Page 167 - 采矿工程中采矿工艺与技术研究

第四章 采矿工程巷道掘进和支护技术

（1）承载能力极限状态
如果构件的受力达到了其最大的承载能力或其变形已经达到了不适于继续承
载的程度，则可认为构件超过了承载能力极限状态。该极限状态对应于构件的最

大的承载能力和不适于继续承载的变形。对于矿山巷道支护构件处于承载能力极
限状态，又具体分为以下几种情况：
①整个构件或构件的一部分发生刚体的位移或倾覆、扭曲等。如发生岩石、
料石碹和喷层的冒落，钢筋网或钢支架的倾覆、扭曲等；②巷道支护构件内的应

力等于或超过了其材料强度而导致构件的破坏；③巷道支护构件因过度变形而不
适于继续承载；④巷道支护构件或其地基失去稳定。
（2）正常使用极限状态
如果构件在使用过程中受力达到了规定的承载能力或其变形已经达到了规定

限值的程度，则可认为构件超过了正常使用极限状态。该极限状态对应于构件正
常使用承载能力和耐久性能的某个规定的限值。当矿山巷道支护构件出现下列状
态之一时，则可认为，构件超过了正常使用极限状态。①影响正常使用或外观的
变形；②影响正常使用或耐久性能的局部破坏（如局部出现裂缝、掉块等）；③

影响正常使用的其他特定状态。
（3）建议的矿山巷道支护构件可靠性指标
工程结构可靠性分析应用中的一个重要问题就是确定工程结构可靠性设计的
标准，即确定不同的工程及其结构构件的许用可靠指标 [β]，并据此确定许用可

靠度 [P s ] 或许用失效概率 [P f ]。由于目前在矿山巷道的设计规范尚无权威的标准。
作者建议采用类比法确定矿山巷道可靠性设计的参考标准，作为研究和设计的参
考值，为矿山巷道设计规范的制定提供参数。根据《建筑结构可靠度设计统一标
准》（GB50068-2001）。和建筑结构构件承载能力极限状态的设计可靠性指标 [β]

相比，此处的 [β] 相应的小了 0.2。这主要是考虑到矿山巷道不是人居住的场所，
其安全系数应当有所降低。另外从技术层面上，主要是考虑了两点：一是岩石即
使是破坏了，仍然具有一定的承载能力；二是围岩在承载过程中，由于其具有镶
嵌作用，使其承载能力提高，这一部分承载能力，设计中一般都不考虑。

（二）矿山巷道支护形式与支护构件类型
目前矿山巷道的支护形式有料石支护、混凝土支护、喷射混凝土支护、锚杆
支护、喷锚支护、喷锚网支护、金属支架支护以及这些支护的复合形式。常用的

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