豎井?dāng)嗝嬉话愣疾捎脠A形，小型豎井也有采用矩形斷面。在穩(wěn)定巖層中施工豎井一般采用永久支護(hù);當(dāng)豎井穿過表土層、破碎不穩(wěn)定巖層時(shí)，還必須在掘進(jìn)過程中進(jìn)行臨時(shí)支護(hù)。使用的支護(hù)材料有木材、鋼材、石材、混凝土和鋼筋混凝土、錨噴混凝土等。
木材支護(hù)：用于小型豎井或淺井的支護(hù)。也可用作圓形空豎井的背板。支護(hù)用木材一般采用直徑20cm以下的松原木，背板采用厚度為5cm的松木板。支護(hù)形式有懸吊井框和間隔井框兩種。間隔井框之間可用木柱分隔，井框支承在下部基框上，其段高視地層條件而定;懸吊井框設(shè)鋼筋吊鉤，支承在上部基框上，其段長根據(jù)井框重量和配用鋼筋數(shù)量經(jīng)計(jì)算確定。
鋼材支護(hù)：用于小型豎井或淺井的永久支護(hù)和圓形豎井的臨時(shí)支護(hù)，有井圈背板支護(hù)和金屬掩護(hù)筒支護(hù)兩種。
(1)井圈背板支護(hù)。用井圈背板作臨時(shí)支護(hù)，先往下掘進(jìn)一段，隨即架設(shè)背板，直至達(dá)到所定的施工段高，然后再由下而上一邊拆除井圈背板，一邊進(jìn)行永久支護(hù)。其施工方式有長段單行作業(yè)和平行作業(yè)，適用于磚石、混凝土與鋼筋混凝土永久支護(hù)的井筒。支護(hù)形式有倒魚鱗式、對(duì)頭式、花背板式。倒魚鱗式用于表土層、松軟巖層和淋水較大巖層，具有防止片幫，安全可靠和背板可作模板用等優(yōu)點(diǎn);對(duì)頭式用于一般基巖，具有封閉巖幫嚴(yán)密，背板可作模板等優(yōu)點(diǎn);花背板式用于穩(wěn)定巖層。
(2)金屬掩護(hù)筒支護(hù)。采用型鋼和鋼絲網(wǎng)或鋼板制成筒形結(jié)構(gòu)物，吊掛在掘進(jìn)工作面上方，并隨下掘而下放的支護(hù)方法，適用于穩(wěn)定圍巖和采用平行作業(yè)方式的井筒支護(hù)，金屬掩護(hù)筒按構(gòu)造分柔性掩護(hù)筒和剛性掩護(hù)筒兩種。柔性掩護(hù)筒采用型鋼制成比掘進(jìn)直徑小200mm的多層圓形骨架，其間距為1m，用鋼絲繩相連，在骨架外圍敷設(shè)三層鍍鋅鋼絲網(wǎng)，構(gòu)成一個(gè)柔性圓筒;剛性掩護(hù)筒由采用型鋼、鋼板制成的外、內(nèi)兩層掩護(hù)筒和懸吊裝置組成。金屬掩護(hù)筒懸掛在吊盤的下層盤，隨吊盤下降而下降。
石材支護(hù)：用料石砌筑豎井井壁的支護(hù)方法。僅用于小型豎井、涌水量小的巖層支護(hù)。它具有就地取材、施工簡單、節(jié)約投資、不用木材和鋼材等優(yōu)點(diǎn)，但存在施工效率低、機(jī)械化程度低、勞動(dòng)強(qiáng)度大、封水性能差等缺點(diǎn)，適用于長段單行作業(yè)的井筒支護(hù)。支護(hù)方法是：當(dāng)豎井掘進(jìn)至所要求的段高后，澆筑混凝土壁座或壁圈，并由下而上一邊砌筑一邊進(jìn)行壁后充填混凝土，直至上段井壁底部。
混凝土支護(hù)：由于井筒斷面和井深的不斷加大，越來越多的豎井采用整體澆灌混凝土井壁作為永久支護(hù)的方法。表土井頸段井壁、穿過破碎巖層和地耐力較大地層的豎井段井壁應(yīng)配置鋼筋。混凝土井壁支護(hù)包括模板支設(shè)、混凝土攪拌、混凝土輸送、井壁施工和井壁淋水綜合處理措施。
(1)模板支設(shè)。按材料分有繩捆式木模板、裝配式木模板和金屬模板。這些模板在地面加工而在井下組裝，并按設(shè)計(jì)規(guī)格進(jìn)行測(cè)量固定，由下往上邊支模邊澆灌混凝土，直至上段混凝土井壁底部。這種模板作業(yè)簡單，但施工效率低、勞動(dòng)強(qiáng)度大、材料用量多，僅適用于單行作業(yè)的豎井施工。按構(gòu)造形式，模板又分為活動(dòng)金屬模板和滑動(dòng)模板。活動(dòng)金屬模板多用于煤礦豎井，由模板、脫模裝置、刃腳、接碴模板構(gòu)成，可懸掛在吊盤上或由地面穩(wěn)車直接懸吊，隨井筒下掘進(jìn)行支護(hù)。這種模板適用于混合作業(yè)施工方式的豎井混凝土澆灌。滑動(dòng)模板有整體上行滑動(dòng)模板和液壓滑升模板兩種，利用絲杠、絞車或液壓千斤頂模板，進(jìn)行自下而上邊提拉模板邊澆灌混凝土。這種模板適用于單行作業(yè)和異段平行作業(yè)的井壁混凝土澆灌，特別適用于結(jié)構(gòu)復(fù)雜的井頸段和凍結(jié)段井壁的二次復(fù)壁混凝土施工。
(2)混凝土攪拌。整體澆灌混凝土井壁時(shí)，混凝土采用機(jī)械攪拌。攪拌站可設(shè)置在井口棚內(nèi)或井口棚外。設(shè)在井口棚內(nèi)的攪拌站有低于井口式、高于井口式和兩井共用式三種。
(3)混凝土輸送。有吊桶和輸送管(溜灰管)兩種輸送方式。吊桶輸送方式可利用矸石吊桶或采用專用的底卸式吊桶或翻轉(zhuǎn)式吊桶。用吊桶將混凝土下至吊盤，經(jīng)受料斗、分灰器再把混凝土送至井壁模板內(nèi)。輸送管(溜灰管)輸送方式包括受料斗、伸縮管、溜灰管、緩沖器、活節(jié)管等部分。輸送管采用直徑169mm、厚6mm無縫鋼管，隨工作面前進(jìn)用法蘭盤接長。輸送管上部配置有伸縮管和受料斗，下部裝有緩沖器和活節(jié)管。緩沖器起減緩混凝土流速的作用，常用的為圓筒式緩沖器。活節(jié)管由15～35個(gè)用薄鋼板制成的錐形短管組成，總長度為8～20m，在工作面內(nèi)可以自由擺動(dòng)并隨模板加高而逐節(jié)拆除。輸送管運(yùn)輸方式可用于井深，大于600m的井筒施工。
(4)井壁施工。按不同作業(yè)方式進(jìn)行現(xiàn)澆混凝土井壁施工。單行作業(yè)方式時(shí)，在工作面松碴上立底模，自下而上立模澆灌混凝土，直至上段井壁;平行作業(yè)方式時(shí)，利用吊盤或穩(wěn)繩盤進(jìn)行高空立模澆灌混凝土;混合作業(yè)方式時(shí)，采用活動(dòng)金屬模板隨工作面下掘進(jìn)行混凝土澆灌。若上下兩段井壁接碴后仍有滲水，可用快干水泥處理;若有淋水，則應(yīng)先導(dǎo)水，再進(jìn)行壁后注漿堵水。當(dāng)井壁設(shè)有梁窩時(shí)，可采用預(yù)梁窩或現(xiàn)鑿梁窩的方法，也可采用螺栓固定鋼梁，在安裝時(shí)進(jìn)行施工。
(5)井壁淋水綜合處理措施。井壁淋水主要是上段井筒淋水、砌壁井段含水巖層涌水以及井口和管路漏水。上段井筒淋水可采取設(shè)置截水槽截水措施，將水集中后導(dǎo)入井底。當(dāng)水量較大又集中出水時(shí)，應(yīng)作注漿處理。對(duì)砌壁井段幫淋水，采取的措施之一是，將集中出水點(diǎn)包以卵石濾水層，外面以黃泥或磚石作擋水墻或采用雙層模板、快凝混凝土作隔水層，再插入導(dǎo)水管使涌水集中流出模板后進(jìn)行砌壁或澆灌混凝土，再進(jìn)行壁后注漿封水。措施之二是，在砌壁段井幫淋水的工作面上方架設(shè)木質(zhì)或鋼質(zhì)擋水板、防水圈、防水槽或在吊盤上層盤進(jìn)行擋水，使淋水不流入模板內(nèi)。措施之三是，模板內(nèi)的積水可在模板上直接鉆孔放出或用集水盒、穿孔鋼管集水導(dǎo)出，或以虹吸管導(dǎo)水等辦法排出。井壁淋水需要采取多種綜合處理措施。
(6)錨噴支護(hù)。一般用于f>5，而裂隙小、涌水少的圍巖支護(hù)。錨噴支護(hù)的金屬網(wǎng)用16號(hào)鍍鋅鐵絲編成，支護(hù)時(shí)相互搭接，用楔縫式錨桿固定在井幫上，與噴射混凝土結(jié)合。在豎井支護(hù)中，噴射混凝土一般被用作永久支護(hù)。由于它分次施工，第一次先噴的一層厚度較小的混凝土可作為臨時(shí)支護(hù)。因而錨噴支護(hù)既適用于臨時(shí)支護(hù)，也可用于永久支護(hù)。
平斜巷支護(hù)
巷道支護(hù)包括安設(shè)支架和維護(hù)巷道雙重含義。巷道支護(hù)有棚式支架、石材支護(hù)、錨桿支護(hù)和噴射混凝土支護(hù)。棚式支架和石材支護(hù)屬剛性支護(hù)，錨桿支護(hù)和噴射混凝土支護(hù)具有一定的柔性。
棚式支架：按材料不同有木支架、金屬支架、預(yù)制鋼筋混凝土支架。支架可在制作廠加工，也可在現(xiàn)場加工，采取邊掘進(jìn)邊架設(shè)。棚式支架的架設(shè)順序?yàn)椋和谂锿雀C一立棚腿一上頂梁一打角楔一背頂梁一背幫一加撐柱或架設(shè)支架縱向拉桿。木支架、金屬支架既可用作石材支護(hù)的臨時(shí)支架，又可作為永久支架。在斜巷支護(hù)中，當(dāng)斜巷的傾角小于10°時(shí)，棚式支架應(yīng)有3°～5°迎山角;傾角為10°～20°時(shí)，棚間應(yīng)加頂撐;傾角為20°～30°時(shí)，棚間應(yīng)加頂、底撐;傾角大于30°時(shí)，應(yīng)加頂、底撐和底梁，并在每段下部設(shè)置基框或承木，并由下往上進(jìn)行架棚。
石材支護(hù)：用于巖石松軟破碎和節(jié)理裂隙比較發(fā)育及滲水的基巖支護(hù)。按結(jié)構(gòu)形式不同分為砌碹支護(hù)和整體式支護(hù)兩種。
(1)砌碹支護(hù)。支護(hù)材料有磚、料石、混凝土塊三種。砌碹支護(hù)具有堅(jiān)固、耐久、防火、阻水、通風(fēng)阻力小和就地取材等優(yōu)點(diǎn)，但勞動(dòng)強(qiáng)度大、機(jī)械化程度低、速度慢、阻水效果和整體性能差。石材支護(hù)與掘進(jìn)工作面之間的距離一般為20～40m，可采取單元作業(yè)或平行作業(yè)施工。當(dāng)巖石較松軟時(shí)，常采用由型鋼制成的拱形構(gòu)件作臨時(shí)支護(hù)，并隨掘進(jìn)而架設(shè)，達(dá)到要求的段長后再進(jìn)行永久支護(hù)施工。臨時(shí)金屬支架按圍巖性質(zhì)不同有無腿支架和帶腿支架兩種。石材支護(hù)的砌筑順序?yàn)椋翰鸪R時(shí)支架—掘砌基礎(chǔ)—砌筑側(cè)墻—立碹胎模板—砌拱—充填—養(yǎng)護(hù)—拆模清理。當(dāng)圍巖穩(wěn)定性較差時(shí)，采用先墻后拱的分段抬拱梁。支護(hù)材料采用材料車按需用量供應(yīng)，砌筑用的砂漿和充填用的混凝土可在現(xiàn)場拌制。
(2)整體式支護(hù)。有現(xiàn)澆混凝土支護(hù)和鋼筋混凝土支護(hù)兩種，整體式支護(hù)的施工順序與砌碹支護(hù)相似。
錨桿支護(hù)：將錨桿錨入圍巖內(nèi)，使巷道周圍形成一個(gè)整體而穩(wěn)定的巖石帶，以達(dá)到支架和圍巖共同工作目的的巷道支護(hù)。錨桿種類較多，按其結(jié)構(gòu)形式有4類22種，礦山常用的錨桿有楔縫式、脹殼式 倒楔式以及樹脂和水泥等點(diǎn)錨式錨桿;全長粘結(jié)式水泥砂漿錨桿(包括鋼絲繩錨桿);管縫式、脹管式等摩擦式全長錨固錨桿;楔管式、砂漿楔縫式和砂漿楔管式等綜合式錨桿。錨桿材料可采用金屬材料或者竹、木。
錨桿安設(shè)包括打眼、安裝、注眼三個(gè)工序。(1)打眼。用鑿巖機(jī)打眼或用專用的錨桿鉆機(jī)。錨桿打眼安裝機(jī)打眼。(2)安裝。按錨桿種類和材料不同采用不同的安裝方法。竹、木錨桿用風(fēng)錘或手錘打緊、錨固;楔縫式金屬錨桿用風(fēng)錘、扭力扳手、普通扳手或手錘錨固;管縫式錨桿安裝用鑿巖，推入孔眼中預(yù)定位置;脹管式錨桿可用高壓水脹管安裝。(3)注眼。可采用先錨后注或先注后錨兩種方式。竹、木、金屬錨桿安裝后，用注眼器、注漿器將水泥砂漿注入。對(duì)于樹脂錨桿與快硬水泥錨桿，先將水泥藥卷或樹脂藥卷用錨桿體送至孔底，再用配有特殊鉆頭的普通電鉆、扭力扳手或普通扳手將錨桿一次安裝。
噴射混凝土支護(hù)：用壓縮空氣將混凝土拌合料經(jīng)噴槍高速噴射于巖壁表面。并與巖壁緊密粘結(jié)，構(gòu)成支承結(jié)構(gòu)的井壁支護(hù)。它與錨桿、鋼筋網(wǎng)、鋼纖維相結(jié)合，能提高噴射混凝土的整體性，可用作臨時(shí)支護(hù)和永久支護(hù)。噴射混凝土支護(hù)具有許多優(yōu)點(diǎn)：能使混凝土與圍巖緊密粘結(jié)，在巷道周壁形成巖石拱，充分發(fā)揮圍巖的支承作用;巷道開挖后能及時(shí)支護(hù)圍巖;噴層可以薄層支護(hù)巷道，具有良好的柔性，對(duì)初次地壓大的巖層支護(hù)效果好;能填補(bǔ)巷道表面的凹穴，緩和應(yīng)力集中;能及時(shí)封閉巖面，減少巖石的風(fēng)化變形。
根據(jù)巷道圍巖穩(wěn)定程度，可分別采用素噴射混凝土、鋼纖維噴射混凝土、錨噴混凝土、錨網(wǎng)噴混凝土進(jìn)行支護(hù)。噴射混凝土施工包括備料、拌料、噴射機(jī)輸送、噴射、養(yǎng)護(hù)等工序。
(1)備料。噴射混凝土的原材料有水泥、砂、石、外加劑和水。所用材料除滿足普通混凝土的要求外，應(yīng)采用標(biāo)號(hào)為425以上的普通硅酸鹽水泥、中粗砂和最大粒徑不超過25mm的石子。砂石應(yīng)進(jìn)行篩洗，并設(shè)擋雨棚晾干，嚴(yán)格控制含水率。
(2)拌料。采用容積為375L的蝸槳式攪拌機(jī)或螺旋強(qiáng)制式攪拌機(jī)拌料。先按設(shè)計(jì)配合比將砂、石、水泥經(jīng)計(jì)量后送入攪拌機(jī)攪拌，然后再將通過振動(dòng)篩的合格拌合料送入貯料斗待用。
(3)噴射機(jī)輸送。專用噴射機(jī)有干式、濕式、干濕兩用和噴射機(jī)組四類。干式噴射機(jī)有罐式、轉(zhuǎn)體式和螺旋式;干濕兩用噴射機(jī)有JP型;噴射機(jī)組由上料機(jī)、混凝土噴射機(jī)和噴霧加水系統(tǒng)組成，有適用于巷道支護(hù)的PS-JP型噴射機(jī)組和適用于豎井支護(hù)的噴射機(jī)組。噴射機(jī)一般設(shè)置在支護(hù)工作面附近的井口或吊盤上。拌合料可以用礦車、專用材料車或管道運(yùn)送，速凝劑可在拌料時(shí)一齊加入或在噴射機(jī)上料時(shí)加入。輸料管以采用鋼管為主，并用軟管分別連接噴射機(jī)與噴頭。輸送距離取決于噴射機(jī)的性能，水平輸送距離一般都在500m以內(nèi)，向上垂直輸送為50m以內(nèi)，若輸送距離較遠(yuǎn)可在輸料管上加設(shè)壓氣噴嘴進(jìn)行增壓。
(4)噴射。利用壓縮空氣將拌合料通過輸料軟管送至噴頭，在噴頭處加水混合后，噴射至支護(hù)工作面。噴頭有單水環(huán)式、雙水環(huán)式及異徑葫蘆管與預(yù)加水環(huán)式三種。噴射混凝土作業(yè)分區(qū)進(jìn)行。巷道施噴按先墻后拱順序進(jìn)行，當(dāng)遇到松軟不穩(wěn)定巖層時(shí)，初噴為先拱后墻，復(fù)噴為先墻后拱，局部不穩(wěn)定部分應(yīng)先期處理。豎井施噴由下而上分段噴射。噴槍應(yīng)按螺旋狀軌跡一圈壓半圈的橫向運(yùn)動(dòng)，噴頭離工作面的距離為0.5～1.0m，噴槍與受噴面垂線的夾角為10°～15°。噴層較厚時(shí)，應(yīng)分層噴射。
(5)養(yǎng)護(hù)。為使水泥充分水化，減少或防止噴射混凝土收縮開裂，混凝土應(yīng)灑水養(yǎng)護(hù)。養(yǎng)護(hù)時(shí)間和灑水次數(shù)視作業(yè)面條件而定。
硐室支護(hù)
硐室具有斷面大、長度短、形狀復(fù)雜、與周圍井巷工程聯(lián)接多等特點(diǎn)。大多硐室還要求具有隔水、防潮等性能。硐室支護(hù)常與井筒支護(hù)、車場巷道支護(hù)同時(shí)進(jìn)行，使之成為一個(gè)整體。硐室支護(hù)可采用現(xiàn)澆混凝土和錨噴混凝土支護(hù)。其順序有先拱后墻和先墻后拱。在不穩(wěn)定巖層中施工硐室時(shí)，要進(jìn)行臨時(shí)支護(hù)，常用的有木支架、鋼支架、錨噴臨時(shí)支護(hù)等。
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