一种让抗结合的浇灌混凝土开口钢管防治底鼓装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种让抗结合的浇灌混凝土开口钢管防治底鼓装置，包括抗‑卸压主体机构，承载托盘，悬吊绳，注浆管，注浆泵，定向支架，缠线器，高灵敏度应变传感器，低阻值电信号连接线，便携式应变仪，封口盘。本实用新型专利技术通过一种装置同时实现了对巷道底板地应力的抵抗与释放，利用抗‑卸压主体机构开豁口段卸压缓解地应力作用，充填混凝土段与周边岩层形成关键岩梁，增加岩层刚度，阻碍下部岩层的变形向上传递，即限制了岩层的移动，又缓解了地应力作用，且装置制作简单，施工工艺简便，可有效的解决巷道底鼓问题。

【技术实现步骤摘要】
一种让抗结合的浇灌混凝土开口钢管防治底鼓装置
本技术涉及采矿工程中巷道底鼓防治
，提出了一种让抗结合的浇灌混凝土开口钢管防治底鼓装置。
技术介绍
巷道底板向上隆起的地质灾害现象即为巷道底鼓。长期以来，巷道底鼓一直是煤矿开采等地下工程中的难题之一。巷道底鼓导致原设计标准巷道断面积减小，进而影响巷道行人与运输，妨碍矿井通风。强烈底鼓造成的大量的维修、翻修工作，大大增加了巷道的维护费用。巷道底鼓的原因主要是巷道周围过高的应力以及底板松软的岩层，针对这两点原因目前应用的巷道底鼓治理方法主要有加固法、卸压法以及联合法。加固方法主要包括底板锚杆和底板注浆两种，其中底板锚杆要求底板岩层有中硬岩层，以提供锚固力，使用条件受到限制；底板注浆法浆液的流向难以控制，浆液消耗量大，成本高。卸压法是将巷道周边(特别是底板)的集中应力向巷道围岩深部转移来达到控制底鼓的目的，应用较为普遍。联合法是将上述方法中的两种或三种组合使用，主要应用于应力集中程度大、底鼓严重的情形，但施工工艺较为复杂。因此研发一种既能提高围岩强度，降低围岩变形，又能释放围岩体内应力，延缓围岩变形的装置，将加固法与卸压法各自的优点集成到一种装置之中，简化施工工艺，降低施工成本，对于维护矿山巷道稳定，提高矿山经济效益具有重大意义。
技术实现思路
本技术的目的在于克服已有巷道底鼓治理措施的不足，综合巷道底鼓治理的加固法和卸压法的优点，提供一种让抗结合的浇灌混凝土开口钢管防治底鼓装置，实现对巷道底鼓灾害的有效性治理，维护巷道稳定性，提高矿山经济效益。为了实现上述目的，本技术所采用的技术方案是：一种让抗结合的浇灌混凝土开口钢管防治底鼓装置，该装置包括抗-卸压主体机构，承载托盘，悬吊绳，注浆管，注浆泵，定向支架，缠线器，高灵敏度应变传感器，低阻值电信号连接线，便携式应变仪，封口盘；所述抗-卸压主体机构与卸压孔充分接触并承载卸压孔周边应力发生相应变形；所述承载托盘通过悬吊绳置于抗-卸压主体机构中；所述悬吊绳上端经过定向支架与缠线器连接；所述注浆管下端口处于承载托盘上方，上端口与注浆泵连接；所述高灵敏度应变传感器粘贴于抗-卸压主体机构内壁，通过低阻值电信号连接线与便携式应变仪连接。所述抗-卸压主体机构为一钢制圆管，长度1m，直径20cm，抗-卸压主体机构一侧沿其长度方向开条形豁口，豁口弧长8cm，抗-卸压主体机构横截面为一扇形面；抗-卸压主体机构内壁条形豁口对侧有一条凹槽，供低阻值电信号连接线布线使用；抗-卸压主体机构端头扩大，以便与另一抗-卸压主体机构嵌套螺钉连接。所述承载托盘为一圆形铁盘，厚度10mm，直径较抗-卸压主体机构内径小3mm，可在抗-卸压主体机构内上下自由移动，靠近承载托盘边缘处每隔120°打悬吊孔，共计三个，各悬吊孔与承载托盘圆心的距离相等，每个悬吊孔外引一平衡细铁丝，三根平衡细铁丝相交于一点，并绑扎在一起，绑扎点处于承载托盘圆心的正上方，保证垂直悬吊时承载托盘水平。所述悬吊绳为尼龙绳，下端与承载托盘上方的平衡细铁丝绑扎点连接，上端通过定向支架与缠线器连接，悬吊绳每隔0.2m做一标记。所述注浆管为外径25mm的钢管，可根据实际需求通过螺纹接长，注浆管垂直方向上尽量与卸压孔轴心重合，下端位于承载托盘上方，上端与注浆泵连接。所述定向支架为中间含定滑轮的三角支架，所述三角支架由三根等长钢筋与钢筋圆环焊接而成，所述定滑轮通过一根细钢筋与钢筋圆环焊接，细钢筋由定滑轮中心穿过，细钢筋长度与钢筋圆环直径相等。所述缠线器由支架、缠线圆盘、手摇杆组成，通过手摇杆转动支架上的缠线圆盘，实现承载托盘的升降。所述高灵敏度应变传感器包含应变片，接线端子，应变片、接线端子与抗-卸压主体机构内壁通过粘贴连接，应变片长度方向与抗-卸压主体机构轴向垂直，与抗-卸压主体机构协同变形。所述低阻值电信号连接线为外径1.2mm铜线，低阻值电信号连接线下端与高灵敏度应变传感器中的接线端子焊接，通过抗-卸压主体机构凹槽上铺至卸压孔口与便携式应变仪螺母连接。所述便携式应变仪与低阻值电信号连接线连接，读取并存储高灵敏度应变传感器实测数据。所述封口盘由上大下小两铁质薄圆柱组成，小圆柱直径19cm，高度5cm，大圆柱直径22cm，高度3cm。本技术的有益效果：1、本技术综合了目前常用的两种巷道底鼓治理方法优点，一方面利用豁口段卸压，缓解地应力作用，另一方面充填速凝高强混凝土段与周边岩层形成关键岩梁，增加岩层的刚度，阻碍其下部岩层的变形向上移动，实现对底鼓的有效治理。2、本技术可在治理巷道底鼓问题的同时监测巷道底板内部岩体的变形量及变形速率，这有助于探究地应力的变化规律，制定更加合理的底鼓治理方案。3、本技术设计装置各部件易于制作，结构简单，施工工艺简单，通过抗-卸压结合的方式实现对巷道底鼓的治理。附图说明：图1是本技术的结构示意图；图2是图1中承载托盘的俯视图；图3是封口盘的正视图。图中：1—抗-卸压主体机构；2—承载托盘；3—平衡细铁丝；4—注浆管；5—注浆泵；6—定向支架；7—缠线器；8—高灵敏度应变传感器；9—低阻值电信号连接线；10—便携式应变仪；11—封口盘；12—悬吊绳；13—地层；14—速凝高强混凝土；15—空隙段具体实施方式：下面结合附图，进一步详细说明本技术的具体实施方式。如图1～3所示，一种让抗结合的浇灌混凝土开口钢管防治底鼓装置，该装置包括抗-卸压主体机构1，定位注浆装置，变形监测装置，封口装置；所述抗-卸压主体机构1与卸压孔充分接触，一方面利用豁口段卸压，缓解地应力作用，另一方面充填速凝高强混凝土段与周边岩层形成关键岩梁，增加岩层的刚度，阻碍其下部岩层的变形向上移动，所述变形监测装置位于抗-卸压主体机构内部，实现对巷道底板岩层变形监测。所述抗-卸压主体机构1为一侧开豁口的钢质圆管，长度1m，直径20cm，豁口弧长8cm，抗-卸压主体机构内壁条形豁口对侧有一条凹槽，供低阻值电信号连接线9布线使用；抗-卸压主体机构端头扩大，以便与另一抗-卸压主体机构嵌套螺钉连接。所述定位注浆装置包括承载托盘2、平衡细铁丝3、悬吊绳12、注浆管4、注浆泵5、定向支架6、缠线器7，承载托盘2通过平衡细铁丝3的悬吊处于水平状态，悬吊绳12牵引平衡细铁丝3交点使承载托盘2在抗-卸压主体机构1内上下移动，悬吊绳12每隔0.2m有一标记号，以便进行承载托盘2位置的确定，缠线器7通过定向支架6使悬吊绳12处于抗-卸压主体机构1的轴线位置，并控制悬吊绳12的升降，注浆管4紧靠悬吊绳12，下端口处于承载托盘2的上方，依靠注浆泵5产生的压力将速凝高强混凝土注入到抗-卸压主体机构1中，形成速凝高强混凝土14。所述变形监测装置包括高灵敏度应变传感器8、低阻值电信号连接线9、便携式应变仪10，高灵敏度应变传感器8由应变片、接线端子组成，二者粘贴于抗-卸压主体机构1的内壁，应变片长度方向与抗-卸压主体机构1轴向垂直，与抗-卸压主体机构1协同变形，低阻值电信号连接线9一端与高灵敏度应变传感器8连接，通过抗-卸压主体机构1凹槽上铺至卸压孔口与便携式应变仪10连接。所述封口装置为封口盘11，由大小不等的两铁质薄圆柱组合而成，小圆柱可嵌入抗-卸压主体机构1中，大圆柱位于抗-卸压主体机构本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种让抗结合的浇灌混凝土开口钢管防治底鼓装置，包括抗‑卸压主体机构，定位注浆装置，变形监测装置，封口盘，其特征在于：所述抗‑卸压主体机构与卸压孔充分接触，协同变形；所述定位注浆装置通过速凝高强混凝土的定向注入实现抗‑卸压主体机构的抗压功能；所述变形监测装置位于抗‑卸压主体机构内壁，通过粘贴连接。

【技术特征摘要】
1.一种让抗结合的浇灌混凝土开口钢管防治底鼓装置，包括抗-卸压主体机构，定位注浆装置，变形监测装置，封口盘，其特征在于：所述抗-卸压主体机构与卸压孔充分接触，协同变形；所述定位注浆装置通过速凝高强混凝土的定向注入实现抗-卸压主体机构的抗压功能；所述变形监测装置位于抗-卸压主体机构内壁，通过粘贴连接。2.根据权利要求1所述的一种让抗结合的浇灌混凝土开口钢管防治底鼓装置，其特征在于：所述的抗-卸压主体机构为一钢质圆管，圆管一侧开条形豁口，豁口对面圆管内壁处预制条形凹槽。3.根据权利要求1或2所述的一种让抗结合的浇灌混凝土开口钢管防治底鼓装置，其特征在于：所述的抗-卸压主体机构为速凝高强混凝土段与豁口段间隔布设，速凝高强混凝土段与周边岩层形成关键岩梁，阻碍下部岩层变形向上移动，豁口段卸压缓解地应力。4.根据权利要求1所述的一种让抗结合的浇灌混凝土开口钢管防治底鼓装置，其特征在于：所述定位注浆装置包括缠线器、定向支架、悬吊绳、平衡细铁丝、承载托盘、注浆管、注浆泵，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵洪宝，王涛，张勉，张欢，刘一洪，魏子强，
申请(专利权)人：中国矿业大学北京，
类型：新型
国别省市：北京,11