论文
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负荷支护在巷修中的应用
许建树
（环闽投资有限公司，龙岩，364000）
摘 要：本文通过对南阳村煤矿在巷道变形、顶板破碎的井巷维修中大面积推广砌碹负荷支护工艺改进的实践，进一步说明其实用的前景及适用的范围。
关键词：应力 负荷 支护 砌碹
1 概况
南阳村煤矿始建于1987年，原主平硐标高为+440， 现主平硐标高为+419，矿井采用平硐开拓，现开拓生产的主要巷道分布在东、西两采区中，原村矿主平硐已报废，现巷道其总体运输线路长，各主要集中运输大巷，在各见煤点和部分围岩破碎地段，虽有砌碹支护，但因年代久远，服务时间较长且受到小煤采动的影响，造成部分巷道扭曲、挤压变形严重，砌墙凸出，拱顶破碎。近几年虽又再次架棚支护和重新砌碹，但受两侧挤压影响，巷道断面越来越小，且影响到机车运行、人员行走的安全，又是矿永久性服务巷道，应及时对巷道变形严重地段进行重新整修、维护。
2 应力分析，选择维护方案
按照形变压力理论，支护结构的主要作用是限制围岩位移的发展，改善围岩的应力状态，阻止围岩松弛范围的增大。由于受冒落及上部小窖采动的影响打破了原岩应力平衡出现围岩应力的重新分布，产生了围岩变形，这就要求所采用的支护形式既允许围岩可以有一定的变形位移，以释放其形变能量，调整围岩应力状态，又不能位移过大以防止产生不利的松动破坏，保持围岩的二次支护强度。
既要求支护结构有足够的强度，又不能使“刚度”过大，在实际应用中砌碹支护既能封闭围岩防止继续风化，又与围岩粘结组成一个整体而带来荷载均匀性，围岩和混凝土变形一致性，减小变形增长的速度。因为，在砌碹凝固力所控制下的围岩固体，形成整体性和强度的凝固压缩带，既有较大支护抗力又有较大可塑性的支护结构，具有良好地调整压力和控制围岩位移的作用，又可以充分利用地层抗力，使砌碹内混凝土层中的弯矩大为减小，甚至不出现强拉应力，从而发挥有效的支护作用。
3 改进后碹体的优点
由于原来砌碹体采用料石、水泥砂浆等材料，墙体、拱的接口处无埋可缩性材料，也无预留卸压孔。料石、混凝土石块在碹体中受力情况不好，受力也不均匀，当在周围及顶板应力集中时，砌碹体容易受破坏而变形，严重影响砌碹体的使用寿命。改进后主要突出优点体现在以下三点：
3.1 改进后的砌碹体在对地基不实或下部为空区时，对地基采用浇筑0.4*0.4米的地梁并埋入二条旧钢轨。其作用是把砌碹墙体传来的载荷及自重均匀地传递给底板，使整个碹体受力均衡，减小应力集中。
3.2 改进后的砌碹体是在墙体和拱的接口处，埋入0.15*0.3米的防腐枕木.由于其是可缩性材料,当围岩周边向巷道空间位移的过程中,砌碹拱和围岩共同变形并逐渐受到愈来愈大的压缩,它起到了限制围岩位移的发展，从而使砌碹体不易遭受破坏。
3.3 改进后墙体每隔2米预留20厘米的卸压孔，当围岩压力来时，有一定的释放空间，起到很好的减压释压的作用，从而有效的保证的砌碹的使用寿命。
4 改进后砌碹体的工程规格质量要求
4.1 净断面要求：断面形状要砌成半圆拱断面，净宽
1.80米，墙高1.30米，拱高0.90米
4.2 砌碹厚度要求：砌拱的厚度为30厘米，墙厚度为
30厘米。
4.3 基础要求：在砌筑侧墙时，要先挖好地基，地基深度不得少于0.30米；挖地基时遇到坚硬岩时，应用风镐挖至0.30米；对地基不实或下部为空区时要浇筑地梁并埋入旧钢轨，不允许偷工减料，以保证地基牢固。
4.4 侧墙要求：在砌筑侧墙时，要做到垂直缝错开，横缝要水平，灰缝要饱满均匀，料石间和凹凸面要用石片垫稳或咬紧，使面缝和灰缝紧密结合，并且2米段间应预留0.20米的卸压孔，在侧墙与砌拱相连处应用防腐枕木隔开（这与以往的砌碹主要不同之处），起到减压降压的作用。
4.5 砌碹用料要求：要用毛料石和水泥砂浆砌筑，毛料石要选用受风化轻，硬度大，其块长为：长25~40厘米，宽高为15~25厘米，砌拱时所用的砂浆标号不低于100号，砌筑侧墙所用砂浆及浇灌水沟壁的标号不低于75号。
4.6 在砌筑拱时，要采用水泥砂浆砌筑，其毛料配比为：水泥：粗中混合砂：石子为1：2.0：（1.5~2.0），水泥：细砂：石子为1：（1.5~2.0）：（1.5~2.0），水泥砂浆的重量配比为：水泥砂=1：2~3，砂浆标号不低于75井，水灰比为0.45~0.55。
4.7 砌拱：两侧墙达到要求高度后，根据巷道中腰线安上砌胎及模板，砌拱时要从两侧拱基向拱顶对称进行，要采用水泥砂浆按要求进行砌筑，厚度为30厘米，在砌拱时，要做好拱后充填，尤其是拱基处更要充填密实。
4.8 拆除模及清理：砌筑完毕，待砌体达到一定强度时（一般为8~10天）才能拆除模板，拆后发现灰缝不饱满，局部有蜂窝、麻面等要用砂浆勾缝或抹面，底板杂物要清干净。
5 应用效果
5.1 砌碹支护在巷道破碎带及在受到采动影响的巷道中的应用不但技术上可行，而且经济上合理。在相同条件下，每米巷道砌碹费用720元（决算价），而工字钢支护每米巷道造价850元（决算价），每米可节约130元。
5.2 使用砌碹支护有效地控制了巷道围岩变形和松动破坏，不但变被动支护为主动支护，而且还具有对采动支承压力较好的抗冲性能，改善了巷道围岩的承载性能，改善了巷道维护条件，为安全生产提供了保证。
由于有一定的使用价值，近几年南阳煤矿在巷道维修中对围岩比较破碎，受小煤采动影响较大的巷道和压力较大服务年限较长的巷道中，如+419东区两对集中运输大巷、各石门围岩(见煤处)比较破碎的地段，都大面积推广使用砌碹支护。
参考文献：
1、《井巷工程》煤炭工业出版社
2、其它矿历年来砌碹支护作业规程
作者简介：
许建树男2000年毕业于福建煤炭工业学校，现在环闽公司南阳煤矿从事安全生产技术管理工作，担任生产科采掘主管，兼办公室主任。
