钢管混凝土支架在高应力巷道加固中的应用

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发布时间：2021-09-12

资料介绍

钢管混凝土支架在高应力巷道加固中的应用
王长锁宋裕
(开滦钱家营矿业分公司河北唐山063301)
摘要：利用钢管混凝土支架技术，对八采轨道下山进行加固修复，有效地控制了围岩变形，保
证了巷道稳定，取得了良好的技术经济效果。
关键词：钢管混凝土支架巷道加固
中图分类号：TD353 ．2 文献标识码：B 文章编号：1006—0898(2009)04—0019—03
0 前言
钱家营矿八采区可采煤量3135万t．八采轨
道下山是八采区主要运输通道．是钱家营矿主要
接替采区，服务年限20年。由于受2871采面的
影响，八采轨道下山变形严重，无法满足使用要
求，需要多次翻修，前后使用过锚网喷支护、U型
钢支架等多种支护方式，服务时间短，频繁加固，
浪费大量人力和物力。2008年5月采用钢管混
凝土支架技术对其修复，有效的控制了围岩变
形，保证了巷道的稳定。延长巷道服务时间，取得
了良好的技术经济效果。
1 工程概况
八采轨道下山总工程量860m，巷道规格4．2
×3．0m(宽×高)，巷道开口位于一600西轨道大
巷，轨道下山方位3l3。，倾角17。，巷中与六采下
部运煤石门间距20m。巷道位于12一，煤层以下2
～ 16m，岩性为中砂岩、细沙岩、粉砂岩、煤线，位
于煤12一，底板强含水层中，该含水层为富含水性
较强含水层
2 钢管混凝土支架优点
钢管混凝土是一种新型结构。它是在钢管外
壳内填装混凝土组成的现代构件。其工作原理：
借助内填混凝土，增强管壳的稳定性；借助钢管
壳的约束作用使混凝土处于三向受压状态，从而
使夹心混凝土具有更高的抗压强度和抗变形能
力。钢管混凝土构件具有圆柱状外形，是最合理
的截面形状，它不仅有惯性矩大的特点，而且无
异向性，不易扭曲变形。
钢管混凝土支架具有突出的优点是支护能
力强。与同质量的U型钢支架相比。其支护反力
可达U型钢支架的2．5倍多。钢管混凝土支架
是一种“经济型高强度支架”。是“性价比”最优
的支护方式。
3 支护方案
3．1 钢管规格
支护钢管选用O140×8．5mm无缝钢管．重
量为27．57kg／m。
接头套管O159×8mm无缝钢管，重量为
29．79kg／m 。
选型依据：O140×8．5mm 钢管混凝土支架
支护强度及承载能力满足支护要求：O159×8mm
接头套管能够与O140×8．5mm钢管匹配。
3．2 混凝土配制。
所用混凝土采用425 普通硅酸盐水泥配制，
采用最大粒径为15mm的碎石作为粗骨料。优质
河砂(中砂)作为细骨料。在配制混凝土时掺人
适量减水剂，掺量为水泥重量的0．5％：掺人适
量速凝剂，掺量为水泥重量的2．5％：掺入适量
膨胀剂，掺量为水泥重量的2％。
3．3 钢管混凝土支架结构
巷道：毛断面宽4620mm，高3310mm。钢管
混凝土支架结构分为3段：直墙段长1000mm：半
圆拱段长6594mm，曲率半径2100mm。钢管混
凝土支护方案如图1。
3．4 钢管混凝土支架与巷道围岩的锚杆固定
为了使钢管混凝土支架与巷道围岩密切结
合，保证钢管混凝土支架的安装效果，支架钢管
通过020×2100mm螺纹钢锚杆锚固连接在巷道
围岩上，如图1。直墙段长度1m，所以用一根锚
杆固定；顶部半圆拱每节钢管长度2．198ITI，采用