3 巷道断面形状和支护方式3。1 巷道断面形状3 1。1 本条规定了巷道断面形状设计的依据和要求.是第1 0、3条规定在巷道断面形状设计中的具体体现。在钻爆法施工的条件下.掘进工艺对巷道断面形状没有影响，但采用掘进机或连续采煤机施工时,截割装置的结构有可能影响巷道断面形状，如采用连续采煤机掘进煤巷、就只能选用矩形断面.因此.本条将掘进工艺也作为巷道断面形状设计的依据之一 对巷道断面形状设计的要求、有的互相矛盾.设计时难以两全,如一般而言，拱形断面承压性能比矩形断面好，断面利用率却不如矩形断面高，断面利用率较高的断面形状,其掘进费用往往较低、但若承压性能不好.支护费用则会较高.在实际的工程设计中。应根据工程的具体情况进行综合分析.按总体最优的原则满足本条的要求，3,1，2,本条规定了选择巷道断面形状的一般原则 1.开拓及准备巷道服务时间长.采用拱形断面承压性能好 巷道维护量小、当沿煤层布置时.矩形断面和梯形断面便于机械化施工,又能保证顶板的完整性 有利于顶板支护和提高断面利用率、因此、规定当开拓巷道和准备巷道沿煤层布置时 可采用矩形断面或梯形断面,2，回采巷道包括工作面运输巷.回风巷和开切眼.工作面运输巷与回风巷服务时间一般为1年，3年,在工作面开采过程中,其靠近回采工作面的一定长度范围内因受回采工作面支承压力的影响需要加强支护,采用拱形断面在加强支护时需要换棚并挑顶、使加强支护作业复杂化、而且挑顶时拱部两侧的三角煤跨落在巷道中也不便清理，因此、其断面以矩形或梯形为宜.开切眼是为安装工作面设备而开凿的临时性工程、为便于工作面初采时工作面的推进.其顶板需要与工作面保持一致。断面形状也应采用矩形或梯形,本条规定是选择巷道断面形状的一般原则.由于不同的矿井,不同的巷道情况千差万别 设计时不应教条地理解本条的规定.而应按照第3,1,1条，第3。1,2条的要求.根据巷道的具体条件综合分析,慎重选择,3.1。3、一般巷道的矿压主要是顶压、侧压不明显.直墙半圆拱形断面承受顶压的性能最好 而且施工方便，因此,本规范将其作为优先选用的拱形断面 直墙三心拱形、直墙圆弧拱形断面的断面利用率较直墙半圆拱形断面高.但承压性稍差。在矿压较小时可选用 由于直墙抗侧压能力差、侧压明显的巷道宜选用曲墙的拱形断面。拱形断面拱部的高度称为，矢高、三心拱形与圆弧拱形断面的承压性和断面利用率 和矢高与宽度的比值有关,根据煤矿井巷工程的实践经验。该比值选用1。3较为适宜 3。1.4、梯形断面巷道一般采用梯形杆件式支架支护，侧帮有一定的倾角时,可使支腿具有一定的抗侧压能力，并缩小巷道顶板的跨度,降低支架承受的顶压。但侧帮倾角太小。会使支腿承受的侧压过大，致使支腿容易折损 根据煤矿井巷工程的实践经验,梯形断面巷道侧帮的倾角以80,左右为宜，3、2,巷道支护方式3,2、1。本条规定了巷道支护的总要求。是第1。0 1条规定在巷道支护上的具体体现.巷道围岩在矿压的作用下不可避免地会发生变形与松动.要求巷道支护完全阻止围岩的变形与松动是不可能的.在工程实践中。只要围岩的变形与松动控制在一定的范围内、就不影响巷道的稳定和正常使用,因此.本条不要求巷道支护完全阻止围岩的变形与松动。只要能有效地控制围岩的变形与松动即可，巷道在其服务期内若围岩发生影响稳定和正常使用的变形与松动 就需要进行维修、维修巷道不仅效率低.而且影响巷道的正常功能,从而影响矿井生产,根据煤矿多年的生产实践 为避免因巷道维修影响矿井生产,除回采工作面巷道需进行超前加强支护外 其他巷道的支护应按 免维,的原则进行设计、因此，本条所说的。有效地控制围岩的变形与松动。是指巷道在其服务期内无须维修而保持稳定和正常使用 3.2、2.本条规定了选择巷道支护方式的依据、是第1 0，3条规定在巷道支护设计中的具体体现,巷道支护的主要功能是控制围岩的变形与松动,而围岩条件和矿压特点是影响围岩的变形与松动的最主要的因素、因而也是选择巷道支护方式最重要的依据。有的支护方式适用于任何巷道断面形状,如锚喷支护。金属支架支护、有的支护方式则只能用于某些特定巷道断面形状、如拱碹支护就只能用于拱形.马蹄形 圆形断面形状、而不能用于顶部平直的矩形,梯形断面形状 因此,选择巷道的支护方式时应考虑巷道断面形状。选择与断面形状相适应的支护方式.巷道的用途决定巷道的断面布置和功能要求，并导致对巷道支护的不同要求、因而影响巷道支护方式的选择,如井底车场 主要运输巷道断面大 运输繁忙。要求巷道支护的可靠性高。采区准备巷道一般有采动压力的影响，其支护应能承受采动压力，工作面运输巷与回风巷需随工作面推进进行加强支护，其支护应有利于加强支护的实施。工作面开切眼是安装工作面设备的场所和工作面开采的起始位置、其支护要方便工作面设备的安装、工作面的初始推进和初次放顶,不同的支护方式，其使用寿命、造价均不相同。因而巷道的服务年限对其经济性有较大影响,而且围岩的变形与松动是一个随时间的推移而发展的渐进过程、对巷道支护强度的要求与巷道的服务年限成正相关、因此 选择巷道支护方式时应考虑巷道的服务年限、如拱碹支护造价高,服务年限短的巷道一般不宜选用、金属支架虽然造价高，但可以重复使用,服务年限短的巷道也可选用，巷道的服务年限长,要求支护强度较高,反之亦然，3。2。3、煤矿井巷工程曾采用过许多种支护方式,随着煤矿支护技术的发展，有些支护方式 如梯形装配式钢筋混凝土支架、已经被淘汰,有些支护方式，如混凝土或钢筋混凝土墙与矿用工字钢顶梁或工字钢混凝土平板梁组成的混合结构支护 仅用于硐室 风桥等有特殊要求的地点。而一些新型支护方式 如锚喷支护.以锚喷为主或以锚喷为初期支护的联合支护 经过数十年的发展,技术已经成熟,并在继续发展提高，适用范围也不断扩大.目前 我国煤矿井巷工程采用的支护方式主要是锚喷支护、拱碹支护、金属支架支护和联合支护，本条规定就是根据我国煤矿井巷工程的实践和支护技术的发展方向做出的，木支架强度低、易燃.服务年限短.而且需要消耗大量优质木材，严重影响自然环境和生态.国家已明令禁止用作永久支护 3、2。4，锚喷支护以主动加固围岩,充分发挥围岩的自承能力为主,其支护原理先进科学,经过数十年的发展,技术上已相当成熟.成为一种技术先进、性能可靠，适用范围广,施工方便。安全经济的支护方式、在煤矿井巷工程中得到广泛的应用 取得了良好的经济效益和社会效益 因此.巷道和交岔点应优先选用锚喷支护 3，2 5。现行国家标准 煤矿科技术语第2部分 井巷工程，GB,T.15663，2、2008和。煤炭科技名词，中均有、拱碹，这一术语。其含义是.用砖.石,混凝土或钢筋混凝土等建筑材料构筑的整体或弧形支架的总称.但不少人习惯将 拱碹 称之为.砌碹、就字面意义而言,砌碹.指的是一种作业、而不是一种支护结构,现行国家标准 煤矿科技术语.第2部分,井巷工程，GB.T,15663、2和,煤炭科技名词.赋予。砌碹 的含义分别是 构筑碹体的作业、构筑拱碹的作业，本规范依据现行国家标准，煤矿科技术语第2部分.井巷工程。GB、T,15663 2和,煤炭科技名词、将用砖、石,混凝土或钢筋混凝土等建筑材料构筑的整体式弧形支架称之为 拱碹。采用拱碹的支护方式称之为.拱碹支护 拱碹是一种历史悠久的传统支护结构 施工进度慢,效率低。不能紧靠掘进工作面及时支护，在煤矿井巷工程中使用已日渐减少。但拱碹，特别是钢筋混凝土拱碹,支护强度大 服务年限长，巷道净断面形状规整，一般用于服务年限长、不受采动影响。围岩变形量小的巷道,在有大面积淋水的巷道。采用锚喷支护不合适时、采用砌体拱碹支护可能是较好的选择。拱碹一般属刚性支护、但如果在砌筑时加入可缩性材料。砌体拱碹也可具有一定的可缩性 能适应围岩的变形，这种拱碹多用于全封闭支护的巷道，3 2，6。杆件式支架可以采用各种天然和人造材料制作，人们也曾在煤矿井巷工程中使用过各种天然和人造材料制作的杆件式支架 但由于金属支架具有其他材料制作的杆件式支架无法比拟的优点 因而成为目前仍在使用的主要杆件式支架,其主要优点是 支架可回收并重复使用 可设计成需要的任何形状并具有与巷道条件相适应的可缩性.支架安设方便。能及时支护并立即承载.可工厂化制作、本条给出了金属支架的适用范围。3，2,7，联合支护可充分发挥不同支护方式的优点、提高支护结构的支护能力。围岩条件差或断面大的巷道，采用单一支护方式有时技术上难度较大或不经济.而采用联合支护则往往能收到较好的效果。本条 采用单一支护方式不合适时,是指采用单一支护方式技术上难度较大或不经济的情况 3、2 8,一般巷道的矿压主要是顶压与侧压，只要对巷道的顶板和侧帮进行支护即可，但底板松软、有底鼓的巷道除顶压与侧压外。还有来自巷道底板的压力。这种情况下应采用有底拱或底梁的全.封闭支护,3、2 9 布置在容易自燃和自燃煤层中的开拓巷道。因其服务年限长.巷道周帮长期裸露在空气中易发生煤层自燃 对煤层进行封闭是为了防止巷道周帮的煤层长期与空气接触引起自燃,本条是强制性条文，必须严格执行