合理選用支護材料有很大的意義
為了保持巷道的穩定性,防止圍巖發生垮落或過大變形,巷道掘進后一般都要進行支護。在巷道施工中,支護工作量占有很大的比重,其工作進度直接影響著成巷速度。因此,合理選用支護材料和支護形式,有著很大的經濟意義。
一、支護材料
礦用支護材料有木材、金屬材料、石材、混凝土、砂漿等。
1.木材
用作礦井支架的木材稱為坑木。木材具有紋理,在平行纖維(順紋)方向和垂直纖維(橫紋)方向的強度是不相同的。木材順紋抗拉強度比橫紋抗拉強度大IO - 40倍,順紋抗壓強度為橫紋抗壓強度的3 -10倍。礦用坑木以松木為多,其重量輕,易加工,架設方便并有一定的可縮性,但強度小,易腐朽,不防火且服務時間短。
2.鋼材
井巷支護所用的鋼材,主要是用普通碳素鋼制成的各種型鋼,如鋼軌、工字鋼、槽鋼、角鋼及專門用于礦山的特殊型鋼等。用型鋼做成的支架,具有強度高,體積小,使用期長,易安裝拆卸及復用率高等優點,但價格昂貴,初期投資大。
3.水泥
水泥屬水硬性膠凝材料,除能在空氣中硬化,保持強度外,還能在水中硬化,并長期保持和提高其強度。硅酸鹽水泥是水泥中應用普遍,強度較高,選銀設備生產量多的一類水泥。這類水泥具有強度高,凝結硬化快,抗凍性好的優點。但水化熱較高,不適合大體積工程使用;抗水性差,耐酸、堿及硫酸鹽的化學腐蝕性差。
4.其他材料
(1)混凝土。井巷工程中常用的普通混凝土是由水泥、砂子、石子及水組成。砂、石在混凝土中起骨架作用,小石子充填在大石子的空隙中,而砂子又充填在整個石子的空隙。若在混凝土中嵌入鋼筋,則稱為鋼筋混凝土,它能抗較大的拉力,又能抗較大的壓力,是強度較高的一種支架。多用于地壓不均勻的巷道中作永久支護,如立井井筒、井底車場附近的巷道和硐室等。在混凝土配比中減去石子而配備的混合物稱為水泥砂漿。水泥砂漿硬化后能將料石、磚、錨桿與巖石等膠結成一體。
(2)石材。具有較高強度而叉不易風化的巖石加工制成的砌塊稱為天然石材(料石)。按加工程度不同,可分為毛料石、粗料石及細料石3種,井下多用毛料石和粗料石。制作時應控制每塊料石質量在40kg以下,以便井下搬運和砌筑。石材可服務20—30年,堅固耐用,在立井井筒及井下開拓巷道中使用較廣。