1. 第一节 支护材料 第二节 锚喷支护 第三节 普通支架

3. 一、水泥 ⑴ 硅酸盐水泥 ⑵ 普通硅酸盐水泥 建筑工程 ⑶矿渣硅酸盐水泥 ⑷ 粉煤灰硅酸盐水泥 ⑸ 火山灰质硅酸盐水泥 ⑴ 高铝水泥—— 快硬、高强、耐腐蚀，国防、道路、抢修 ⑵ 膨胀水泥——防水沙浆：构件、管道接头，防渗抹面 特殊工程 ⑶ 白色水泥——原料和制作设备及过程 ⑷ 彩色水泥 —— 氧化铁、氧化锰、氧化铬 ⑸ 快硬水泥 —— 抢修工程、抗冲击及抗震性工程 ⑹ 耐硫酸盐水泥。

6. 名称 化学式 简写式 含量（ % ） 硅酸三钙 3CaO·SiO 2 C 3 S 36~37 硅酸二钙 2CaO·SiO 2 C 2 S 15~37 铝酸三钙 3CaO·Al 2 O 3 C 3 A 7~15 铁铝酸四钙 4CaO·Al 2 O 3 ·Fe 2 O 3 C 4 AF 10~18

9. 表 5-2 硅酸盐水泥各龄期强度（ GB175-85 ）

11. ㈡ 普通硅酸盐水泥 凡由硅酸盐水泥熟料、少量混合材料，适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，都称为普通硅酸盐水泥，简称 普通水泥 。掺活性混合材料时，掺量不得超过 15 ％ ；掺非活性混合材料时，掺量不得超过 10 ％， 同时掺活性和非活性混合材料时，总量不得超过 15 ％， 其中非活性混合材料不得超过 10 ％，窑灰不得超过 5% 。 按照国家标准，普通硅酸盐水泥分为 275 、 325 ． 425 、 525 、 625 和 725 六种标号。 普通硅酸盐水泥与硅酸盐水泥的区别，仅在于其中含有少量混合材料 , 故其基本性能与硅酸盐水泥相同。与同标号硅酸盐水泥相比，普通硅酸盐水泥早期硬化速度稍慢，抗冻、耐磨性等性能也较硅酸盐水泥稍差。普通硅酸盐水泥凝结时间要求与硅酸盐水泥相同。它的使用范围与硅酸盐水泥也基本相同，但它的标号范围较宽，便于合理选用。

13. 2 ．掺混合材料的硅酸盐水泥 矿渣硅酸盐水泥 火山灰质硅酸盐水泥 粉煤灰硅酸盐水泥 有 275 、 325 、 425 、 525 和 625 五个标号。 目前生产较多的为 325 和 425 。三种水泥的标号及 各龄期的强度值不得低于表 5-3 的规定。

14. 三种水泥共同特性是： 凝结硬化速度较慢，早期强度较低，但后期强度增长较 快，甚至超过同标号的硅酸盐水泥； 水化放热速度慢，放热量也低；对温度的敏感性较高，温度较低时，硬化很慢，温度较高时（ 60 ～ 70°C 以上）硬化速度大大加快，往往超过硅酸盐水泥的硬化速度； 抵抗软水及硫酸盐介质的侵蚀能力较硅酸盐水泥高。 这三种水泥的抗冻性差。 矿渣硅酸盐水泥和火山灰质硅酸盐水泥的干缩性大，而粉煤灰硅酸盐水泥的干缩性小。火山灰质硅酸盐水泥的抗渗性较高，矿渣硅酸盐水泥的耐热性较好。 除能用于地面外，还特别适田于地下和水中的一般混凝土和大体积混凝土结构以及蒸汽养护的混疑土构件。

15. 常用水泥选用表如表 5-4 。

18. 砂子中各级尺寸颗粒搭配关系，称为砂的 颗粒级配。 砂的粗细程度和颗粒级配用 筛分法测定 称量每个筛上的筛余量 ( 称 分计筛余 ）， 分计筛余占总重量的百分率称 分计筛余百分率 。 各筛之分计筛余百分率和所有孔径大于该筛的分 计筛余百分率相加，称为 各该筛的累计筛余百 分率 。 5 ㎜ 2.5 ㎜ 1.2 ㎜ 0.6 ㎜ 0.3 ㎜ 0.15 ㎜

27. 4 ）计算水泥用量 由选定的用水量 W 与用式（ 5-5 ）求得的 W / C 可求出水泥用量。 （ 5-7 ） 5 ）选用合理砂率 Sp 砂率是指砂重占砂、石总重的百分率。

30. 为了提高坑木的服务年限 , 还要 对坑木进行防腐处理 .

32. 工字钢 角钢 U 型钢 轻轨

34. 采用 U 型钢支护的常村矿 N2 轨道上山

36. 我国于 1956 年开始试用锚杆支护巷道； 60 年代初期，在岩巷中使用了锚杆与喷浆支护， 60 年代中期，随着喷射机具的改进，又发展为喷射混凝土支护； 70 年代起， 光面爆破与锚喷技术结合 ， 形成光爆锚喷支护 。锚杆从钢筋、钢丝绳水泥砂浆锚杆发展到快硬水泥锚杆、树脂锚杆、管缝锚杆、长锚索等，逐步形成一套比较完善的光爆锚喷和光爆锚网喷支护方式，锚喷支护方式的应用范围从岩石巷道发展到煤一岩巷、煤巷和井筒工程。 由于锚喷支护机理、设计方法、检测手段的不断发展，锚喷机具及操作工艺不断完善，锚喷支护技术逐步配套，使用范围不断扩大，锚喷支护在各类巷道中所占比重（ 1994 年统计资料）为岩石巷道的 55 ％，半煤岩巷道的 29 ％，煤巷的 16 ％，已成为煤矿岩石巷道的主要支护形式。

37. 采用光爆锚喷技术施工的大巷 王庄矿 +630 水平运输大巷，断面 18m2 ， 长 1200m ，光爆工艺，锚喷支护

43. 杆体直径 18 ～ 24mm ，锚固力不应低于 5 吨，托板厚度不应小于 8 ～ 10mm ，面积不应小于 150×150mm

46. 树脂锚固剂适应性强，使用范围广，可锚固各种木材、金属、玻璃钢体及其他刚性物体。树脂锚固剂不仅应用于井巷支护、井筒安装、水电工程预应力锚杆加固，而且在建筑物加固，高速公路修补、隧道施工、基础生根、设备基础及构件锚固等领域有它广泛的应用之地 。 树脂锚固剂是一种高强高效的粘结式锚固材料，目前已在多种领域得到广泛应用，具有以下性能特点： 1 、承载快，锚固力大。具有“双快一高”的特性：固化时间快（速度可调）、强度增长快、强度高。安装后不仅能及时承受载荷，且锚固力大。

51. ⑵ 杆体可伸缩锚杆 用优质钢材，并对材料进行专门加工处理，可制成 较大延伸率的锚杆杆体。

53. 玻璃钢锚杆

54. 中空自钻式锚杆

58. 4 ．挤压加固拱作用 对于被纵横交错的弱面所切割的块状或破裂状围岩，如果 及时用锚杆加固，就能提高岩体结构弱面的抗剪强度，在围岩 周边一定厚度的范围内形成一个不仅能维持自身稳定、而且能 阻止其上部围岩松动和变形的加固拱，从而保持巷道的稳定。

61. 2 ）锚杆杆体直径 式中， d 为锚杆杆体直径，㎜； Q 为锚固力，由拉拔实验确定， KN ； σ t 为杆体材料抗拉强度， MPa 。 3 ）锚杆间、排距 锚杆的间距，排距计算，通常间、排距相等，取为 a ，并根据锚杆的锚固力应等于或大于被悬吊岩石的重量的原则确定，即： 式中， γ 为岩石体积力， KN/m 3 。 锚杆杆体直径根据杆体承载力与锚固力等强度原则确定，即

68. 2 ．改善围岩应力状态 一方面将围岩表面的凹凸不平处填平，消除因岩面不平 引起的应力集中现象，避免过大的集中应力所造成的围岩破 坏；另一方面，使巷道周边围岩由双向受力状态变成三向受 力状态，提高了围岩的强度。 喷前围岩强度曲线 喷前围岩应力圆

72. 转子—Ⅴ型喷射机

78. 2 ）水压 水压应比风压高 0.1MPa 左右，以保证喷头处的水环能充 分湿润高速流过的拌合料。 3 ）水灰比 喷射泥凝土的最佳水灰比为 0.4 ～ 0.45 。 4 ）喷头与受喷面的距离及倾角 合适的距离应使 回弹率低 而混凝土 强度高 ，一般控制在 0.8 ～ 1.2m 。 喷头方向除了喷墙下部可下俯 l0 ～ 15° 外，应尽量与受喷面正交。

81. 3 ）为了保证喷射质量、提高工效，应合理划分喷射区 段。一般以 6m 长为一基本段，基本段再分为 2m 长的三小 段。喷墙时，每喷完 1.5m 高使依次向相邻小段前进。图 5-33 为拱形巷道合理划分喷射区段的一个实例。对于凹凸严重的 岩面，应先凹后凸、自下而上地正确选择喷射次序。

83. 首先找到水源点，在该处凿一个深约 l0 ㎝左右的喇叭口， 冲洗干净后，用速凝水泥浆将导水管理入，再向管子周围 喷混凝土，待混凝土达到一定强度后，再向导管内注入水泥 浆，将孔封闭。

86. 锚网支护梯形巷道

87. 锚网支护拱形巷道

88. 锚网带支护 锚网带支护由锚杆、钢带及金属网组成。钢 带是用扁钢或薄钢板制成，为了便于锚杆安装，在钢带上预先 钻好孔，钻孔形状为椭圆形，钻孔直径应由相应锚杆直径确 定。也可采用钢筋梯代替钢筋带。

89. 锚杆桁架支护 锚杆桁架主要有锚杆、拉杆、拉紧器及垫块结合而成 的。水平拉杆的预紧作用，增大了沿巷道轴向的一组裂隙的 摩擦系数，提高了围岩的整体性，有利于顶板围岩的成拱。 锚杆桁架特别适宜围岩变形大的软岩巷道，对于锚杆或其它常规支护方法难于维护的复杂地质条件，软弱破碎顶板控制有重要作用。

90. 桁架锚杆

94. 一、木支架 巷道中常用的木支架是 梯形棚子 ，由 顶梁 、 棚腿 和 背板 、 木楔 等组成，其结构如 图 5-37 所示。 顶梁 承受顶板岩石给它的 垂直压力 构件。 棚腿 承受顶梁传给它的 轴向压力 和侧帮岩石给它的 挤压力 。 背板 将岩石压力均匀地传给主要构件梁与腿上，并能阻挡 化石垮落。 木楔 的作用是使棚子与围岩紧固在一起，为防止放炮崩倒棚 子，木楔向工作面方向打紧。 撑柱 的作用是加强棚子在巷道轴线方向上的稳定性。

95. １—顶梁； 2— 棚腿； 3— 木楔； 4— 背板； 5— 撑柱； 6— 楔子 ４ Ⅰ Ⅰ ３ 80° ２ ６ １ ５

97. 表 5-21 木材支架坑木直径与每米巷道架棚数

98. 优点： 木棚重量轻，加工架设容易，有一定的强度； 在构造上可作成具有一定刚性或较大可缩性的支架，能适 应多变的地质条件，当地压突增时还能发出声响讯号，故在 地下采矿工程中用得最早，过去也用得最多． 缺点： 由于木棚强度不高，不防火，易腐朽，不能阻水和防止 围岩风化，使用日渐减少，每年消耗的坑水量十分巨大，因 此，节约坑木并寻求坑木代用品，势在必行。

100. 木支架破坏情况

102. 工字钢梯形支架

104. 拱形可缩性金属支架适用于地压大，地压 不稳定和围岩变形量大的巷道，支护断面一般 不大于 12m 2 。 支架棚距一般为 0.7 ～ 1.1m ，棚子之间应用 金属拉杆通过螺栓、夹板等互相紧紧拉住，或 打入撑柱撑紧，以加强支架沿巷道轴线方向的稳 定性。

105. U 型钢拱形可缩性支架

106. U 型钢方环形可缩性支架

108. 四、石材整体式支架

110. 使用料石砌筑拱、墙时， 一般采用拱、墙等厚，即拱厚 d 。 = 墙厚 T ，可按 表 5-22 选取 拱墙厚度。使用混凝土砌拱、 料石砌墙时，一般拱、墙不等 厚，可按表 5-23 选取拱墙厚。 拱、墙均使用混疑土砌筑 时，可参照表 5-23 混凝土拱厚 数据选用。 石材支架具有坚固耐久、 防火阻水、通风阻力小、材料 来源广等优点。 缺点是施工复杂，工期 长，成本较高。故多用于服务 期长的主要巷道。

111. 表 5-22 料石或砖砌巷道拱壁厚度 ㎜

112. 表 5-23 混凝土拱、料石墙砌巷道拱壁厚度 ㎜

114. 在围岩稳定、侧压小的情况下，可采用无腿拱形金属临时支架，如图 5-44 所示。