正或 悬空 。 （ ７ ）在处理爆破崩倒或 由于故倒塌的棚子时 ， 要 先对临近 １ ０ ｍ范围内的棚子进行加固 ， 再 由外 向里逐 架修 复 ， 里面不 得 有人 。在 顶 部超 挖 时 ， 一 定要 用 木料 打木垛接顶。两帮超挖量大于 ３ ０ ０ ｍ ｍ时 ， 要用木料刹 紧背 牢 ， 用煤矸 填 实 。 （ ８ ）如遇 顶板 破碎 时 ， 要 适 当缩小棚 距 。 （ ９ ）若巷 道 压 力大 ， 支 架 出现 断 梁 折腿 ， 要及 时 处 理， 先把损坏的单体柱加强支护后 ， 再补修棚或套棚 ， 如果 多架 棚子 被压 坏 ， 处 理 时 要 由外 向 里逐 架 进行 ， 里 边不 可 有 人。
煤 矿 井 下 巷 道 支 护 方 式 及 架 设 金 属 棚 支 护 技 术
吴玉学 （ 龙 煤鹤岗分公司 兴 山煤矿 ， 黑龙江 鹤 岗 １ ５ ４ １ ０ ０ ）
摘
要： 在开掘巷道时 ， 因采掘工程破坏 了原岩应 力而 引起围岩应力重新 分布 ， 采掘 工作 面周围岩体 承受较高 的应 力 ， 煤应力状态即原岩 应 力 。在开 掘巷 道时 ， 围岩 的原 岩应 力受 到 破 坏 ， 围 岩 应 力会 重新 进行 分布 。采掘 空 间 上 部岩 体 应 力向 煤壁 上 方转 移 ， 导 致 煤 壁 上 方 应 力 升 高 。其 应 力是 原 岩 应 力的几倍。应力重新分布结果会使采掘工作面 周围一 部分岩体承受较高的应 力。重新分布后的应 力是高于 原岩应力的， 即支承压力， 煤矿巷道支护是必然的。