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常用巷道支架形式

【】石材支架
(1)石材支架的材料
根据来源不同，石材分天然和人造石材。天然石材是用强度大不易风化的花岗岩、石灰岩和砂岩经加工而成，俗称料石。料石石材的性能见表。人造石材有普通砖、混凝土砖等。用石材、砂浆砌壁形成的巷道支架，其本身是连续的整体，对围岩能起封闭，防止风化作用。
料石材料性能
材料名称容重，kg/m3强度，MPa吸水率%耐用年限a抗压抗折抗剪花岗岩25~27120~2508~1513~19＜175~200石灰岩10~2620~1401.8~207~142~620~40砂岩22~2547~1403.5~148.5~18＜1020以上砖石砌体结构在我国有悠久的历史和丰富经验，特别是用料石砌壁的石材支架，在我国煤矿中过去使用的相当广泛。这种支架坚固、耐久、阻水、通风阻力小，其材料来源广，多数可就地取材。
石材支架材料的规格和标号应符合以下要求：
1)料石必须质地致密、坚硬无裂隙、不带风化皮层，抗压强度不应低于40Mpa，加工面凹凸不超过10mm或20mm两种，形成六面体。在同一地区采用的料石规格尺寸应力求统一，厚度一般不小于200mm，长度适应设计规定的砌体厚度，其规格一般为200mm×200mm×200mm或300mm×250mm×200mm。每块料石重量以不超过40kg为宜。料石间砌缝一般为15mm。
2)普通砖的规格为240mm×115mm×53mm，标号不小于75号，一般要求大于100号。混凝土砖强度等级不低于C20。砖缝间隙为10mm。
3)砌筑料石或砖用的水泥砂浆，由水泥、砂和水拌和而成。砂浆标号一般不低于75号，其重量配比为1：4(水灰比为0.8)或1：3(水泥比为0.7)。
4)石材砌筑巷道的壁后空间，应选用较坚硬遇水不变质、不易风化的碎石充填密实。在地质变化大或有淋水的地段，可采用低标号混凝土或片石砂浆充填。
(2)石材支架施工
石材支架的主要形式是直墙拱顶。它由拱、墙和基础构成。拱部各截面主要产生压应力及部分弯曲应力。拱部的内力主要为压应力，这样有利于发挥石材抗压强度高的特性。
石材支架的施工，多在掘进后先安设临时支架，以防止掘进与砌碹之间巷道的顶帮岩石冒落。临时支架多采用15~24kg/m钢轨制作的金属拱形支架，支架间距一般为0.8~1.0m，支架间安设拉钩和撑住，并用背板背紧。

【】木材支架
(1)木材支架的材料及型式
巷道中常用的木材支架是梯形棚子，适用的木材有杉木、松木、落叶松、红杉、云杉、桦木、杨木、栎木和榆木等。直径一般为16~22cm。木材的构造具有各向异性，所以木材在顺纹、横纹方向上的强度也不相同。木材的顺纹抗拉强度比横纹抗拉强度约大10~40倍，木材的顺纹耐压强度为横纹耐压强度的3~10倍，木材的顺纹抗剪强度比横纹抗剪强度小17%~25%。因此木材使用时尽量避免横纹受拉压和顺纹受剪切。
木材支架是一种过去使用得最广泛的支架，它的重量较轻，具有一定的强度，加工容易，架设方便，特别适应于多变的地下作业条件，构造上可以做成有一定刚性的支架，也可以做成有适当可缩性的支架，当压力突然增大时，木材支架还能发出声响讯号。其缺点是强度有限，不能防火，容易腐朽，服务年限很短，不能阻止和防止围岩风化。目前，煤炭工业中木支架的使用量已越来越少。木支架一般用在围岩压力不大、巷道服务年限不长、断面较小的采区巷道里，有时也用作巷道掘进中的临时支架。
(2)木材支架的结构
木材支架由一根顶梁，两个棚腿以及背板、木楔等组成。顶梁是木支架支承顶压的受弯构件。棚腿是顶梁的支点，并承受侧压。棚腿与底板的夹角一般为80°，并应插到坚实的底板岩石上。顶梁和棚腿的连接，常用的“亲口接”(图)，安设时应用四个楔子把梁腿接口处与顶帮围岩之间楔紧，以便承受此处较大的挤压力和保持整个支架的稳定性。背板通常可用板皮、次木材或柴束，它的作用是使压力均匀分布到顶梁和棚腿上，并防止碎矸石下落。根据围岩坚固程度，背板有密集布置的，或间隔放置的。背板后面和围岩间若有空隙，应用废木料或矸石填实。
每架棚子架好后，其平面应和巷道的纵向轴相垂直。为了增加每架棚子的稳定性，棚子间可以打上小圆木或方木制作的撑柱，或钉上拉条。

木材支架亲口接
【】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。由于使用目的不同，两种型钢的截面形状完全不同，U型钢是为制造可缩性支架而设计的，矿工钢过去多用于制造刚性金属支架。由于矿工钢来源广，造价低，加工简单，现场有大量使用矿工钢性支架的习惯。近几十年来，我国在原有矿工钢性支架的基础上，设计和研制了专门的可缩性连接件，或对矿工钢刚性支架进行某些改造，成功地使用了矿工钢可缩性支架。
(1)对矿用支护型钢性能的要求
井下条件复杂，巷道支架承受的载荷以及载荷分布均在不断变化，特别是一些围岩变形量较大