井巷支护理论计算
工程量计算
井巷工程工程量计算（节选至定额）一、井巷工程掘进工程量计算：1、掘进断面按设计掘进断面计算，不包括水沟、电缆沟、管子沟及墙基等掘进断面。
施工或发生片帮、冒顶隐蔽工程以及施工验收规范允许的超挖量，计算工程量时不得计入。
采用小断面（导硐）掘进后刷大施工方法施工的巷道其掘进工程量按所掘进和刷大各阶段巷道工程量的总和计算。
2、井巷工程掘进定额100m3编制的，工程量按设计掘进断面乘以井巷长度计算。
3、当壁后发生片帮冒顶的隐蔽工程是计算其出矸量与充填量，套相应定额子目。
二、井巷工程劫掠工程量计算：1、各类不同结构劫掠工程量计算规定：（1）圆木及方木支架——按设计木材体积计算。
（2）金属结构件、金属支架——按设计的金属结构重量计算（金属支架包括附件重量）。
（3）砼、砖、石、砼砖砌筑—按设计砌体体积计算。
（4）钢筋砼—按设计砼和钢筋的重量计算。
（5）砼支架—按设计架数和不同的设计规格计算体积。
（6）锚杆支护——按设计的锚杆根数计算。
（7）喷射砼、砂浆砼支护——按设计喷射材料的体积计算。
（8）带金属网锚喷支护——金属网按重量、锚杆按根数、喷体按设计的体积分别计算。
（9）排水沟——按设计体积计算。
2、喷射砼支护工程，定额内包括了30mm厚的填凹垫层，喷射砼砂浆支护工程，定额内已包括5mm厚垫层，计算工程量时不得重复计算。
三、硐室工程量按硐室掘进体积计算，其计算规定如下：1、竖井井筒与井底车场连接处（马头门）工程时计算范围是指井筒车场巷道正常断面间的工程量，包括硐室主体工程、附属硐室及壁龛，不包括设备基础、水沟、电缆沟等工程，这部分工程量另计算。
2、竖井箕斗装载硐室工程量计算范围包括硐室主体工程、附属工程硐室及壁龛，不包括设备基础、电费沟等工程，这部分工程另计算。
3、中央水泵房的工程量仅包括硐室主体工程和壁垒森严龛。
水泵房的吸水蟛、配水井及配水巷，设备基础等的工程量另行计算，套用相应条件的定额。
水仓单独计算工程量，套用相应定额。
井巷摩擦阻力系数(Ns2m4)值(12kgm3)
附录一井巷摩擦阻力系数α(Ns 2/m4)值(ρ=1.2kg/m3)
一、水平巷道
1.不支护巷道α×104值
附表1-1不支护巷道的α×104值
1>2>3>
204值
注;巷道断面小者取大值
2)金属横梁和帮柱混合支护的平巷α×104值
附表1-5金属梁、柱支护的平巷α×104值
注:<1>“帮柱”是混凝土或砌碹的柱子,呈方形
<2>顶梁是由工字钢或16号槽钢加工的
5.钢筋混凝土预制支架的巷道α×104值为88.2~186.2 Ns2/m4 <纵口径大,取值也大)
6.锚杆或喷浆巷道的α×104值为78.4~117.6 Ns2/m4
对于装有皮带运输机的巷道α×104值可增加147~196 Ns2/m4
二、井筒、暗井及溜道
1.无任何装备的清洁的混凝土和钢筋混凝土井筒α×104值(见附表1-6)
2.砖和混凝土砖砌的无任何装备的井筒,其值α×104按下表(附表1-6)增大一倍。
3.有装备的井筒,井壁用混凝土、钢筋混凝土、混凝土砖及砖、砌碹的平巷α×104值为343~490Ns 2/m4选取时应考虑到罐道梁的间距,装备物纵口径以及有无梯子间和梯子间规格等。
附表1-8井巷摩擦阻力系数α值
(续附表1-8)
3.圆木棚子支护的巷道α×104值
附表1-3圆木棚子支护的巷道α×104值
注:表中α×104值适合于支架后净断面S =3m 2的巷道,对于其它断面的巷道应乘以校正系数。4.金属支架的巷道α×104值
1)工字梁拱形和梯形支架巷道的α×104值
附表1-4工字梁拱形和梯形支架的巷道α×104值
井巷工程
目录摘要 (1)第一章、巷道断面选择及其他相关计算 (2)设计题目： (2)一．选择巷道断面形状 (3)二．确定巷道断面尺寸 (3)（一)确定巷道净宽度B (3)（二）确定巷道拱高h0 (3)（三）确定巷道壁高h (3)3（四）确定巷道净断面积S和净周长P (4)三、掘进断面尺寸设计 (4)（一）选择支护参数 (4)（二）选择道床参数 (5)（三）确定巷道掘进断面尺寸 (5)四、布置巷道内水沟和管线 (6)五、计算巷道掘进工程量及材料消耗量 (6)六、绘制巷道断面施工图、编制巷道特征表和每米巷道工程量及材料消耗量 (7)第二章、巷道掘进爆破说明书及爆破图标，巷道循环作业图表 (8)一、爆破说明书 (8)（一）爆破工程的原始资料 (9)（二）巷道钻眼爆破材料选择 (9)（三）爆破参数的选择与计算 (9)第三章设计总结及心得体会 (12)参考资料 (13)摘要井巷工程的任务是在地下建筑所需的空间结构，并保持其稳定性，它需要通过破岩开挖，穿过和进入岩石和土这类地质体中，并保持开挖空间的稳定性。
所以，井巷工程的破岩开挖和维持稳定，首先涉及岩石和土这类介质的物理与力学性质；同时，井巷围岩未定需要采用多种多样的人工支护手段，如常见到的棚式支架、金属支架、混凝土支架、料石或温凝土砌碹，以及锚喷支护等，这些不同的支护结构形式都是由建筑材料制造的。
所以，为合理的使用支护结构，也需要正确的认识和了解各种构成井巷工程支护的常用建筑材料的特性。
由煤矿地下开采方法可知，为了将煤从地下采出，应从地表开始开凿一系列的井筒、巷道与硐室到达煤层，这个阶段开掘的这些工程称为矿山建设工程；移交生产后，随着采煤工作面和采区的不断推进，还要及时准备好巷道，以保证采煤工作面与采区接续，这个阶段开掘的水平或倾斜准备巷道、硐室等工程称为矿井生产准备工程或开拓工程；在上一生产水平煤层开采完之前，就要着手进行并筒延深和新水平的开拓，以保证水平的及时接替，这个阶段开掘的水平或倾斜巷道、硐室等工程称为矿井延深工程；由于矿井生产是池下作业，受自然地质条件的影响，随时要与水、火、瓦斯等灾害怍斗争，为保证采矿生产安全，还需要开凿一系列运输、排水、通风及行人等工程，这些工程称为矿井辅助工程。
一般井巷断面掘进及支护工程量计算公式
一般井巷断面掘进及支护工程量计算公式1.井巷断面计算公式：井巷断面计算公式主要是计算井巷的横向面积和纵向面积。
横向面积用于计算掘进工程量，纵向面积用于计算支护工程量。
(1)横向面积计算公式：横向面积=（底宽+顶宽）×高度(2)纵向面积计算公式：纵向面积=（小底周长+大底周长）/2×高度2.掘进工程量计算公式：掘进工程量计算公式主要是根据井巷断面的横向面积和导坑长度计算掘进工程所需材料和设备数量。
(1)掘进材料数量计算公式：煤胶数量=横向面积×掘进长度×煤胶用量计算系数导水泥浆数量=横向面积×掘进长度×导水泥浆用量计算系数导火泥浆数量=横向面积×掘进长度×导火泥浆用量计算系数(2)掘进设备数量计算公式：掘进机数量=掘进断面横向面积/掘进机理论工作面横向面积3.支护工程量计算公式：支护工程量计算公式主要是根据井巷断面的纵向面积和支护设备长度计算支护工程所需材料和设备数量。
(1)支护材料数量计算公式：锚杆数量=纵向面积×支护设备长度×锚杆用量计算系数颗粒材料数量=纵向面积×支护设备长度×颗粒材料用量计算系数钢架数量=纵向面积×支护设备长度×钢架用量计算系数(2)支护设备数量计算公式：锚杆机数量=支护断面纵向面积/锚杆机理论工作面纵向面积颗粒注浆机数量=支护断面纵向面积/颗粒注浆机理论工作面纵向面积钢架安装机数量=支护断面纵向面积/钢架安装机理论工作面纵向面积以上是一般井巷断面掘进及支护工程量计算的常用公式。
实际进行工程量计算时，还需要结合具体工程条件和设计要求进行综合考虑，以得到准确的工程量计算结果。
巷道支护
二、影响巷道围岩压力的地质因素
(4)膨胀压力的影响因素
影响膨胀压力的因素主要有岩石的组成与胶结状态， 物理化学性质，围岩中水分的补给状况，水与岩石 的接触条件，支护和充填层的可塑性等。
三、巷道矿压控制原理
巷道中的矿压显现是客观的自然现象，除了一些特 殊情况外， 在采掘过程中企图完全消除这种现象是 不可能的 。然而在掌握巷道矿压显现规律的基础上， 以岩石力学理论为指导，有可能在不同程度上 减轻 矿压显现对巷道的危害，从而达到安全生产和取得 较好技术经济效果的目的，这是巷道矿压控制的基 本任务。
1）喷射砼支护工艺流程（如图5-18） 先将砂子、石子过筛－>按一定配合比与水泥一同送 入搅拌机内搅拌－>用矿车将拌和料运至掘进工作面 －>经上料机装入吹压缩空气为动力的喷射机－>经 输料管吹送到喷头处与水混合后喷射到岩面上。
2）喷射砼施工工艺与普通砼支护的差别： （1）喷层受到连续冲实压密，具有致密的组织结构和 良好的物理力学性能，特点是强大的粘结力使其能同围 岩紧密粘结形成喷砼独特的支护作用效果； （2）喷射砼支护能紧跟迎头，及时封闭围岩，防止围 岩过早松动或风化，从而能够控制围岩的过渡变形与松
4）硅酸盐水泥的应用
在常用的水泥中，硅酸盐水泥标号较高（425～ 725），故常用于重要工程中的高强混凝土、钢筋混凝 土和预应力混凝土工程。 （2）普通硅酸盐水泥（标号：325 425 ～725） 1）定义：熟料＋少量（10％～15％）混合材料＋适
量石膏（3％）
（3）混合材料及掺混合材料的硅酸盐水泥 1）混合材料及其作用 a、活性混合材料（水硬性混合材料）：粒化 高炉炉渣、火山灰质混合材料等，可以提高水泥 产量、改善性能、调节标号、扩大使用范围等。 b、非活性混合材料（填充性混合材料）：石 英砂、粘土、石灰石、慢冷矿渣等，可以提高产 量、降低标号、减少水化热等
井巷工程施工支护工程
井巷工程施工支护工程是井巷工程的重要组成部分，对于保障井巷工程的稳定性和安全性具有至关重要的作用。
在井巷工程施工过程中，支护工程的质量直接影响到工程的整体质量和使用寿命。
本文将从井巷工程施工支护工程的定义、作用、施工要求和技术措施等方面进行详细阐述。
一、井巷工程施工支护工程的定义井巷工程施工支护工程是指在井巷工程开挖过程中，为了保证井巷稳定性和安全性，采用各种支护手段对井巷围岩进行加固和稳定的工程。
支护工程主要包括锚喷支护、支架支护、衬砌支护、注浆加固等。
二、井巷工程施工支护工程的作用1. 保证施工安全：井巷工程施工过程中，围岩的稳定性是影响施工安全的重要因素。
支护工程能够有效地防止围岩坍塌，确保施工人员的安全。
2. 保障工程质量：井巷工程的质量与支护工程密切相关。
合理的支护措施能够保证井巷工程的稳定性和使用寿命，避免因围岩失稳导致的工程质量问题。
3. 提高施工效率：井巷工程施工支护工程能够为施工提供稳定的作业空间，加快施工进度，提高施工效率。
4. 降低工程成本：合理的支护措施可以有效防止围岩坍塌，减少工程修复和加固的成本，降低工程总体成本。
三、井巷工程施工支护工程的施工要求1. 施工前，应根据地质条件、工程规模、施工工艺等因素，编制详细的支护方案，并进行技术交底。
2. 支护材料应符合国家相关标准和要求，具有合格证和质量检验报告。
3. 施工过程中，应严格按照支护方案和施工工艺进行，确保支护质量。
4. 支护工程应与井巷开挖工程同步进行，及时跟进，确保围岩稳定。
5. 施工过程中，应定期对支护工程进行检查和验收，发现问题及时处理。
四、井巷工程施工支护工程的技术措施1. 锚喷支护：采用锚杆和喷射混凝土联合支护，提高围岩的承载能力和抗变形能力。
2. 支架支护：采用钢支架、木支架等支架结构，对围岩进行支撑和加固。
3. 衬砌支护：采用混凝土、砖石等材料砌筑衬砌，对井巷围岩进行加固。
4. 注浆加固：采用注浆工艺，将水泥浆、树脂浆等材料注入围岩裂隙，提高围岩的稳定性。
矿井一通三防计算相关公式
矿井一通三防计算相关公式矿井的三防计算是为了确保矿井的安全和顺利开采。
三防计算包括对矿井的防灾、防水、与防火的计算。
下面将详细介绍矿井三防计算的相关公式。
1.防灾计算：矿井的防灾计算主要是对矿井的支护和巷道顶板的稳定性进行分析和评估。
其中，支护计算的主要公式如下：-支护区域强度指数（SRI）计算公式：SRI=（矿井顶板或巷道顶板抗压强度）/（金属锚杆有效长度）其中，金属锚杆有效长度的计算方法是根据矿井的深度、支护材料和锚杆长度等因素进行确定的。
-支护材料强度测定公式：用于测定支护材料的强度，以判断它对矿井顶板或巷道顶板的支撑能力。
常见的支护材料包括钢板支撑、木材支撑等。
-巷道围岩稳定性计算公式：用于计算巷道围岩的稳定性，以判断巷道是否需要补强或加固。
巷道围岩稳定性计算需要考虑巷道的大小、围岩的强度和压力等因素。
2.防水计算：矿井的防水计算主要是对矿井的涌水量和涌水压力进行评估。
其中，涌水量计算的主要公式如下：-防水井水量计算公式：用于计算防水井的涌水量，以确定防水井的设计和施工。
涌水量的计算需要考虑矿井的深度、地层水文性质和井筒尺寸等因素。
-井壁渗透性计算公式：用于计算井壁的渗透性，以判断井壁是否能够有效防水。
井壁渗透性的计算需要考虑井壁的水平与垂直渗透性以及井壁材料的透水系数等因素。
-井筒防渗厚度计算公式：用于计算井筒的防渗厚度，以确保井筒的防渗效果。
井筒防渗厚度的计算需要考虑井筒的尺寸、井壁渗透性以及井筒材料的防水能力等因素。
3.防火计算：矿井的防火计算主要是对矿井的防火能力和防火设施进行评估。
其中，防火能力计算的主要公式如下：-防火门设计公式：用于计算防火门的尺寸和材料，以满足矿井的防火要求。
防火门的设计需要考虑通风系统的能力、火灾防范设施和矿井的火灾风险等因素。
-防火墙设计公式：用于计算防火墙的尺寸和材料，以确保矿井的防火效果。
防火墙的设计需要考虑矿井的大小、火灾风险和防火墙材料的耐火能力等因素。
井巷工程超前支护方案范本
井巷工程超前支护方案范本一、前言井巷工程是指为开采或综合利用煤矿、金属矿、非金属矿、油气、地下水和地热资源等而在地下开挖的采矿工程。
在井巷工程中，超前支护是指在井巷成块开挖的同时，利用材料对井巷壁进行支护，以防止井巷壁塌方，保障井下工作人员的安全。
超前支护工作包括选择支护方式、确定支护材料、设计支护方案等工作。
本文结合实际井巷工程案例，编制井巷工程超前支护方案范本，以供参考。
二、井巷工程超前支护方案范本2.1 工程概况项目名称：XX煤矿井巷工程项目地点：XX省XX市工程类型：采矿工程2.2 工程背景XX煤矿井巷工程是为了开采煤炭资源而进行的采矿工程。
井巷工程为竖井式开采，采用井巷成块开挖方式。
2.3 工程要求根据煤矿安全生产法规要求，井巷工程超前支护必须符合国家标准，并保证井下工作人员的安全。
2.4 工程范围本次井巷工程超前支护方案适用于井下采煤工程，井巷的长度为XX米，宽度为XX米，高度为XX米。
2.5 工程条件2.5.1 地质条件：该地下煤矿区域地质条件复杂，岩层断裂多，地下水位较高。
2.5.2 工程设施：井巷开挖采用机械化施工，设备条件良好。
2.6 设计要求2.6.1 支护材料：选择的支护材料必须符合国家标准，具有抗压、抗折、耐腐蚀等性能。
2.6.2 支护方式：支护方式必须能够适应地质条件，具有稳定性强的特点。
2.6.3 施工工艺：施工工艺要求要能够快速、精确、安全。
2.7 超前支护方案2.7.1 支护材料选择根据地质条件和工程要求，选择适合的支护材料。
考虑到地下水的影响，选择具有防水性能的聚合物材料。
2.7.2 支护方式确定根据井巷的地质条件和规模，确定合适的支护方式。
考虑到岩层断裂多的情况，采用钢架加喷浆支护方式。
2.7.3 施工工艺设计制定施工工艺方案，包括作业流程、材料配比、施工顺序等。
保证施工工艺能够满足工程要求。
2.7.4 安全措施制定施工安全措施，包括劳动防护、施工环境监测、应急预案等。
巷道支护设计
本采区巷道，巷道掘进宽度为 3.09m，掘进机掘进和爆破法掘进安全系数取 3， 设岩石平均容重为 1.28KN/m2,则单位岩体重量为 1.28KN
点加载 强度指 标 ＞10 4～10 2～4 1～2
分类参数 完整 岩石 强度 （Mpa）
围
对强 度较 低的 岩石 宜用 单轴 抗压 轻度
1
单轴抗 压强度 ＞250 100～250 50～100 25～50 5～25 1～5 ＜1 评分值 岩芯质量指标 RQD 评分值 节理间距（m）评分值 15 ﹙90%-100%﹚ 20 ＞2 20 12 （75%-90%） 17 0.6～2 15 7 （50%-75%） 13 0.2～0.6 10 4 （25%-50%） 8 0.06～0.2 8 2 0 1
第二节 支护参数的确定
一、锚杆支护参数的设计 锚杆支护参数设计，主要借助于经验公式。在适宜的条件下，也可按理 论公式进行计算。 1、经验公式
依据国内外锚喷支护的经验和实例，对跨度小于 10m 的矿山井巷工程， 可按下述经验公式确定锚杆参数： (1)锚杆长度 L=n（1.1+B/10）=1.1（1.1+3.08/10）=1.549m L＞2s 式中 B—巷道跨度，m；
地下水条件 评分：0～15
图 5-2
RMR 分类法在矿山应用调整示意图
表 5-3 按节理方向修正评分 节理走向和倾向 评分值 隧道 地基 边坡 非常有利 0 0 0 有利 -2 -2 -5 一般 -5 -7 -25 不利 -10 -15 -50 非常不利 -12 -25 -60
（5） 按修正过的总 RMR 分值， 在图 5-4 上找出不支护巷道的跨度， 如果
2 3
＜25% 3 0.06 5
一般井巷断面掘进及支护工程量计算公式
一般井巷断面掘进及支护工程量计算公式
式中符号：a01底拱厚度h0 净断面拱高b1 巷道净上宽 D 净直径d 拱顶支护高度b2 巷道净下宽n 每米支架数T 墙壁支护厚度b3 巷道掘进上宽T1 钢梁高度B 巷道净宽b4 巷道掘进下宽n1 两框架立柱根数
h3 巷道净高h4 巷道掘进高度L1 两框架间立柱长度L2 支架横梁长度L3 支架腿柱长度
k1 位于水沟侧基础深度k2 无水沟侧基础深度
注：安设水沟盖板基础加宽部分分别计入水沟支护体积
V L2、V L4、V L5分别代表长度为L2、L4、VL5的木材体积
L4、L5 分别代表两腿（或相等）长度B1 巷道掘进宽度
h1 自巷道道砟面算起的巷道墙高h2 自巷道底板算起的巷道墙高。
203版有色金属工业矿山井巷工程预算定额说明
总说明一、《有色金属工业建设工程预算定额》第四册《有色金属工业矿山井巷工程预算定额》（直接费部分）〖以下简称本定额〗，是以原“五部定额”“三部定额”及“2008年有色定额”为基础，结合有色金属工业矿山建设项目的特点进行编制的。
与《有色矿山井巷工程辅助费预算定额》配套使用。
是有色金属工业矿山井巷工程直接费部分编制施工图预算的依据，又是进行工程结算和编制招标工程标底或投标报价的依据。
也是编制概算定额、综合指标的基础。
二、本定额是在正常的施工条件、合理的施工组织前提下，依据现行有关国家标准、行业标准、安全规程、《矿山井巷工程施工及验收规范》及有代表性的工程设计、施工资料编制的，反映了当前及今后一定时期社会平均消耗水平。
三、本定额适用于有色金属工业矿山井巷的新建、改建、扩建工程。
四、本定额中的人工、材料、机械台班价按2013年颁发的有色金属工业《工程建设材料和施工机械台班基价汇总》取定。
五、本定额逐项列出人工工日、主要材料和施工机械的单位消耗量，次要材料和用量少的施工机械则综合成“其它材料费”和“其他机械费”。
六、本定额施工机械的风、水、电消耗量附于各子母中，被作调整建设项目所在地价差的依据。
调价公式：风价调价（±）元=（建设项目所在地实际风价-定额用风价）*定额风消耗量水价、电价调价方法与风价调价方法相同。
七、本定额掘进项目中的非电雷管均配了非电导爆管，不得再另行计算导爆管费用。
八、本定额的掘砌部分按《矿山井巷工程施工及验收规范》均已考虑了允许超挖量的矸石运输、充填人工及材料用量。
计算工程量时，按设计掘砌断面计算掘砌实体积，不得再计超挖量。
当支护子母采用二次支护时应扣除合理的超挖部分的充填量。
九、本章定额中未出现马蹄形及圆形巷道砌碹定额，如实际发生时，按下列系数调整：十、井巷掘进、支护及井筒装备定额是按正常温度条件下制定的，在通风条件正常的情况下，当井下实测温度高于正常温度时，其人工按下列系数调整。
巷道锚杆支护计算公式
巷道锚杆支护计算公式一、锚杆受力计算公式1.锚索的张拉力计算公式锚杆支护中，锚杆的张拉力是决定锚杆受力情况的关键参数。
根据力学原理，锚索的张拉力计算公式为：F=P+T-R其中，F为锚索的张拉力，单位为kN；P为围岩的压力，单位为kN；T为锚杆的张拉力，单位为kN；R为锚杆的阻力，单位为kN。
2.锚杆的阻力计算公式锚杆的阻力是指锚杆锚固点与锚杆传力形成的围岩间的阻力。
根据摩擦力的计算公式，锚杆的阻力计算公式为：R=μ*N其中，R为锚杆的阻力，单位为kN；μ为锚杆与围岩之间的摩擦系数，无单位；N为锚固点下方围岩的压力，单位为kN。
3.锚固锚杆力的计算公式锚固锚杆力是指支护结构与支护锚杆间的传力，并通过锚固锚杆将围岩与锚杆连为一体。
根据平衡原理，锚固锚杆力的计算公式为：F=F1+F2其中，F为锚固锚杆力，单位为kN；F1为锚杆的张拉力，单位为kN；F2为锚杆的锚固力，单位为kN。
二、锚杆设计参数计算公式1.锚杆的受力面积计算公式锚杆的受力面积是指锚杆传力的有效截面积，也是设计锚杆的重要参数。
根据材料力学，锚杆的受力面积计算公式为：A=F/σ其中，A为锚杆的受力面积，单位为mm^2；F为锚杆的受力，单位为kN；σ为锚杆材料的抗拉强度，单位为N/mm^22.锚杆的长度计算公式锚杆的长度是指锚杆的实测长度，也是设计锚杆的重要参数。
根据工程实际，锚杆的长度计算公式为：L=H+H1+H2其中，L为锚杆的长度，单位为m；H为围岩的厚度，单位为m；H1为锚固点上方的预留长度，单位为m；H2为锚固点下方的预留长度，单位为m。
以上就是巷道锚杆支护计算公式的介绍，巷道锚杆支护是一项复杂的工程，设计者需要根据实际情况选择适合的锚杆材料、锚杆数量和布置方式，并计算出合适的锚杆受力特性和设计参数。
这些计算公式可以作为设计者进行工程计算和设计的基础，以确保巷道的安全和稳定。
井巷工程之巷道支护
第四章巷道支护主讲：郅荣伟第一节巷道支架的类型为了保持巷道的稳定性，防止围岩垮落或过大变形，巷道掘进后一般都要进行支护。
过去大多是架设棚式支架与砌筑石材整体式支架来维护巷道，现在锚喷支护在矿山得到了较广泛的使用，这是支护技术的一次重大革新与进步。
这些支护使用的材料，有木材、金属材料、石材、混凝土、钢筋混凝土、砂浆等。
水泥是广泛使用的胶凝材料。
第一节巷道支架的类型巷道支架为安设在巷道中的人工构筑物，用于控制围岩的移动，防止围岩冒落，以保持巷道的安全使用空间。
巷道支架按使用时间长短分为临时支架与永久支架。
临时支架是在掘进后、架设永久支架前在巷道中安设的支架，用于保证掘进工作的安全进行，故通常可称为安全支架。
永久支架是为巷道整个存在年限服务的支架，当围岩稳定或永久支架紧跟掘进工作面时，也可不架设临时支架。
第一节巷道支架的类型巷道支架按其力学性能可分为刚性支架和可缩性支架。
刚性支架在围岩压力作用下仅产生很小的变形，可缩性支架在围岩压力作用下能左键产生一定的变形，支架仍有一定的支撑力并保持其稳定性。
可缩性金属支架的可缩量一般可达30~35cm。
按支架材料的不同，巷道支架可分为木支架、金属支架、石材支架、混凝土支架、钢筋混泥土支架。
第一节巷道支架的类型按照巷道支架承载机理的不同，可以将支护分为被动支护和主动支护。
被动支护是被动承受围岩变形破坏所引起的压力，主动支护是充分调动围岩自承能力的支护形式。
锚喷支护（锚杆支护与喷射混凝土支护的合称）是一类经济有效的新型支护形式。
第二节棚式支架棚式支架简称棚子，是井下常用的一种传统支架。
棚式支架包括木支架、金属支架和装配式钢筋混凝土支架等，主耍用于服务期不长的采区巷道。
一、巷道金属支架（一）矿用支护型钢U型钢和矿用工字钢是两种主要的矿用支护型钢。
第二节棚式支架1.矿用支护型钢的性能1)优良的力学性能。
较高的抗拉、抗压、抗剪强度和良好的韧性性能使支架承载能力提高，有利于保持巷道良好的维护状况，减少支架的变形损坏和修复工作量。
井巷设计与施工说明书
井巷设计与施工设计说明书一、 巷道断面选择及计算1、选择巷道断面形状和支护材料该矿年产量90万t ，该运输大巷服务年限较长，穿过岩层较稳固，预计巷道承受较大低压，故选用拱高f 0=B 0/3 的三心拱形断面，轨距900mm 双轨运输线路，喷锚作为永久支护。
2、确定巷道断面尺寸A 、确定巷道净宽度B 0查表1-2得知：ZK10—9/550电机车宽1150mm 、高1550mm 、中心距1450mm 。
YDC4.0矿车宽1600mm 、高1600mm 、中心距1900mm 。
两者比较取大值，故运输设备宽度b=1600mm 、两轨中心距s=1900mm 。
查表1-1、表1-3，取安全间隙b 1=300mm ，取人行道宽度b 2=800mm ，所以两电机车之间距离m=s –b=1900-1600=300mm 。
故净宽度B 0B 0=b 1+2b+m+b 2=300+2×1600+300+800=4600mmB 、选择道床参数根据本巷道过的运输设备，查表1-7、表1-8，选用24kg/m 钢轨，采用钢筋混凝土轨枕。
轨面水平至地板之间距离h 6=400mm ，地板水平道渣水平之间距离h 5=250mm ，所以道渣水平至轨面水平之间距离h 4=h 6-h 5=400-250=150mm.C 、确定巷道净高度H 0a 拱高f 0及参数f 0=B 0/3 =1/3×4600=1533mm大圆弧半径R=0.692B 0=3183.2mm小圆弧半径r=.0.261B 0=1200.6mmb 巷道净墙高h 2。
1）按电机车架线要求确定。
设架线导电弓子宽度的1/2为400mm ，即K=400mm ，架线至轨面高度，取H=2000mma=b 1+b/2=300+1600/2=1100mm3006.120040011006.12001-+-=-+-b r K a r =0.558>0.55 故导电弓子在小圆弧内，22142)()(K a r b r h H h +----+=22)40011006.1200()3006.1200(1502000+----+= =1401.35mm2）按管道架设高度要求确定。
井巷施工技术——巷道支护
硅酸盐水泥的应用
标号高：重要结构的高强混凝土、钢筋混凝土、预应力混凝土； 凝结硬化快：喷射混凝土支护； 耐冻性好：冬季施工和遭受反复冻融工程； 水化热多、周期长：不适用于大体积混凝土； 抗软水及化学腐蚀性差：不适宜于海水、矿物水、流动的淡水及
有水压的水（或体积膨胀或生成溶于水的氢氧化钙、铝化钙等）
水泥的强度（取决于矿物成分和细度）
用软练法检验
水泥和标准沙（1∶2.5）+ 定量水（水灰比0.5）制成标准试件
（4×4×16cm）；养护 ；试验（抗折抗压）。 温度20℃±1℃，相对湿度＞90% 3d, 28d
强度和标号：425、425R、525、525R、625、625R，见表6-2。
第一节 支护材料
棚式支架
梯形金属支架 拱形可缩金属支架
———— 石材整体支护
料石 砖
————
锚喷支护
金属锚杆、锚索 木锚杆
木支架
钢筋混凝土支架
混凝土
钢筋混凝土
竹锚杆
金属网 混凝土
水泥：种类、适用条件
混凝土：组成、技术性质、外加剂、配合比 钢材：矿用型钢（工字钢、U型）
一．水泥
水泥是一种加水拌合而成的可塑性浆体，能将砂、石等散粒材料
水泥的水化热
水泥的水化反应是放热反应，其水化过程放出的热称为水泥的水 化热。大体积混凝土水化热造成的内外温差，可导致混凝土开裂；但
水化热对冬季混凝土施工则是有益的，水化热可促进水泥水化进程。
水泥的贮存条件
按不同品种、标号及出厂日期存放。 一般存储条件下：三个月后强度降低10~20%，六个月后强度降低 15~30%，1年后强度降低25~40%。
胶结成为整体并经物理和化学过程形成坚硬的人造石结构。
井巷工程巷道断面计算公式
符号示意图
A———矩形净断面长边边长度，m
A1————矩形掘进断面长边边长度，m B———矩形、拱形巷道净宽度，m
B1———矩形、拱形巷道掘进宽度，m b————壁座厚度，m
b1梯形净上宽，m
b2梯形净下宽，m
b3梯形掘进上宽，m
b4梯形掘进下宽，m
C————矩形断面短边长度，m
C1————矩形掘进断面短边长度，m D————井筒净直径，m
D1————井筒掘进直径，m
D2————壁座最大掘进直径，m d————拱顶支护厚度，m
d0————底拱厚度，m
T————墙壁支护厚度，m
δ————超过设计规定部分厚度，m
h0————净断面拱高，m
h1————自巷道掘进底板面算起的墙高，m h2————巷道净高，m
h3————巷道掘进高度，m
h4————圆形竖井壁座高度，m
K1————位于水沟侧墙基础深度，m
K2————无水沟侧墙基础深度，m
L1————两支架间横撑长度，m
L2————支架横梁长度，m
L3————支架柱腿长度，m
L4、L5————两柱腿长度，m
n————每m支架数，架
n1————两框架立柱根数，根
V A1、V C1、V L1、V L2、V L3、V L4、V L5————分别代表长度为A1、C1、L1、L2、L4、L5的木材体积，m3
注：以上计算公式只供参考，不作为科学计算依据。
井巷工程设计
≥300
≥250
≥300
≥300
≥250
≥300
无轨运送
≥600
≥600
皮带
≥400
≥400
≥400
≥400
表1-3-3设备外形尺寸及线路中心距表(mm)
运送设备
设备外形尺寸
轨距
中心距
长
宽
高
井下矿用架线式电机车
1.5t
2420
920
1550
600
1250
1090
762
1400
1220
900
1550
表1-6巷道允许最高
井巷名称
允许最高风速/m·s-1
专用风井、风硐
15
专用物料提高井
12
风桥
10
提高人员和物料的井筒
8
运送巷道、采区进风道
6
采矿场、采准巷道
4
V=
(八)满足风速规定,断面选择合理,无需修改断面尺寸
(九)初选支架参数
该围岩属于中档稳定围岩,且坚固系数f=8~10,属于第III类围岩查表1-8-28,可选用T=50mm厚的混凝土喷层以及长1.5~2.0m的锚杆进行联合支护（此处锚杆长度暂定为1.6m,选用原理见后面支护设计）,选用直径ϕ22螺纹钢筋作成的砂浆锚杆,锚杆间距1.0m,排距1.0m,锚杆外露长度选为50mm。
表1-3-1人行道宽度表（mm）
冶金部门
建材部门
化工部
≥800
≥800
≥800
>800
≥800
≥800
≥1000
≥1000
≥1000
≥800
≥700
≥700
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井巷支护计算理论1、按悬吊理论(1)锚杆长度L，L=L1+L2+L3=50+1000+300=1350mm式中：L1——锚杆外露长度L2——软弱岩层厚度，可根据柱状图确定 mmL3——锚杆伸入稳定岩层深度一般不小于300mm(2)锚固力N：可按锚杆杆体的屈服载荷计算N=π/4(d2σ屈)=0.25×3.14×（0.02）2×335×106=105KN 式中：σ屈——杆体材料的屈服极限Mpad——杆体直径(3)锚杆间排距锚杆间距D≤1/2LD≤0.5×2200=1100mm锚杆排距L0=Nn/2kra L2=105×103×13/2×3×24×103×2.1×1=4.51m 式中：n——每排锚杆根数N——设计锚固力，KN/根K——安全系数，取2-3r ——上覆岩层平均容重，取24KN/ m3a——1/2巷道掘进宽度 m2、按自然平衡拱理论计算Ⅰ、两帮煤体受挤压深度CC=(（KrHB/1000fcKc）Cos(a/2)-1)h×tg(45-ψ/2)=（（2.5×24×510×1/1000×2×1.0）Cos（23°/2）-1）×2.65×tg（45°-63°/2）=8.9m式中： K——自然平衡拱角应力集中系数，与巷道断面形状有关；矩形断面，取2.8r ——上覆岩层平均容重，取24KN/ m3H——巷道埋深mB——固定支撑力压力系数，按实体煤取1fc——煤层普氏系数，Kc——煤体完整性系数，0.9-1.0a——煤层倾角h——巷道掘进高度mψ——煤体内摩擦角，可按fc反算Ⅱ、潜在冒落高度bb=(a+c)Cosa/Kyfr=（2.1+8.9）×0.92/0.45×4=5.62m式中：a——顶板有效跨度之半 mKy——直接顶煤岩类型性系数。
当岩石f=3-4时，取0.45 ;f=4-6 时，取0.6; f=6-9时，取0.75。
Fr——直接顶普氏系数Ⅲ、两煤帮侧压值QsQs=KnCr煤[h×sina+b×cos(a/2)×tg(45-a/2)=2.5×2×8.9×1.48[2.65×0.39+5.62×0.98×0.24=155kN/m式中：n——采动影响系数，取2-5r煤——煤体容重，KN/m3(1)顶锚杆长度LL=L1+b+L2=0.05+5.62+0.35=6.02式中：L1——锚杆外露长度 mL2——锚固端长度 mb——潜在冒落拱高度 m锚杆间距D≤1/2L锚杆排距LO=Nn/2K〃rab=105×12/2×2×24×2.1×5.62=式中：n——顶板每排锚杆根数N——每根锚杆锚固力，KNK——安全系数，取2-3r ——上覆岩层平均容重，取24KN/ m3a——1/2巷道掘进跨度，m(2)煤帮锚杆锚杆长度：L=L1+C+L2=0.05+8.9+0.35=9.3锚杆间距：D=Nh/L0KQs=105×2.65/×2×155=式中：N——设计锚杆锚固力，MPaK——安全系数，取2-3L0——煤帮锚杆排距，同顶板排距Qs——两帮侧压值，KN3、按组合梁原理计算(1) 锚杆长度LL=L1+L2+L3式中：L1——锚杆外露长度 mL3——锚固端长度 mL2——组合梁自撑厚度 mL2=0.612B[K1P/ψσ1σx]/2=0.612×4.2(2×/)K1——与施工方法有关的安全系数。
掘进机掘进2-3；爆破法掘进3-5；巷道受动压影响5-6P——组合梁自重均布载荷 MPaψ——与组合梁层数有关的系数组合层数：1 2 3 ≥4ψ值：1.0 0.75 0.7 0.65B——巷道跨度 mσ1——最上一层岩层抗拉计算强度，可取试验强度的0.3-0.4倍 MPaσx——原岩水平应力，σx=λrz MPa=0.4×24×510=0.00489MPa，λ—侧压力系数，一般为0.25-0.4,Z—巷道埋深 m(2)锚杆间距以上所选锚杆长度，还需验算组合梁各层间不发生相对滑动，并保证最下面一层岩层的稳定性D≥1.63m1(σ1/KP)/2=1.63×(/8×)/2=式中：m1——最下面一层岩层的厚度 mK——安全系数，取8-10P——本层自重均布荷载 P=r1m1 =24×,MPa ；r1——最下面一层岩层的容重，KN/m3锚索支护参数的确定：1、锚固长度LaLa≥fst/πfcs d1=（1870/3.14×10）×17.8=1060mm设计锚固长度1.4m＞1.06m式中：d1—锚索钢绞线之径，mmfst—钢绞线抗拉强度，Mpafcs—锚索与锚固剂的设计粘接强度，按10MPa计算2、锚索间排距L/S≥2S≤L/2=6600/2=3300mm设计间排距1.8m＜3.3m式中：L—锚索孔深度S—锚索间距3、锚索锚固力PP1≥P≥P1/K或P2/KP≥400/2=200KN设计锚固力200KN式中：P—设计锚索锚固力 KNP1—锚固段锚固剂与孔壁的粘结力 KNP2—锚固段锚固剂与钢绞线的粘结力 KNK—安全系数，取2切眼锚杆支护参数的确定：1、顶锚杆按加固拱原理确定锚杆参数：锚杆长度：L=N×（1.1+B/10）=1.1×(1.1+4.2/10)=1.67m (N 取1.1)锚杆直径:D=L/110=1.67/1.10=15.2mm锚杆间排距:a<0.5L=0.5×1670=835mm根据以上计算，为提高安全度和支护效果，选取φ20×2200mm 左旋无纵筋锚杆，锚杆间排距900×900 mm,每眼使用Z2335药卷3卷。
2、帮锚杆两邦锚杆选用Φ20mm,L=2200mm 左旋无纵筋锚杆，间排距750×700,每眼使用Z2335药卷3卷（最末一排距底板不超过300 mm）。
三、护网护网选取直径4 mm，网格40×40 mm的经纬网。
四、锚索因机、风巷及切眼埋深大，跨度也较大，为确保安全和支护效果，施工时在顶板打锚索加强支护。
机巷顶锚索规格：17.8 mm×7000 mm，间距1.5 m，排距1.5 m,每眼使用Z2335药卷4卷。
锚杆支护参数的确定：一、按加固拱原理确定锚杆参数：1、顶锚杆(1)锚杆长度：Ｌ= N（1.1+B/10）=1.0×(1.1+4.2/10)=1.52m；根据我矿支护经验，锚杆长度取Ｌ=2.2m。
式中：L—锚杆长度；N—围岩稳定影响系数，取1.0m；B—巷道跨度。
(2)锚杆直径：Ｄ=L/110=2.2/110=0.02m，取D=20mm。
(3)锚杆间距：d≤0.5L=0.5×2.2=1.1m，取间排距为900×900mm。
(4)锚杆型号：选用φ20×2200mm的左旋无纵筋锚杆，其锚固力≥100KN/根；配用W钢带及φ4mm的钢网联合支护顶板。
2、巷帮锚杆：巷帮支护锚杆选用φ20×2200mm的左旋无纵筋锚杆，并配合φ14mm的钢筋梯形梁和φ4mm的钢网联合支护。
二、按悬吊理论确定锚杆参数：1、锚杆长度L，L=L1+L2+L3=50+1200+300=1550mm设计锚杆长度L=2200mm式中：L1——锚杆外露长度L2——软弱岩层厚度，可根据柱状图确定 mmL3——锚杆伸入稳定岩层深度一般不小于300mm2、锚固力N：可按锚杆杆体的屈服载荷计算N=π/4(d2σ屈)=0.25×3.14×（0.02）2×335×106=105KN式中：σ屈——杆体材料的屈服极限Mpad——杆体直径3、锚杆间排距锚杆间距D≤1/2LD≤0.5×2200=1100mm锚杆排距L0=Nn/2kra L2=105×103×13/2×3×24×103×2.1×1.2=3.76m 设计锚杆间排距为900×900mm式中：n——每排锚杆根数N——设计锚固力，KN/根K——安全系数，取2-3r ——上覆岩层平均容重，取24KN/ m3a——1/2巷道掘进宽度 m锚索支护参数的确定：1、锚固长度LaLa≥fst/πfcs d1=（1870/3.14×10）×17.8=1060mm设计锚固长度1.4m＞1.06m式中：d1—锚索钢绞线直径，mmfst—钢绞线抗拉强度，Mpafcs—锚索与锚固剂的设计粘接强度，按10MPa计算2、锚索间排距L/S≥2S≤L/2=6600/2=3300mm设计排距1.8m＜3.3m设计间距1.6m＜3.3m式中：L—锚索孔深度S—锚索间距3、锚索锚固力PP1≥P≥P1/K或P2/KP≥400/2=200KN设计锚固力200KN式中：P—设计锚索锚固力，KNP1—锚固段锚固剂与孔壁的粘结力，KNP2—锚固段锚固剂与钢绞线的粘结力，KNK—安全系数，取2。