1、巷道支护基本知识巷道支护基本知识第一节第一节 巷道掘进概述巷道掘进概述第二节第二节 综合机械化掘进工艺综合机械化掘进工艺第三节第三节 巷道支护巷道支护 为了开采煤炭，从地面向地下开掘为了开采煤炭，从地面向地下开掘的各类通道和硐室都叫做巷道。开掘这些的各类通道和硐室都叫做巷道。开掘这些通道的硐室所采用的作业方法叫做巷道掘通道的硐室所采用的作业方法叫做巷道掘进。巷道掘进方法是指掘进方法和掘进工进。巷道掘进方法是指掘进方法和掘进工艺的总称，包括钻爆掘进和机械化掘进。艺的总称，包括钻爆掘进和机械化掘进。 一、一、 巷道分类巷道分类 （一）（一） 按巷道的空间特征和用途按巷道的空间特征和用途分类分类 按
2、巷道的空间特征和用途可分为按巷道的空间特征和用途可分为垂直、水平和倾斜巷道垂直、水平和倾斜巷道3类。类。1.垂直巷道垂直巷道（1） 立井，是指有出口直接通到地面立井，是指有出口直接通到地面的巷道叫做立井，又叫做竖井，如图的巷道叫做立井，又叫做竖井，如图6-1所示中的所示中的1。立井是进入煤体的一种方式。立井按用立井是进入煤体的一种方式。立井按用途分，有位于井田中央担负提煤任务的主途分，有位于井田中央担负提煤任务的主立井；有担负全矿人员、材料、设备等辅立井；有担负全矿人员、材料、设备等辅助提升任务的副立井；还有用来担负矿井助提升任务的副立井；还有用来担负矿井通风的风井。通风的风井。 （2） 暗立
3、井，是指没有出口直接通暗立井，是指没有出口直接通到地面的垂直巷道，通常装有提升设备，到地面的垂直巷道，通常装有提升设备，如图如图6-1所示中的所示中的4。暗立井一般用来连。暗立井一般用来连接上、下两个水平，担负由下水平向上接上、下两个水平，担负由下水平向上水平的任务。暗立井也分为主暗立井和水平的任务。暗立井也分为主暗立井和副暗立井。副暗立井。 （3） 溜井，是指用来从上部向下部溜井，是指用来从上部向下部溜放煤炭的垂直巷道，如图溜放煤炭的垂直巷道，如图6-1所示中的所示中的 2.水平巷道水平巷道 （1） 平硐，指有出口直接通到地平硐，指有出口直接通到地面的水平巷道，是进入煤体的方式之面的水平巷道
4、，是进入煤体的方式之一，如图一，如图6-1所示中的所示中的3。平硐按所担。平硐按所担负的任务不同有主平硐、副平硐之分。负的任务不同有主平硐、副平硐之分。 （2） 平巷，是指没有出口直接通到平巷，是指没有出口直接通到地面地面,沿岩层走向开掘的水平巷道。开在沿岩层走向开掘的水平巷道。开在岩石中的平巷叫做岩石平巷，开在煤层岩石中的平巷叫做岩石平巷，开在煤层中的平巷叫做煤层平巷。按用途分，平中的平巷叫做煤层平巷。按用途分，平巷有运输平巷、行人平巷、进风或回风巷有运输平巷、行人平巷、进风或回风平巷等。按服务范围分，平巷有阶段平巷等。按服务范围分，平巷有阶段（水平）平巷、分段平巷和区段平巷等。（水平）平巷
5、、分段平巷和区段平巷等。 （3） 石门，是指没有出口直接通到石门，是指没有出口直接通到地面，与岩层走向垂直或斜交的水平岩石地面，与岩层走向垂直或斜交的水平岩石巷道。按用途分，石门有运输石门、进风巷道。按用途分，石门有运输石门、进风石门、回风石门等。按服务范围分，石门石门、回风石门等。按服务范围分，石门有阶段石门、采区石门等。有阶段石门、采区石门等。 （4） 煤门，是指与煤层走向垂直或煤门，是指与煤层走向垂直或斜交的煤层平巷。煤门长度取决于煤层厚斜交的煤层平巷。煤门长度取决于煤层厚度和倾角，只有在厚煤层中才掘煤门。度和倾角，只有在厚煤层中才掘煤门。 3.倾斜巷道倾斜巷道 （1） 斜井，是指有出口
6、直接能到地斜井，是指有出口直接能到地面的倾斜巷道，也是进入煤体的方式之面的倾斜巷道，也是进入煤体的方式之一，如图一，如图6-1所示中的所示中的2。按用途分，斜。按用途分，斜井有主斜井、副斜井和回风井。按所在井有主斜井、副斜井和回风井。按所在岩层层位分，斜井有岩石斜井和煤层斜岩层层位分，斜井有岩石斜井和煤层斜井。按空间特征分，斜井有顺层斜井、井。按空间特征分，斜井有顺层斜井、穿层斜井、反斜井和伪斜井。穿层斜井、反斜井和伪斜井。 （2） 暗斜井，是指没有出口直接通暗斜井，是指没有出口直接通到地面，用来联系上、下两个水平并担到地面，用来联系上、下两个水平并担负提升任务的斜巷。暗斜井也有主暗斜负提升任
7、务的斜巷。暗斜井也有主暗斜井和副暗斜井之分。井和副暗斜井之分。 （3） 上山，是指没有出口直接通到上山，是指没有出口直接通到地面，位于开采水平之上，连接阶段运地面，位于开采水平之上，连接阶段运输平巷和回风平巷的倾斜巷道。按用途输平巷和回风平巷的倾斜巷道。按用途分，上山可分为运煤的运输上山和运送分，上山可分为运煤的运输上山和运送材料、设备的轨道上山。按服务范围分材料、设备的轨道上山。按服务范围分上山又可分为阶段上山和采区上山。上山又可分为阶段上山和采区上山。 （4） 下山，是指位于开采水平以下，下山，是指位于开采水平以下，作用与上山相同。作用与上山相同。 此外，斜巷还有行人斜巷、联络斜此外，斜巷
8、还有行人斜巷、联络斜巷、溜煤斜巷、溜煤眼、管子道等。巷、溜煤斜巷、溜煤眼、管子道等。 （二）（二） 按巷道服务范围及其用途分类按巷道服务范围及其用途分类 根据巷道服务范围及其用途，矿井根据巷道服务范围及其用途，矿井巷道又可分为开拓巷道、准备巷道和回采巷道又可分为开拓巷道、准备巷道和回采巷道巷道3类。类。 1.开拓巷道开拓巷道 为全矿井或一个开采水平服务的为全矿井或一个开采水平服务的巷道属于开拓巷道。巷道属于开拓巷道。 例如，主、副井和风井、井底车例如，主、副井和风井、井底车场、主要石门、阶段运输和回风大巷、场、主要石门、阶段运输和回风大巷、采区回风和采区运输石门等井巷，以采区回风和采区运输石门
9、等井巷，以及掘进这些巷道的辅助巷道都属于开及掘进这些巷道的辅助巷道都属于开拓巷道。拓巷道。 2.准备巷道准备巷道 为采区、一个以上区段或分段服为采区、一个以上区段或分段服务的运输、通风巷道称为准备巷道。务的运输、通风巷道称为准备巷道。属于这类巷道的有：采区上（下）山、属于这类巷道的有：采区上（下）山、区段集中巷、区段石门、采区车场等。区段集中巷、区段石门、采区车场等。 3.回采巷道回采巷道 形成采煤工作面及为其服务的巷道形成采煤工作面及为其服务的巷道称为回采巷道。属于这类巷道的有：采称为回采巷道。属于这类巷道的有：采煤工作面的开切眼、区段运输平巷和区煤工作面的开切眼、区段运输平巷和区段回风平巷
10、。段回风平巷。 开拓巷道的作用在于形成新的或开拓巷道的作用在于形成新的或扩展原有的阶段或开采水平，为构成矿扩展原有的阶段或开采水平，为构成矿井完整的生产系统奠定基础。准备巷道井完整的生产系统奠定基础。准备巷道的作用在于准备新的采区，以便构成采的作用在于准备新的采区，以便构成采区的生产系统。回采巷道的作用在于切区的生产系统。回采巷道的作用在于切割出新的采煤工作面并进行生产。割出新的采煤工作面并进行生产。 二、二、 围岩围岩 围岩是巷道四周围绕的岩石，对围岩是巷道四周围绕的岩石，对破岩和支护工作有着直接的影响。破岩和支护工作有着直接的影响。 1.煤矿常见的岩石煤矿常见的岩石 在煤矿生产中与煤层有关
11、的常见在煤矿生产中与煤层有关的常见岩石有岩石有3大类。大类。 三、三、 巷道断面及其布置巷道断面及其布置 （一）（一） 巷道断面的形状巷道断面的形状 在煤矿井下的巷道断面形状有梯形、在煤矿井下的巷道断面形状有梯形、直墙拱形（如半圆拱、三心拱、圆弧拱）直墙拱形（如半圆拱、三心拱、圆弧拱）和矩形，此外还有一些比较少见的其他和矩形，此外还有一些比较少见的其他形状，如图形状，如图6-2所示。所示。梯形和拱形断面是煤矿井下巷道常梯形和拱形断面是煤矿井下巷道常采用的断面形状，因为这两个形状在一采用的断面形状，因为这两个形状在一般地压作用下都是稳定的，并且掘进、般地压作用下都是稳定的，并且掘进、支护也比较简
12、单，容易施工。随着机械支护也比较简单，容易施工。随着机械化掘进大量推广与使用，大型设备要求化掘进大量推广与使用，大型设备要求巷道断面大，因此煤巷矩形断面形状得巷道断面大，因此煤巷矩形断面形状得到广泛采用。到广泛采用。 （二）（二） 巷道断面的尺寸巷道断面的尺寸 巷道断面尺寸应当根据巷道的用途、巷道断面尺寸应当根据巷道的用途、运输设备类型（轨道运输、无轨运输、运输设备类型（轨道运输、无轨运输、输送机运输）、支护规格和煤矿安输送机运输）、支护规格和煤矿安全规程关于安全间隙的规定等因素全规程关于安全间隙的规定等因素确定，确定，然后再根据巷道内通过的风量加以然后再根据巷道内通过的风量加以校验，以不超过
13、煤矿安全规程规定校验，以不超过煤矿安全规程规定的允许风速为准。巷道断面尺寸在保证的允许风速为准。巷道断面尺寸在保证安全生产的条件下，尽可能减小断面，安全生产的条件下，尽可能减小断面，减少开掘工程量，从而降低生产成本。减少开掘工程量，从而降低生产成本。 1.巷道的净宽度巷道的净宽度 矩形巷道（直墙巷道）的净宽度是指巷矩形巷道（直墙巷道）的净宽度是指巷道两侧壁或锚杆露出长度终端之间的水平间道两侧壁或锚杆露出长度终端之间的水平间距。对于梯形巷道，当巷道内通行矿车、电距。对于梯形巷道，当巷道内通行矿车、电机车时，巷道的净宽度指车辆顶面处水平的机车时，巷道的净宽度指车辆顶面处水平的巷道宽度。当巷道内设置
14、输送机械时，巷道巷道宽度。当巷道内设置输送机械时，巷道的净宽度指从巷道底板起的净宽度指从巷道底板起1.6 m高处的巷道高处的巷道宽度；当巷道不放置和不通行运输设备时，宽度；当巷道不放置和不通行运输设备时，巷道的净宽度指净高的巷道的净宽度指净高的12处的水平距离。处的水平距离。巷道净宽度主要取决于运输设备本巷道净宽度主要取决于运输设备本身的宽度、人行道宽度和相应的安全间身的宽度、人行道宽度和相应的安全间隙。无运输设备的巷道可根据通风及行隙。无运输设备的巷道可根据通风及行人的需要来选取。人的需要来选取。巷道内人行道的宽度和相应的安全巷道内人行道的宽度和相应的安全间隙在煤矿安全规程内都有明确的间隙在
15、煤矿安全规程内都有明确的规定：规定： （1） 新建矿井、生产矿井新掘新建矿井、生产矿井新掘运输巷的一侧，从巷道道碴面起运输巷的一侧，从巷道道碴面起1.6 m的高度内，必须留有的高度内，必须留有0.8 m（综合机（综合机械化采煤矿井为械化采煤矿井为1 m）以上的人行道，）以上的人行道，管线吊挂高度不得低于管线吊挂高度不得低于1.8 m；巷道；巷道另一侧的宽度不得小于另一侧的宽度不得小于0.3 m（综合（综合机械化采煤矿井为机械化采煤矿井为0.5 m）。）。 巷道内安设输送机时，输送机与巷巷道内安设输送机时，输送机与巷帮支护的距离不得小于帮支护的距离不得小于0.5 m；巷道内；巷道内移动变电站或平
16、板移动变电站或平板车上综采设备的最突车上综采设备的最突出部分，与巷帮支护的距离不得小于出部分，与巷帮支护的距离不得小于0.3 m；输送机机头和机尾处与巷帮支护的；输送机机头和机尾处与巷帮支护的距离应满足设备检查和维修的需要，并距离应满足设备检查和维修的需要，并不得小于不得小于0.7 m。 （2） 在生产矿井已有巷道中，在生产矿井已有巷道中，人行道的宽度不符合上述要求时，必人行道的宽度不符合上述要求时，必须在巷道的一侧设置躲避硐。两个躲须在巷道的一侧设置躲避硐。两个躲避硐之间的距离不得超过避硐之间的距离不得超过40 m；躲避；躲避硐宽度不得小于硐宽度不得小于1.2 m，深度不得小，深度不得小于于
17、0.7 m，高度不得小于，高度不得小于1.8 m；躲避；躲避硐内严禁堆积物料。硐内严禁堆积物料。（3） 在人车停车地点的巷道上下人在人车停车地点的巷道上下人侧，从巷道道碴面起侧，从巷道道碴面起1.6 m的高度内，的高度内，必须留有宽必须留有宽1 m以上的人行道，管道吊以上的人行道，管道吊挂高度不得低于挂高度不得低于1.8 m。（4） 在巷道曲线段，车辆四角要外在巷道曲线段，车辆四角要外伸或内移，应将安全间隙适当加大，一伸或内移，应将安全间隙适当加大，一般外侧加宽般外侧加宽200 mm，内侧加宽，内侧加宽100 mm。2.巷道的净高度巷道的净高度矩形、梯形巷道的净高度是指自道碴面或矩形、梯形巷道
18、的净高度是指自道碴面或底板至顶梁或顶部喷层面、锚杆露出长度终底板至顶梁或顶部喷层面、锚杆露出长度终端的高度。端的高度。拱形断面的净高度是指自道碴面至拱顶内拱形断面的净高度是指自道碴面至拱顶内沿或锚杆露出长度终端的高度，由壁高和拱沿或锚杆露出长度终端的高度，由壁高和拱高组成。半圆拱的拱高为巷道净宽的高组成。半圆拱的拱高为巷道净宽的1/2，圆弧拱及三心拱的拱高常取巷道净宽的圆弧拱及三心拱的拱高常取巷道净宽的13。煤矿安全规程规定：主要运输煤矿安全规程规定：主要运输巷和主要风巷的净高自轨面起不得低于巷和主要风巷的净高自轨面起不得低于2 m。采区（包括盘区）内的上山、下。采区（包括盘区）内的上山、下山
19、和平巷的净高不得低于山和平巷的净高不得低于2 m，薄煤层，薄煤层内不得低于内不得低于1.8 m。采煤工作面运输巷、。采煤工作面运输巷、回风巷及采区内溜煤眼等的净断面或净回风巷及采区内溜煤眼等的净断面或净高由煤矿企业按设计需求统一规定。高由煤矿企业按设计需求统一规定。（三）（三） 水沟及其管线的布置水沟及其管线的布置巷道掘进时在巷道一侧设置有水沟，巷道掘进时在巷道一侧设置有水沟，用来排水。要求水沟的建设和巷道掘进用来排水。要求水沟的建设和巷道掘进同步。在水沟上铺盖板，一般作为人行同步。在水沟上铺盖板，一般作为人行道。平巷水沟坡度可取道。平巷水沟坡度可取35，或与，或与巷道的坡度相同，但不应小于巷
20、道的坡度相同，但不应小于3。水。水沟宽度按煤矿安全规程的规定不小沟宽度按煤矿安全规程的规定不小于于0.8 m。 在巷道两侧悬挂电缆电线，以保在巷道两侧悬挂电缆电线，以保证工作面机械运转所需的电力供应。证工作面机械运转所需的电力供应。电缆的悬挂要求每电缆的悬挂要求每3 m一个电缆钩，一个电缆钩，悬挂整齐，其悬挂高度在人行道侧时悬挂整齐，其悬挂高度在人行道侧时应保证不影响行人安全。应保证不影响行人安全。掘进工作面降尘供水管道一般设置在掘进工作面降尘供水管道一般设置在巷道侧的下方，以不影响行人和运输设备巷道侧的下方，以不影响行人和运输设备安全运行为准。巷道掘进时一般用局部通安全运行为准。巷道掘进时一
21、般用局部通风机通风，在巷道一侧设置有胶布风筒。风机通风，在巷道一侧设置有胶布风筒。风筒吊挂在非人行道一侧，要求吊挂整齐，风筒吊挂在非人行道一侧，要求吊挂整齐，不影响运输设备的安全运行。不影响运输设备的安全运行。 1.掘进机掘进机 掘进机是一种集截割、装载、转掘进机是一种集截割、装载、转运煤（岩）、降尘等功能为一体的大运煤（岩）、降尘等功能为一体的大型高效联合作业机械设备，能实现连型高效联合作业机械设备，能实现连续掘进。续掘进。运依靠悬臂式掘进机进行落、装煤运依靠悬臂式掘进机进行落、装煤岩，通过矿车、梭车或其他运输设备岩，通过矿车、梭车或其他运输设备（桥式转载机、刮板输送机、可伸缩带（桥式转载机
22、、刮板输送机、可伸缩带式输送机）输煤岩，用人工、托梁器、式输送机）输煤岩，用人工、托梁器、架棚机安装支架，利用绞车、单轨吊、架棚机安装支架，利用绞车、单轨吊、卡轨车、铲运车、电机车、无轨胶轮车卡轨车、铲运车、电机车、无轨胶轮车运送支护材料和器材，局部通风机进行运送支护材料和器材，局部通风机进行压入式通风，除尘风机降尘。压入式通风，除尘风机降尘。 2.连续采煤机连续采煤机 连续采煤机是一种适用于短壁开连续采煤机是一种适用于短壁开采，集截割、装载、转运、移动行走、采，集截割、装载、转运、移动行走、喷雾降尘于一身的综合机械化开采设喷雾降尘于一身的综合机械化开采设备备,具有体积小、调动灵活、使用方便具
23、有体积小、调动灵活、使用方便等优点等优点,不仅可开采煤炭不仅可开采煤炭,还能用于巷道还能用于巷道掘进掘进,在国外已广泛地使用。在国外已广泛地使用。 3.掘锚机组掘锚机组 掘锚机组是适用于高产、高效矿井掘锚机组是适用于高产、高效矿井煤巷单巷快速掘进的掘锚一体化设备煤巷单巷快速掘进的掘锚一体化设备, 是在连续采煤机和悬臂式掘进机的基础是在连续采煤机和悬臂式掘进机的基础上发展的一种新型掘进机型。掘锚机组上发展的一种新型掘进机型。掘锚机组将掘进与支护有机地组合起来将掘进与支护有机地组合起来, 减少掘减少掘进与支护设备的换位作业时间进与支护设备的换位作业时间,在同一台在同一台设备上完成掘进和支护工艺。设
24、备上完成掘进和支护工艺。 二、二、 综合综合机械化掘进工机械化掘进工作面的设备布作面的设备布置置 综合机械综合机械化掘进工作面化掘进工作面的设备布置如的设备布置如图图6-3所示。所示。 综合机械化掘进工作面掘进机的实际综合机械化掘进工作面掘进机的实际布置，如图布置，如图6-4、图、图6-5所示。所示。 三、三、 综掘工艺综掘工艺 综掘工艺包括破煤（岩），装载、转综掘工艺包括破煤（岩），装载、转载、运输，巷道支护，辅助作业等工序。载、运输，巷道支护，辅助作业等工序。 （一）（一） 破煤（岩）破煤（岩） 综掘工作面破煤（岩）是由掘进机的综掘工作面破煤（岩）是由掘进机的截割机构运动来完成的。截割头可
25、以到达截割机构运动来完成的。截割头可以到达工作面任意部位，可以准确地切割出设计工作面任意部位，可以准确地切割出设计断面。断面。（二）（二） 装载、转载、运输装载、转载、运输掘进机的截割破煤是连续工作的，要掘进机的截割破煤是连续工作的，要求装、运工作必须与其适应。一般半煤求装、运工作必须与其适应。一般半煤岩巷道掘进时，全部使用各种类型的刮岩巷道掘进时，全部使用各种类型的刮板输送机和带式输送机进行转运和运输，板输送机和带式输送机进行转运和运输，煤岩混运，一直运进井下煤仓，然后提煤岩混运，一直运进井下煤仓，然后提升到地面洗选。升到地面洗选。 （三）（三） 巷道支护巷道支护 综掘巷道的掘进主要包括截割
26、、运综掘巷道的掘进主要包括截割、运输和支护三大工序。截割和支护两大输和支护三大工序。截割和支护两大工序是交替进行的，装、转、运是与工序是交替进行的，装、转、运是与截割同时进行的；支护工作则需单独截割同时进行的；支护工作则需单独占用循环工时。占用循环工时。 煤巷综掘工作面的支护是用棚式支煤巷综掘工作面的支护是用棚式支架或锚杆、锚喷支护。棚式支架（俗称架或锚杆、锚喷支护。棚式支架（俗称棚子）包括矿用工字钢棚子、棚子）包括矿用工字钢棚子、U型钢拱形型钢拱形棚子、可缩性的金属棚子以及木棚子等。棚子、可缩性的金属棚子以及木棚子等。煤巷综掘工作面的支护还可采用锚杆、煤巷综掘工作面的支护还可采用锚杆、锚喷、
27、锚网、锚网喷联合支护结构等。锚喷、锚网、锚网喷联合支护结构等。工作面掘进一定距离需支护时，停止工作面掘进一定距离需支护时，停止截割落煤，用截割头把棚腿窝直接掘出，截割落煤，用截割头把棚腿窝直接掘出，把棚腿立好，可利用掘进机的截割臂辅把棚腿立好，可利用掘进机的截割臂辅助进行架棚工作。助进行架棚工作。 四、四、 巷道施工的基本要求巷道施工的基本要求 在巷道掘进工作中，要保证巷道断面的规在巷道掘进工作中，要保证巷道断面的规格、尺寸和巷道的坡度、方向符合设计的要求，格、尺寸和巷道的坡度、方向符合设计的要求，必须按巷道的中心线、腰线进行施工。必须按巷道的中心线、腰线进行施工。 1.中心线中心线 中心线是
28、巷道掘进走向方向的基准线。中中心线是巷道掘进走向方向的基准线。中心线一般按巷道中心标在巷道顶板或支架上。心线一般按巷道中心标在巷道顶板或支架上。主要采区准备巷道应使用激光定向仪标线。主要采区准备巷道应使用激光定向仪标线。 2.腰线腰线 腰线是指示巷道坡度的基准线。腰腰线是指示巷道坡度的基准线。腰线一般按距巷道底板或永久轨面以上线一般按距巷道底板或永久轨面以上1 m高为准，标在巷道侧帮或支架上。高为准，标在巷道侧帮或支架上。 一、一、 巷道矿压概述巷道矿压概述 地下岩体在采动前，由于自身重地下岩体在采动前，由于自身重力作用在岩体内部引起应力，通常称为原力作用在岩体内部引起应力，通常称为原岩应力。
29、开采前的岩体处于相对静止状态岩应力。开采前的岩体处于相对静止状态，所以原岩体处于应力平衡状态。井下采，所以原岩体处于应力平衡状态。井下采掘活动破坏了原岩应力的平衡状态，引起掘活动破坏了原岩应力的平衡状态，引起岩体内部的应力重新分布；在重新分布过岩体内部的应力重新分布；在重新分布过程中促使围岩产生运动，导致围岩发生变程中促使围岩产生运动，导致围岩发生变形、断裂、位移，直至垮落。形、断裂、位移，直至垮落。由于采掘活动的影响，在采掘空间由于采掘活动的影响，在采掘空间周围岩体中及支护物上产生的压力称为周围岩体中及支护物上产生的压力称为矿山压力，简称矿压。矿山压力，简称矿压。1.巷道矿压引起采区巷道变形
30、与破巷道矿压引起采区巷道变形与破坏基本形式坏基本形式（1） 顶板的变形与破坏。其主要顶板的变形与破坏。其主要形式是顶板规则冒落、顶板不规则冒落形式是顶板规则冒落、顶板不规则冒落和顶板弯曲下沉。和顶板弯曲下沉。 （2） 巷道底板的变形与破坏。其主要巷道底板的变形与破坏。其主要形式是巷道底板塑性鼓起和底板一般鼓起。形式是巷道底板塑性鼓起和底板一般鼓起。 （3） 巷道两帮的变形与破坏。其主要巷道两帮的变形与破坏。其主要形式是出现鼓帮、帮开裂或破坏、帮小块形式是出现鼓帮、帮开裂或破坏、帮小块危岩滑落或片帮等。危岩滑落或片帮等。 （4） 其他变形与破坏。可能出现大型其他变形与破坏。可能出现大型冒顶与片帮
31、、鼓帮或鼓底、断面全部快缩冒顶与片帮、鼓帮或鼓底、断面全部快缩和闭合等。和闭合等。2.冲击地压冲击地压冲击地压又称岩爆，是指井巷或工冲击地压又称岩爆，是指井巷或工作面周围岩体由于弹性变形能的瞬时释作面周围岩体由于弹性变形能的瞬时释放而产生突然剧烈破坏的动力现象。冲放而产生突然剧烈破坏的动力现象。冲击地压的特征是：击地压的特征是： 二、二、 巷道支护巷道支护 巷道支护的目的在于改善围岩的巷道支护的目的在于改善围岩的受力状况，减缓围岩的变形移动速度，受力状况，减缓围岩的变形移动速度，维护安全的工作空间。巷道支护的基维护安全的工作空间。巷道支护的基本形式包括架棚支护、砌碹支护和锚本形式包括架棚支护、
32、砌碹支护和锚喷支护。喷支护。 （一）（一） 架棚支护架棚支护 按支架的材料构成，棚式支架可按支架的材料构成，棚式支架可分为金属支架和钢筋混凝土支架；按分为金属支架和钢筋混凝土支架；按巷道断面形状，棚式支架可分为梯形巷道断面形状，棚式支架可分为梯形支架和拱形支架等；按支架结构，棚支架和拱形支架等；按支架结构，棚式支架可分为刚性支架和可缩性支架。式支架可分为刚性支架和可缩性支架。 （二）（二） 砌碹支护砌碹支护 砌碹支护的主要形式是直墙拱顶砌碹支护的主要形式是直墙拱顶式支护，直墙拱顶式支护由拱、墙和式支护，直墙拱顶式支护由拱、墙和基础基础3个部分组成。该支护具有坚固、个部分组成。该支护具有坚固、耐
33、久、防火、通风阻力小等优点。该耐久、防火、通风阻力小等优点。该支护缺点是施工复杂，劳动强度大，支护缺点是施工复杂，劳动强度大，成本高，进度慢。成本高，进度慢。 （三）（三） 锚喷支护锚喷支护 锚喷支护是锚杆支护、喷射混凝土支锚喷支护是锚杆支护、喷射混凝土支护和锚杆与喷射混凝土联合支护的总称。护和锚杆与喷射混凝土联合支护的总称。 1.锚杆支护锚杆支护 锚杆支护就是在巷道掘进后，先向围锚杆支护就是在巷道掘进后，先向围岩打眼，在眼孔内锚入锚杆，把巷道围岩岩打眼，在眼孔内锚入锚杆，把巷道围岩予以加固，充分利用围岩自身的强度，从予以加固，充分利用围岩自身的强度，从而达到支护巷道的目的。而达到支护巷道的目
34、的。 （1） 锚杆支锚杆支护作用的机理。锚护作用的机理。锚杆支护的作用机理杆支护的作用机理有加固拱作用、悬有加固拱作用、悬吊作用、组合梁作吊作用、组合梁作用、围岩补强作用用、围岩补强作用和减小跨度作用等，和减小跨度作用等，如图如图6-6所示。所示。 悬吊作用。在层悬吊作用。在层状岩层中，锚杆将下部状岩层中，锚杆将下部不稳定的岩层悬吊在上不稳定的岩层悬吊在上部稳固的岩层上。锚杆部稳固的岩层上。锚杆所受的拉力来自被悬吊所受的拉力来自被悬吊的岩层重量，如图的岩层重量，如图6-6（a）所示。）所示。 组合梁作用。在组合梁作用。在没有稳固岩层的薄层状没有稳固岩层的薄层状岩层中，锚杆将薄层岩岩层中，锚杆将
35、薄层岩石锚固成一个岩石板梁，石锚固成一个岩石板梁，提高顶板的承载能力。提高顶板的承载能力。决定组合梁稳定性的主决定组合梁稳定性的主要因素是锚杆的锚固力要因素是锚杆的锚固力及杆体强度和岩层性质及杆体强度和岩层性质,如图如图6-6（b）所示。）所示。 挤压加固作用。挤压加固作用。在块状围岩中，锚杆可在块状围岩中，锚杆可将巷道周围的危石彼此将巷道周围的危石彼此挤紧，对岩石起到挤压挤紧，对岩石起到挤压加固作用，在围岩周边加固作用，在围岩周边一定厚度的范围内形成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，从而能保持巷道的
36、稳定性，松动和变形的加固拱，从而能保持巷道的稳定性，如图如图6-6（c）所示。）所示。 减小跨度作用。减小跨度作用。巷道顶板打上锚杆，巷道顶板打上锚杆，相当于在该处打上点相当于在该处打上点柱，因而就相当于把柱，因而就相当于把巷道顶板岩石悬露的巷道顶板岩石悬露的跨度缩小了，从而提跨度缩小了，从而提高了顶板岩层的抗弯高了顶板岩层的抗弯曲能力，如图曲能力，如图6-6（d）所示。所示。 （2） 锚杆支护的形式。锚杆支锚杆支护的形式。锚杆支护按组合构件可分为护按组合构件可分为7类支护：单体锚类支护：单体锚杆、锚杆网、锚杆钢带、锚杆梁、锚杆、锚杆网、锚杆钢带、锚杆梁、锚杆桁架、锚杆锚索、多种组合。其中，杆
37、桁架、锚杆锚索、多种组合。其中，多种组合又包括锚带网、锚梁网、锚多种组合又包括锚带网、锚梁网、锚杆桁架网、锚带（梁）网索等。根据杆桁架网、锚带（梁）网索等。根据巷道围岩稳定性，采用合适的锚杆支巷道围岩稳定性，采用合适的锚杆支护形式。护形式。各类支护应选择合理的参数，以便各类支护应选择合理的参数，以便达到最佳的支护效果。锚杆杆体的直径、达到最佳的支护效果。锚杆杆体的直径、长度及形状，托盘的材质、强度，树脂长度及形状，托盘的材质、强度，树脂锚固剂的技术特征等，都决定着锚杆在锚固剂的技术特征等，都决定着锚杆在巷道内的布置：巷道内的布置： 锚杆的布置方式。锚杆的布置一般有锚杆的布置方式。锚杆的布置一般
38、有“矩矩形形”（正方形、长方形）和（正方形、长方形）和“五花形五花形”布置等，如布置等，如图图6-7所示。所示。锚杆的间排距一般取锚杆的间排距一般取0.6 m、0.8 m和和1.0 m，顶板条件良好或采用联合支，顶板条件良好或采用联合支护方式时可取护方式时可取1.0 m和和1.2 m。 锚杆的锚固方式。锚杆的锚固方锚杆的锚固方式。锚杆的锚固方式可分为端头锚固、加长锚固和全长锚式可分为端头锚固、加长锚固和全长锚固。应根据锚杆杆体性能和围岩强度来固。应根据锚杆杆体性能和围岩强度来选择锚固方式。选择锚固方式。 树脂锚固剂。树脂锚固剂与不树脂锚固剂。树脂锚固剂与不同材质的杆体配套已成为现代锚固工程同材
39、质的杆体配套已成为现代锚固工程的最佳材料。它黏结能力强，固化速度的最佳材料。它黏结能力强，固化速度快，耐久性好，抵御外界和人的影响因快，耐久性好，抵御外界和人的影响因素能力强，安全可靠性高，产品质量稳素能力强，安全可靠性高，产品质量稳定，贮存期长。定，贮存期长。 树脂锚杆。树脂锚杆是以合成树树脂锚杆。树脂锚杆是以合成树脂为黏结剂，在固化剂和加速剂的作用脂为黏结剂，在固化剂和加速剂的作用下将锚杆和岩石牢固地黏结成为一个坚下将锚杆和岩石牢固地黏结成为一个坚固的新型锚杆。树脂锚杆由树脂药卷、固的新型锚杆。树脂锚杆由树脂药卷、锚杆杆体、托盘和螺母等部件组成。高锚杆杆体、托盘和螺母等部件组成。高强度螺纹
40、钢锚杆结构如图强度螺纹钢锚杆结构如图6-8所示。在所示。在安装锚杆时，应严格按照锚固剂的技术安装锚杆时，应严格按照锚固剂的技术特征进行操作。特征进行操作。（3） 锚杆支护施工安全的注意事项。锚杆支护施工安全的注意事项。 巷道锚杆支护施工必须有作业规巷道锚杆支护施工必须有作业规程，并且严格按作业规程的规定组织施程，并且严格按作业规程的规定组织施工。工。 锚杆眼必须按作业规程要求的间锚杆眼必须按作业规程要求的间距和排距布置，锚杆至迎头的间距必须距和排距布置，锚杆至迎头的间距必须小于锚杆的设计排距。小于锚杆的设计排距。 打眼前，必须打眼前，必须“敲帮问顶敲帮问顶”，撬，撬掉活矸，按规定架设临时支护，
41、严禁空掉活矸，按规定架设临时支护，严禁空顶作业。钻眼时应按事先确定的眼位标顶作业。钻眼时应按事先确定的眼位标志处钻进。钻完后应将眼内的岩粉和积志处钻进。钻完后应将眼内的岩粉和积水吹（掏）干净。水吹（掏）干净。 锚杆眼应做到当班打的眼当班锚。锚杆眼应做到当班打的眼当班锚。锚杆的外露长度要符合作业规程的规定，锚杆的外露长度要符合作业规程的规定，一根锚杆上不允许上两个托板或螺帽。一根锚杆上不允许上两个托板或螺帽。 锚杆眼必须按照规定角度打眼，锚杆眼必须按照规定角度打眼，不得打穿皮眼或沿顺层面、裂缝打眼。不得打穿皮眼或沿顺层面、裂缝打眼。 使用树脂锚杆时应用防护手套，使用树脂锚杆时应用防护手套，未固化
42、的树脂药包和固化剂具有毒性和未固化的树脂药包和固化剂具有毒性和腐蚀性，应避免与皮肤接触。破损的药腐蚀性，应避免与皮肤接触。破损的药包应及时处理，严禁树脂药包接触明火。包应及时处理，严禁树脂药包接触明火。 锚杆安装时的预应力必须符合作锚杆安装时的预应力必须符合作业规程的规定，否则将可能导致重大事业规程的规定，否则将可能导致重大事故的发生。故的发生。小结 2.喷射混凝土支护喷射混凝土支护 喷射混凝土是将水泥、砂、石子喷射混凝土是将水泥、砂、石子按一定比例混合搅拌后，送入混凝土按一定比例混合搅拌后，送入混凝土喷射机中，用压缩空气将干拌和料送喷射机中，用压缩空气将干拌和料送到喷头处，在喷头的水环处加水
43、后，到喷头处，在喷头的水环处加水后，高速喷射到巷道围岩表面，起到支护高速喷射到巷道围岩表面，起到支护作用的一种支护形式和施工方法；是作用的一种支护形式和施工方法；是一种不用模板，没有浇注和捣固工序一种不用模板，没有浇注和捣固工序的快速、高效的混凝土施工工艺。的快速、高效的混凝土施工工艺。（1） 喷射混凝土支护作用原理。喷射混凝土支护作用原理。 支撑作用。喷射混凝土支护具有良支撑作用。喷射混凝土支护具有良好的物理力学性能，特别是抗压强度较高，好的物理力学性能，特别是抗压强度较高，可达可达20 MPa以上，因而能起到支撑作用。以上，因而能起到支撑作用。又因其中掺有速凝剂，使混凝土凝结快，又因其中掺
44、有速凝剂，使混凝土凝结快，早期强度高，紧跟掘进工作面，起到及时早期强度高，紧跟掘进工作面，起到及时支撑围岩的作用，有效地控制了围岩的变支撑围岩的作用，有效地控制了围岩的变形和破坏。形和破坏。 充填作用。由于喷射速度很高，充填作用。由于喷射速度很高，混凝土能及时地充填围岩的裂隙、节理混凝土能及时地充填围岩的裂隙、节理和凹穴，大大提高了围岩的强度。和凹穴，大大提高了围岩的强度。 隔绝作用。喷射混凝土层封闭了隔绝作用。喷射混凝土层封闭了围岩表面，完全隔绝了空气、水与围岩围岩表面，完全隔绝了空气、水与围岩的接触，有效地防止了风化潮解而引起的接触，有效地防止了风化潮解而引起的围岩破坏与剥落的围岩破坏与剥
45、落 柔性支护作用。喷射混凝土的柔性支护作用。喷射混凝土的黏结力大，同时喷层较薄，具有一定黏结力大，同时喷层较薄，具有一定的柔性。它既能和围岩黏结在一起产的柔性。它既能和围岩黏结在一起产生一定量的共同变形，使喷层中的弯生一定量的共同变形，使喷层中的弯矩大为减小，甚至不出现张应力，又矩大为减小，甚至不出现张应力，又能对围岩变形加以控制。能对围岩变形加以控制。（2） 喷射混凝土支护安全施工注意喷射混凝土支护安全施工注意事项。事项。 在使用喷射机前，应对其进行全在使用喷射机前，应对其进行全面检查，发现问题及时处理。面检查，发现问题及时处理。 喷射机要专人操作。处理机械故喷射机要专人操作。处理机械故障时
46、必须切断电源、风源。送风、送电障时必须切断电源、风源。送风、送电时必须通知有关人员，以防发生事故。时必须通知有关人员，以防发生事故。 初喷前，要先敲帮问顶，清除危岩初喷前，要先敲帮问顶，清除危岩活石，以保证作业安全。初喷应紧跟迎头，活石，以保证作业安全。初喷应紧跟迎头，喷体支护的端头距工作面的距离必须符合喷体支护的端头距工作面的距离必须符合作业规程的规定。作业规程的规定。 喷射中发生堵管时，应停止作业。喷射中发生堵管时，应停止作业。处理堵塞的喷射管路时，在喷枪口的前方处理堵塞的喷射管路时，在喷枪口的前方及其附近，严禁有其他人员，以防突然喷及其附近，严禁有其他人员，以防突然喷射和管路跳动伤人。疏
47、通堵管采用敲击法。射和管路跳动伤人。疏通堵管采用敲击法。 在斜井和巷道中使用的长距离钢管或在斜井和巷道中使用的长距离钢管或塑料管要定期转动，使其磨损均匀。作业塑料管要定期转动，使其磨损均匀。作业中要经常检查输料管和出料弯头处有无磨中要经常检查输料管和出料弯头处有无磨薄、击穿现象，发现问题及时处理。薄、击穿现象，发现问题及时处理。 较高巷道喷顶时，要搭设可靠的工作较高巷道喷顶时，要搭设可靠的工作台或用机械手喷射。喷射手应配两人，一台或用机械手喷射。喷射手应配两人，一人持喷头喷射，一人辅助照明并负责联络、人持喷头喷射，一人辅助照明并负责联络、观察顶板及喷射情况，以确保安全。观察顶板及喷射情况，以确
48、保安全。 向喷射机送料人员要站在安全地点。向喷射机送料人员要站在安全地点。斜巷悬车上料时，车下方必须设挡车柱。斜巷悬车上料时，车下方必须设挡车柱。 喷射机必须保持密封性能良好，防止喷射机必须保持密封性能良好，防止漏风和粉尘飞扬，加强工作面通风。漏风和粉尘飞扬，加强工作面通风。 喷射作业中粉尘的来源主要是水泥和喷射作业中粉尘的来源主要是水泥和砂粒中的矽尘飞扬。长期吸入粉尘，会危砂粒中的矽尘飞扬。长期吸入粉尘，会危害工人的身体健康。凡从事喷射作业的人害工人的身体健康。凡从事喷射作业的人员，必须佩戴劳动保护用品。喷射前应开员，必须佩戴劳动保护用品。喷射前应开启降尘设备和设施。启降尘设备和设施。 3.
49、锚喷联合支护锚喷联合支护 （1） 锚杆喷射混凝土支护。对比锚杆喷射混凝土支护。对比较破碎的、节理裂隙发育比较明显的较破碎的、节理裂隙发育比较明显的岩层，巷道掘进后围岩稳定性较差，岩层，巷道掘进后围岩稳定性较差，容易出现局部或大面积冒落，一般应容易出现局部或大面积冒落，一般应采用锚杆喷射混凝土支护。采用锚杆喷射混凝土支护。这种支护方式既能充分发挥锚杆的这种支护方式既能充分发挥锚杆的作用，又能充分发挥喷射混凝土作用，作用，又能充分发挥喷射混凝土作用，两种作用相结合，有效地改进了支护的两种作用相结合，有效地改进了支护的效能，因而得到广泛应用。一般情况下，效能，因而得到广泛应用。一般情况下，爆破后应首
50、先及时初喷混凝土封闭围岩，爆破后应首先及时初喷混凝土封闭围岩，紧接着打入锚杆，随后在一定距离内复紧接着打入锚杆，随后在一定距离内复喷到设计厚度。喷到设计厚度。 （2） 锚杆喷射混凝土金属网联合锚杆喷射混凝土金属网联合支护。对于特别松软破碎和断层带，或支护。对于特别松软破碎和断层带，或围岩稳定性差、受爆破震动较大的巷道，围岩稳定性差、受爆破震动较大的巷道，宜选用锚、喷、网联合支护。设置金属宜选用锚、喷、网联合支护。设置金属网的主要作用是防止围岩收缩而产生裂网的主要作用是防止围岩收缩而产生裂隙，抵抗震动，使混凝土应力均匀分布，隙，抵抗震动，使混凝土应力均匀分布，避免局部应力集中，提高喷射混凝土支避
