砌碹巷道修护技术与安全管理培训

砌碹巷道修护技术与安全管理培训CONTENTS目录01砌碹巷道概述与修护意义02碹体破坏机理与影响因素03砌碹巷道修护技术方法04修护施工工艺与质量控制CONTENTS目录05施工安全防护体系建设06应急管理与工程案例分析01砌碹巷道概述与修护意义砌碹支护技术的定义与应用特性

01砌碹支护的核心定义砌碹支护是采用砖石、混凝土等材料构筑的永久性拱形承重结构，通过拱形力学原理分散荷载，是矿山巷道支护的重要类型之一，具有整体性强、耐火等级高等特点。

02主要应用领域与场景广泛应用于桥梁工程、矿山巷道，尤其在煤矿服务年限长、地压较大的主要巷道仍被采用，也用于机电设备硐室出口防火铁门周边等对防火有特殊要求的部位。

03材料选用原则与特性主体材料常采用天然石材、普通硅酸盐水泥（如525﹟）、砂（粒度不大于2.5mm，含杂量小于5﹪）等，需满足耐火极限不低于3小时、静态荷载承载力＞50吨/平方米等核心性能指标。

04与其他支护方式的对比优势相较于锚喷支护等方式，砌碹支护具有材料来源广、投资小、抗压强度大、对软岩及破碎带围岩整体封闭相对好等优点，但施工周期较长且成本相对较高。传统支护与锚喷支护的技术对比材料来源与投资成本传统砌碹支护材料来源广，投资小；锚喷支护需专用喷射设备和材料，初期设备投入相对较高。抗压强度与围岩适应性砌碹支护抗压强度大，对软岩及破碎带围岩整体封闭性较好；锚喷支护通过锚杆与围岩共同作用，能更好适应围岩变形，尤其在中等硬度、破碎程度较轻的岩层中优势明显。施工效率与劳动强度锚喷支护机械化程度高，劳动强度小，施工速度快，如喷射混凝土修护可快速完成补强；传统砌碹施工工序相对复杂，劳动强度较大。对动压的适应能力砌碹支护刚性大，在动压作用下易产生脆性破坏；锚喷支护具有微小可缩性，能适应巷道收敛变形，更好地承受采动影响。砌碹巷道修护的工程必要性分析

保障矿井基本功能运行损坏的砌碹巷道会对运输、通风和行人安全构成直接威胁，及时修护是确保矿井正常生产运营的基础。

应对矿山压力与围岩变形碹体作为刚性支护，在矿山压力作用下易出现大范围损坏。修护可针对围岩松动圈、塑性变形区等问题，利用其残余强度进行加固，维持巷道稳定。

发挥砌碹支护固有优势砌碹支护具有材料来源广、投资小、抗压强度大、对软岩及破碎带围岩整体封闭性好等优点，对服务年限长、地压较大的主要巷道，修护可延续其优势并降低重建成本。

解决历史施工遗留问题部分砌碹巷道因掘进成型差、超挖严重、冒空区过顶不实等历史施工问题，导致支架受载不均，修护是解决此类隐患、提升巷道承载能力的必要手段。皖北煤电公司修护案例背景介绍案例调研背景与目的砌碹支护因材料来源广、投资小、抗压强度大、对软岩及破碎带围岩整体封闭好等优点，在皖北煤电公司部分服务年限长、地压较大的主要巷道仍有应用。但碹体刚性特点使其在矿山压力作用下易出现大范围损坏，威胁运输、通风和行人安全。为探讨经济有效的修护方法，对该公司几个矿井的修护砌碹巷道情况进行了调查统计。核心修护技术构想巷道开挖后，围岩依次形成松动圈、塑性变形区和弹性变形区。支护对象是围岩松动圈，利用松动圈内岩块相互啮合形成的自承能力来加固巷道是修护技术的基本构想。调研方法与范围通过对皖北煤电公司部分矿井砌碹巷道破坏情况进行实地调查与分析，总结碹体破坏的主要原因，并基于此提出相应的修护方法。02碹体破坏机理与影响因素巷道开挖后的应力场变化规律

应力平衡状态的破坏巷道开挖后，围岩原有的应力平衡状态被打破，导致应力重新分布，巷道周边岩体将发生一系列物理力学变化。

围岩变形区域的形成巷道周边依次形成松动圈、塑性变形区和弹性变形区。松动圈和塑性变形区是围岩体弹性能释放后的状态，在岩体破裂和运动中形成。

支护对象的明确由于塑性变形区的岩体具有较大支承强度，巷道的支护对象主要是围岩松动圈。利用松动圈内岩块自承能力加固巷道是修护技术的基本构想。围岩松动圈形成与支护对象分析巷道开挖后的应力平衡破坏巷道开挖后，围岩原有的应力平衡状态被打破，周边依次形成松动圈、塑性变形区和弹性变形区。围岩松动圈的特性与自承能力松动圈是围岩体弹性能释放后的状态，由岩体破裂和运动形成。松动圈内岩块因摩擦力相互啮合可形成自承带，利用此自承能力加固巷道是修护技术的基本构想。支护的核心对象：围岩松动圈由于塑性变形区岩体具有较大支承强度，巷道支护的核心对象是围岩松动圈，而非整个围岩。碹体破坏的直接原因与应力集中

围岩表面形态与应力集中凹凸不平的岩体表面与碹体接触时，会在局部形成显著的应力集中现象，这是导致碹体发生脆性破坏的直接力学诱因。

壁后空间与支护不及时当碹体壁后存在未充填的空间时，支护无法及时约束围岩变形，一旦围岩产生动压，碹体因缺乏有效缓冲和支撑而极易遭到破坏。

刚性支护与围岩变形的矛盾碹体作为整体式刚性支架，其刚性特性使其难以适应围岩的动态变形，在围岩压力持续作用下，应力集中区域易率先发生开裂和损坏。掘进施工质量对碹体稳定性的影响

巷道成型差与超挖的危害掘进巷道成型差，部分地段超挖严重，会导致冒空区过顶不实，造成支架受载不均，来压后易使碹体呈屋脊变形，影响其稳定性。

壁后空间对支护效果的削弱当壁后存在空间时，碹体作为刚性支护体不能及时支护围岩，一旦围岩产生动压，碹体就会因无法有效承载而遭到脆性破坏。

岩体表面不平整引发的应力集中凹凸不平的岩体表面会对碹体造成应力集中，这是导致碹体破坏的直接原因，影响碹体整体的承载能力和稳定性。地质构造带与软岩巷道破坏特征地质构造带巷道破坏的原因

过地质构造带的巷道易破坏，主要原因是破碎带、软岩及煤层稳定性差，围岩原有的应力平衡状态易被打破，导致支护体受力复杂。软岩巷道破坏的主要表现

软岩巷道在矿山压力作用下，常出现碹体整体式支架因壁后空间不能及时支护围岩，产生动压时发生脆性破坏，以及凹凸不平的岩体表面造成碹体应力集中。地质构造带与软岩巷道的共性破坏特征

二者均会导致巷道周边形成松动圈、塑性变形区和弹性变形区，围岩松动圈的存在使得支护体需承受较大压力，若支护不当易引发碹体开裂、直墙鼓出、拱顶下坠等破坏。采动影响下的巷道受力平衡破坏

采场动压对围岩应力场的扰动采场动压会破坏巷道围岩原有的受力平衡状态，导致围岩应力重新分布，是造成砌碹巷道破坏的普遍原因。

动压作用下碹体的脆性破坏特征由于碹体的刚性特点，在采场动压作用下，壁后若存在空间，碹体不能及时支护围岩，易发生脆性破坏，表现为碹壁开裂、直墙鼓出、拱顶变形等。

采动影响的普遍性与危害受采动影响巷道被破坏最为普遍，不仅影响巷道的正常使用，还给运输、通风和行人带来严重威胁，需及时进行修护。03砌碹巷道修护技术方法喷射混凝土修护技术原理与应用

技术核心原理利用高速喷出的混凝土射流嵌入碹壁缝隙，重新粘结破碎砌块，恢复拱形断面和抗压强度；同时填充壁后空间，减少应力集中，使非均质岩性趋于均一，改善支架受力状态。

适用条件与优势适用于直墙半圆拱巷道拱部损坏、压力趋于稳定或不再受采动影响的情况。具有机械化程度高、劳动强度小、施工快的优点，能使喷体与碹体相互依存、共同受力，兼具微小可缩性和较大刚度。

施工关键参数喷射混凝土厚度通常为70-100mm，施工前需冲刷碹壁表面。对于凿壁锚喷修护，喷射厚度为70-80mm，要求填平喷圆，壁窑处需喷填严实；扒碹锚喷修护喷射厚度为80-100mm，必要时铺金属网。

修护效果与作用通过混凝土渗入裂隙将碹块胶结成整体，利用其微小可缩性适应巷道收敛变形，阻止或减缓软岩蠕变，清除应力集中，改善承载结构，使修护后的碹体重新具备一定的支撑力和抗压强度。凿壁锚喷修护工艺与操作要点工艺核心问题与解决方案压碎变形碹壁表面尖棱毛糙、龟裂纵横，导致打锚杆钻孔易卡钻；壁后充填物阻碍钻头，快硬水泥锚固剂难以送入岩孔。通过凿掏壁窑可有效解决上述问题。壁窑凿掏与锚杆安装规范在点柱维护的碹壁上按1.0m×1.0m锚杆柱排距凿掏不小于200mm×200mm的壁窑，清除活动矸石后钻眼；选用16mm×1600mm端头弯曲式快硬水泥锚杆，安装时杆尾露出碹壁110mm左右并用塑料薄膜包裹螺纹。喷射混凝土施工要求冲刷碹壁后喷射70-80mm厚混凝土，需填平喷圆，尤其对壁窑要喷填严实；拆除杆尾包裹物后上托板紧固，考虑壁厚及壁后空间，围岩实际锚固厚度可达1.1m左右。修护机理与技术优势高速混凝土射流嵌入壁缝粘结砌块，壁窑内混凝土与锚杆铸成高强度楔块防止离层，减少壁后空间使受力均匀，锚杆分担载荷，综合提升支架承载能力与围岩稳定性。扒碹锚喷修护的适用条件与流程

适用条件适用于岩石硬度中等、破碎程度较轻，且无需大规模重建的砌碹巷道修复场景。

施工准备与前期支护从巷道一端开始，顺砌行扒掉拱肩以上坏碹，采用带帽点柱进行四周维护，确保施工区域安全。

扒碹与围岩处理每次扒碹长度根据岩性确定，一般为1-3m；人工凿除活动矸石，清理松动岩体，为后续支护创造条件。

锚喷支护作业及时喷射80-100mm厚混凝土，必要时铺设金属网；两帮拱肩碹茬处需喷填严实，凝固后按700mm×700mm锚距安装锚杆托板锚固。

循环作业流程完成一段支护后，继续向前循环扒碹施工，逐步实现巷道全段修复，恢复并提高巷道断面的承载能力。金属无腿拱棚支护技术应用规范

适用条件与场景主要适用于穿煤层破碎带、冒顶区接顶段或巷道超挖后充填物太厚地段的砌碹巷道修护工程。

施工关键步骤在碹拱拱肩完好处凿壁掏孔，插入拱棚道橛，用混凝土封实橛窝，水泥背板过顶，再喷射70-100mm厚的混凝土，形成钢筋混凝土复合支架。

支护结构优势该复合支架具有很高的承载能力，能够有效应对复杂地质条件下的围岩压力，提高巷道支护的稳定性和安全性。U型钢可缩性支架的工作原理

基本结构组成采用二接二节式U型钢拱形结构，通过卡环等连接件实现支架的搭接与固定，形成具有一定柔性的支护体系。

压力缓解机制当巷道压力显现时，卡环的卡紧作用使搭接处U型钢叠合面产生摩擦力；当轴向压力大于摩擦力时，支架下缩，从而缓解围岩应力。

协同支护方式配合混凝土喷浆支护，形成复合支护结构，既能利用喷体封闭围岩、减少空帮空顶，又能通过U型钢支架的可缩性适应巷道收敛变形。04修护施工工艺与质量控制施工前准备与现场勘查要求01工程概况与目标明确了解巷道用途、结构特点、历史维修记录，明确维修施工的目标、范围、质量标准及工期要求，为后续施工提供基础依据。02现场环境与安全条件评估评估施工现场地理环境、气候条件、交通状况，识别潜在安全风险如地质灾害、有毒有害气体等，并制定相应防范措施。03施工方案与计划制定根据工程概况和施工要求，制定详细施工方案，包括施工方法、工艺流程、材料设备计划；合理安排施工进度，明确各阶段任务、责任人及时间节点。04施工人员培训与资质审核对施工人员进行安全教育和技能培训，提高安全意识和操作技能；审核施工人员资质，确保其具备从事本次维修施工的资格和能力。05材料与设备准备备足钎椽、梢枝、荆芭等备用工具，料场物料堆放整齐并悬挂物料牌；施工所用机械设备需经严格检验和维护，确保处于良好状态。碹体拆除作业安全技术规范

拆除前准备与方案制定施工前必须进行现场勘查，明确拆除范围、碹体结构及周边支护情况，制定详细拆除方案。严禁使用爆破方式，优先采用人工风镐或机械破碎，每次拆除长度根据围岩稳定性确定，一般不超过2.4米。

拆除作业安全防护措施作业前严格执行敲帮问顶制度，清理危岩悬矸。设置专人观察顶板及围岩变化，工作台下方严禁站人。拆除的碹体碎块需及时清理，确保施工通道畅通，不得影响运输和行人安全。

临时支护与超前防护拆除前应采用铁板凳、工字钢或木垛进行超前支护，支护必须牢固可靠。拉顶后需及时撺杆护顶，长杆与支护柱之间用抓钉固定，防止矸石掉落伤人。

拆除作业操作规定拆除原木棚支护时，一次只准拆两架棚腿，严禁多段同时作业。拆除过程中保持碹体稳定，避免应力集中导致坍塌。发现墙体松软、破碎或压力异常时，立即停止作业并采取加固措施。支护材料选择与配比设计标准

主体材料选用规范料石宜选用规格为（250-300）×（200-150）×（150-100）mm的粗料石；水泥采用标号不低于525﹟的普通硅酸盐水泥；砂的粒度不大于2.5mm，含杂量小于5%。

砌筑砂浆配比标准砌碹砂浆标号不小于50﹟，应根据工程要求和材料性能进行科学配比设计，确保碹体强度和稳定性，灰缝宽度控制在10~20mm之内，且灰缝饱满无干缝、瞎缝。

壁后填充材料要求碹体壁厚与巷道围岩之间的空隙必须用不可燃性材料填实，冒顶区必须接顶，碹拱上部需有厚度不小于0.5米的不可燃垫层，严禁出现空帮、空顶现象。

基础处理材料标准墙体基础必须坐落在硬底上，基础深度不低于设计值（如400mm），宽度不小于设计值（如600mm），并铺设50mm厚的砂浆，确保基础牢固可靠。砌筑施工工艺流程与操作要点标准工艺流程遵循测量放线→砌筑基础→砌筑墙身→砌筑拱顶→养护的施工顺序，确保各环节有序衔接，保障碹体结构的整体性和稳定性。材料准备与处理选用优质材料，如525﹟普通硅酸盐水泥、粒度≤2.5mm且含杂量＜5%的砂，料石规格为（250-300）×（200-150）×（150-100）mm。材料需分类堆放并做好防潮、防水措施，砌筑前砖块应保持湿润。砌筑操作核心要点灰缝宽度控制在10~20mm，确保饱满无干缝、瞎缝；砌块垂直缝错开，不得同茬，每碹间留咬合茬；墙体基础设在硬底上，铺设50mm厚砂浆，基础深度不小于设计值（如400mm）；拱墙砌筑需挂好中腰线，保证中线至边线间距不小于设计20mm，腰线上、下误差≤30mm。质量检查与验收标准施工中定期检查灰缝饱满度、砖块含水率及砌筑尺寸偏差；碹体砌筑完成后，验收指标包括尺寸（净宽允许误差0～30mm，净高允许误差0～50mm）、强度、稳定性，碹体厚度不小于设计15mm，壁后填充需饱满密实，无空帮空顶现象。碹体养护与强度检测技术要求

碹体养护基本要求碹体砌筑完成后，必须确保在砌体达到规定强度后，方可拆除碹鼓及模板。养护期间应保持砌体湿润，避免因干燥过快导致强度降低或出现裂缝。碹体强度检测标准碹体强度检测需符合设计规范，其中砌碹沙浆标号不小于50﹟。检测项目包括灰缝饱满度、砌体厚度、基础深度及宽度等，确保各项指标满足工程质量要求。养护期与拆除模板规定原则上每见四个碹骨回一个碹骨，具体拆除时间需根据碹体凝固情况确定，确保碹体强度足以承受自身及外部荷载，防止过早拆除导致结构失稳。强度检测方法与频率在施工过程中需进行定期质量检查，包括灰缝饱满度、砖块含水率、砌筑尺寸偏差等检测。碹体砌筑完成后，需进行整体验收，验收标准涵盖碹体尺寸、强度、稳定性等指标。工程质量验收标准与常见问题处理

01碹体结构基本尺寸要求巷道净宽允许误差0～30mm，净高允许误差0～50mm，砌体厚度不小于设计15mm，基础深度不低于400mm，宽度不小于设计50mm。

02材料与灰缝质量标准砌碹沙浆标号不小于50﹟，灰缝宽度在10~20mm之内且饱满，无干缝、瞎缝；1m²范围内重缝、干缝、瞎缝总数不超过一处，砌块垂直缝错开，不得同茬。

03壁后填充与接顶要求壁厚与巷道围岩之间空隙必须用不可燃性材料填实，冒顶区必须接顶，碹拱上部需有厚度不小于0.5米的不可燃垫层，无空帮、空顶现象。

04常见质量问题及处理措施对灰缝不饱满、瞎缝等问题，需剔除不合格灰缝重新砌筑；尺寸偏差超标时，根据情况进行局部凿除修补或返工；发现空帮空顶，应采用不燃材料重新填实。05施工安全防护体系建设施工人员安全培训与资质管理

安全意识与技能培训定期对施工人员进行安全意识教育和操作技能培训，提升其对潜在风险的识别能力和应急处理能力，确保熟悉施工安全规章制度。

施工人员资质审核严格审核施工人员的资质，确保其具备从事砌碹巷道维修施工的相应资格和能力，禁止无证上岗或超范围作业。

心理健康教育开展心理健康教育，帮助施工人员缓解工作压力，保持良好心理状态，避免因心理因素引发安全事故，营造稳定的施工团队氛围。通风系统管理与有害气体监测

通风系统的前期检查与启动施工前必须确保通风系统正常运作，可采用机械通风与自然通风相结合的方式，确保巷道内空气流通，为施工人员提供安全的呼吸环境。通风效果的定期检测定期检测巷道内的氧气和有害气体含量，确保氧气浓度符合安全标准，有害气体浓度控制在允许范围内，保障施工人员在安全的环境中工作。临时通风设施的设置当原有通风系统不能满足施工需求时，应设置临时通风设施，如局部通风机等，确保施工期间巷道内的空气质量，防止有害气体积聚。有害气体监测设备的配置与使用施工现场应配置必要的有害气体监测设备，安排专人负责监测，实时掌握有害气体浓度变化情况，一旦发现异常，立即采取措施进行处理。个人防护装备配置与使用规范头部防护装备所有施工人员必须佩戴合格的安全帽，以防止头部受到坠落矸石、工具或其他物体的冲击伤害，确保施工过程中头部安全。身体防护装备施工人员应穿着符合规定的防护服，包括防滑鞋以防止滑倒、防护手套保护手部免受摩擦和锐器伤害、防护眼镜防止粉尘及飞溅物损伤眼睛。呼吸防护装备在存在有害气体（如瓦斯、一氧化碳）或粉尘的作业环境中，施工人员必须佩戴合适的呼吸防护用品，如防尘口罩或防毒面具，保障呼吸系统健康。装备使用与维护要求个人防护装备使用前需检查其完好性，使用过程中严格按照操作规程佩戴，使用后及时清洁和维护，确保下次使用时性能可靠，严禁使用破损或失效的防护装备。机械设备安全操作与维护标准

设备操作前的安全检查规范施工所用机械设备在操作前必须进行严格检验，确保各部件连接紧固、制动系统灵敏、安全防护装置齐全有效。重点检查风镐、锚杆钻机等工具的钻头磨损情况及液压系统压力是否正常。

操作人员资质与技能要求机械设备操作人员需经过专业培训并取得相应资质，熟悉设备性能及操作规程。例如，锚杆安装机操作手需掌握16mm×1600mm端头弯曲式锚杆的正确安装方法，确保杆尾露出碹壁110mm左右。

设备使用过程中的安全防护施工现场应设立机械设备操作区，严禁无关人员进入。喷射混凝土作业时，操作人员必须佩戴防护眼镜、防尘口罩和防滑手套，防止高速喷射物及粉尘伤害。

定期维护保养与故障处理建立设备维护台账，按规定周期对机械进行保养，如锚杆钻机钻杆每使用50次需检查弯曲度，液压系统每月更换滤芯。发现故障立即停机，由专业人员维修，严禁带病运行。施工现场危险源辨识与控制措施

地质条件类危险源包括过地质构造带、软岩及穿煤层段巷道的坍塌、滑坡风险，以及受采动影响导致的巷道围岩受力失衡，需通过超前地质探测和加强支护等措施控制。

施工环境类危险源巷道内空间狭小、通风不良可能导致缺氧或有害气体积聚，需确保通风系统正常运作，定期检测氧气和有害气体含量，必要时设置临时通风设施。

机械设备使用危险源施工中使用的风镐、钻机等设备若操作不当或维护不良，易引发机械伤害事故，应加强设备检验维护，操作人员需经专业培训并严格遵守操作规程。

作业行为类危险源如拆除碹体时未按规定进行点柱维护、扒碹长度超标、敲帮问顶制度未落实等，需强化现场管理，明确作业流程，加强施工人员安全意识教育。06应急管理与工程案例分析常见安全事故类型与应急处置流程

坍塌事故应急处置立即停止作业，启动应急预案，组织人员撤离至安全区域；设置警戒标识，严禁无关人员进入；采用临时支护（如木垛、工字钢）加固未坍塌区域，由专业人员观察围岩动态，制定清理和加固方案。

有害气体中毒应急处置迅速撤离中毒人员至通风良好处，保持呼吸道通畅；检测巷道内气体浓度，开启通风设备降低有害气体浓度；对中毒者实施急救（如人工呼吸、吸氧），并及时送医；查明气体来源，采取封堵或抽排措施。

物体打击事故应急处置立即停止相关作业，检查受伤人员伤情并进行初步处理（止血、包扎等）；清理现场散落物体，消除二次伤害隐患；查明事故原因，加强现场安全防护（如设置防护栏、佩戴安全帽），对作业人员进行安全教育。

机械伤害事故应急处置立即切断机械设备电源，防止设备继续运转造成二次伤害；对受伤人员进行紧急救治，若有断肢等情况需妥善保存并随伤员送医；检查设备故障原因，修复或更换损坏部件，对操作人员进行设备安全操作再培训。应急救援预案制定与演练要求

预案核心内容构成应包含事故处理流程、人员疏散方案、救援措施等关键要素，明确各环节责任人及行动路线，确保覆盖火灾、坍塌、设备故障等多种突发情况。

演练频次与形式要求定期组织应急演练，演练内容需结合施工现场实际风险，可采用桌面推演与实战演练相结合的方式