深部非稳定围岩巷道新型让压反馈加强支护结构制造技术

本实用新型专利技术提供了深部非稳定围岩巷道新型让压反馈加强支护结构，包括：外层内向上段U型钢、外层内向下段U型钢、内层外向上段U型钢、内层外向下段U型钢、蝴蝶形弹簧钢、屈服三角弹簧钢、卡揽式箍具，所述外层内向上段U型钢与所述外层内向下段U型钢套接，构成外层支护结构，所述内层外向上段U型钢与所述内层外向下段U型钢套接，构成内层支护结构，通过采用内外双层U型钢结构可提高支护结构体系的在深地下抵抗冲击地下的承载能力，在双层结构间通过采用所述蝴蝶形弹簧钢和所述屈服三角弹簧钢的结合弹性形变构件，不仅在支护结构架设时可实现对围岩提供一个初撑力，还能通过让压支护方式将围岩变形反馈加强支护结构强度。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及巷道支护领域，具体涉及深部非稳定围岩巷道新型让压反馈加强支护结构。
技术介绍
在我国，已探明的煤炭资源量占世界总量的11.1％，其中有约29500万亿吨煤炭资源埋深在1000m一下，占煤炭资源总量的53％。经过半个多世纪的开采，浅部资源大部分已被开采，随着社会与经济发展需求的日益增长，今后相当长的历史时期内仍需保证煤炭的高产稳产，这势必促使资源开采不断地向深部发展。目前我国国有重点煤矿生产矿井多数是中深矿井，其矿井数近47％，深矿井数的比重也增长到近24％，并有5.01％的矿井采深超过1200m。现阶段，我国大中型煤矿深部开采延深速度已达10～25m/a，预计未来20年我国大中型煤矿将进人到1000～1500m开采深度。矿井进入深部开采后，在“三高一扰动”复杂力学环境影响下，巷道矿压显现强烈，全断面变形破坏严重，航道维护变的非常困难；同时，现场调研表明，传统巷道支护方式已经不能满足深部巷道支护要求。
技术实现思路
(一)本技术要解决的技术问题针对现煤炭深部开采过程中巷道支护困难，为提高矿井生产的安全性和高效性，本技术提出了一种针对现状克服支护困难的深部非稳定围岩巷道新型让压反馈加强支护结构。(二)技术方案本技术提供了深部非稳定围岩巷道新型让压反馈加强支护结构，包括：外层内向上段U型钢、外层内向下段U型钢、内层外向上段U型钢、内层外向下段U型钢、蝴蝶形弹簧钢、屈服三角弹簧钢、卡揽式箍具，所述外层内向上段U型钢与所述外层内向下段U型钢套接，在二者接头处采用所述卡揽式箍具内向箍定，构成该新型让压反馈加强支护的外层结构，所述内层外向上段U型钢与所述内层外向下段U型钢套接，在二者接头处采用所述卡揽式箍具外向箍定，构成该新型让压反馈加强支护的内层结构，所述蝴蝶形弹簧钢数个均匀地焊接在该新型让压反馈加强支护的外层结构与该新型让压反馈加强支护的内层结构之间，所述屈服三角弹簧钢的柱状头部焊接在该新型让压反馈加强支护的外层结构的所述外层内向下段U型钢上，其两脚分别焊接在该新型让压反馈加强支护的内层结构的所述内层外向上段U型钢和所述内层外向下段U型钢上。优选地，该新型让压反馈加强支护的外层结构上所述卡揽式箍具与该新型让压反馈加强支护的内层结构上所述卡揽式箍具不等高安设。优选地，所述蝴蝶形弹簧钢以0.25m为一个间隔等距焊接，且采用疲劳极限较大的钢材，允许弹性形变量较大。优选地，所述屈服三角弹簧钢安设在所述卡揽式箍具下方，在所述内层外向上段U型钢和所述内层外向下段U型钢缩进量过大时，所述屈服三角弹簧钢超过疲劳极限时会自动断裂。(三)有益效果采用本技术提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下显著效果：(1)本技术提供的深部非稳定围岩巷道新型让压反馈加强支护结构通过采用内外双层U型钢结构可提高支护结构体系的承载能力，进而来提高巷道抵抗深地压下冲击地压载荷的承载能力。(2)本技术提供的深部非稳定围岩巷道新型让压反馈加强支护结构通过采用蝴蝶形弹簧钢和屈服三角弹簧钢的结合弹性形变体系，在支护结构架设时可以实现提供一个适当初撑力提高围岩稳定性，在一定程度上与围岩变形相适应，通过让压支护方式进而将围岩小变形反馈加强支护结构强度。附图说明图1为本技术深部非稳定围岩巷道新型让压反馈加强支护结构的架设示意图；图2为本技术深部非稳定围岩巷道新型让压反馈加强支护结构的总体结构示意图；图3为本技术内外双层支护结构间的蝴蝶形弹簧钢焊接示意图；图4为本技术内外双层支护结构间的屈服三角弹簧钢焊接示意图；图5为本技术外层支护结构示意图；图6为本技术内层支护结构示意图；图中：1-巷道；2-外层内向上段U型钢；3-顶锚杆；4-内层外向上段U型钢；5-蝴蝶形弹簧钢；6-屈服三角弹簧钢；7-侧帮锚杆；8-内层外向下段U型钢；9-外层内向下段U型钢；10-卡揽式箍具。具体实施方式下面结合附图和实施例对本技术的实施方式作进一步详细说明。以下实施例用于说明本技术，但不能用来限制本技术的范围。如图所述，本技术提供的深部非稳定围岩巷道新型让压反馈加强支护结构，包括：外层内向上段U型钢2、外层内向下段U型钢9、内层外向上段U型钢4、内层外向下段U型钢8、蝴蝶形弹簧钢5、屈服三角弹簧钢6、卡揽式箍具10，所述外层内向上段U型钢2与所述外层内向下段U型钢9套接，在二者接头处采用所述卡揽式箍具10内向箍定，构成该新型让压反馈加强支护的外层结构，所述内层外向上段U型钢4与所述内层外向下段U型钢8套接，在二者接头处采用所述卡揽式箍具10外向箍定，构成该新型让压反馈加强支护的内层结构，该新型让压反馈加强支护的外层结构上所述卡揽式箍具10与该新型让压反馈加强支护的内层结构上所述卡揽式箍具10不等高安设，所述蝴蝶形弹簧钢5数个均匀地焊接在该新型让压反馈加强支护的外层结构与该新型让压反馈加强支护的内层结构之间，且所述蝴蝶形弹簧钢5以0.25m为一个间隔等距焊接，且采用疲劳极限较大的钢材，允许弹性形变量较大，所述屈服三角弹簧钢6的柱状头部焊接在该新型让压反馈加强支护的外层结构的所述外层内向下段U型钢9上，其两脚分别焊接在该新型让压反馈加强支护的内层结构的所述内层外向上段U型钢4和所述内层外向下段U型钢8上，且所述屈服三角弹簧钢6安设在所述卡揽式箍具10下方，在所述内层外向上段U型钢4和所述内层外向下段U型钢8缩进量过大时，所述屈服三角弹簧钢6超过疲劳极限时会自动断裂。如图1～图6所示，本技术提供的，具体操作方法如下：首先，对刚掘好的巷道1进行锚喷支护，将长度为1.2～1.5m的锚杆，以0.5m为一个间隔均匀布置打入围岩中，形成如图所示的所述顶锚杆3和所述侧帮锚杆7，然后再喷射混凝土，带巷道1围岩稳定后，先架设该新型让压反馈加强支护的外层结构，待外层U形棚支护结构架设完成，然后以0.25m为一个间隔再在外层支护结构上焊接所述蝴蝶形弹簧钢5，且同时焊接所述屈服三角弹簧钢6在相应位置，最后架设该新型让压反馈加强支护的内层结构，架设内层U形棚过程中根据围岩稳定程度适当调整内外层结构之间距离，以达到对围岩提供一个适当主动初撑力来提高围岩的稳定性，且在架设时同时焊接好所述蝴蝶形弹簧钢5和所述屈服三角弹簧钢6与内层U形棚连接处。生产过程中，若侧帮围岩变形发生位移，外层支护结构中所述外层内向下段U型钢9则会部分让压，所述蝴蝶形弹簧钢5和所述屈服三角弹簧钢6将弹性压缩，且所述屈服三角弹簧钢6作用在内层支护上，使所述内层外向上段U型钢4和所述内层外向下段U型钢8接头处相对伸长，进而通过顶部的所述蝴蝶形弹簧钢5作用于所述外层内向上段U型钢2从而提高整个支护体系对顶部围岩支撑能力，且侧帮围岩在内外双层支护结构的弹性作用下；若顶部围岩变形发生位移，外层支护结构中所述外层内向上段U型钢2将下移让压通过所述蝴蝶形弹簧钢5作用于内层支护结构中所述内层外向上段U型钢4下移，在接头处通过与所述屈服三角弹簧钢6使其作用于所述外层内向下段U型钢8，进而提高整个支护体系对侧帮围岩的支撑能力，待所述内层外向上段U型钢2和所述内层外向下段U型钢8缩进量过大时，所述屈服三角弹簧钢6超过疲劳极限时会自动断裂。本技术的实施例时为了示例和描述起见而本文档来自技高网...

【技术保护点】
深部非稳定围岩巷道新型让压反馈加强支护结构，其特征在于，包括：外层内向上段U型钢(2)、外层内向下段U型钢(9)、内层外向上段U型钢(4)、内层外向下段U型钢(8)、蝴蝶形弹簧钢(5)、屈服三角弹簧钢(6)、卡揽式箍具(10)，所述外层内向上段U型钢(2)与所述外层内向下段U型钢(9)套接，在二者接头处采用所述卡揽式箍具(10)内向箍定，构成该新型让压反馈加强支护的外层结构，所述内层外向上段U型钢(4)与所述内层外向下段U型钢(8)套接，在二者接头处采用所述卡揽式箍具(10)外向箍定，构成该新型让压反馈加强支护的内层结构，所述蝴蝶形弹簧钢(5)数个均匀地焊接在该新型让压反馈加强支护的外层结构与该新型让压反馈加强支护的内层结构之间，所述屈服三角弹簧钢(6)的柱状头部焊接在该新型让压反馈加强支护的外层结构的所述外层内向下段U型钢(9)上，其两脚分别焊接在该新型让压反馈加强支护的内层结构的所述内层外向上段U型钢(4)和所述内层外向下段U型钢(8)上。

【技术特征摘要】
1.深部非稳定围岩巷道新型让压反馈加强支护结构，其特征在于，包括：外层内向上段U型钢(2)、外层内向下段U型钢(9)、内层外向上段U型钢(4)、内层外向下段U型钢(8)、蝴蝶形弹簧钢(5)、屈服三角弹簧钢(6)、卡揽式箍具(10)，所述外层内向上段U型钢(2)与所述外层内向下段U型钢(9)套接，在二者接头处采用所述卡揽式箍具(10)内向箍定，构成该新型让压反馈加强支护的外层结构，所述内层外向上段U型钢(4)与所述内层外向下段U型钢(8)套接，在二者接头处采用所述卡揽式箍具(10)外向箍定，构成该新型让压反馈加强支护的内层结构，所述蝴蝶形弹簧钢(5)数个均匀地焊接在该新型让压反馈加强支护的外层结构与该新型让压反馈加强支护的内层结构之间，所述屈服三角弹簧钢(6)的柱状头部焊接在该新型让压反馈加强支护的外层结构的所述外层内向下段U型钢(9)上，其两脚...

【专利技术属性】
技术研发人员：王森，訾城，张潇，卢辉，王飞，胡志强，杨梓铭，
申请(专利权)人：安徽理工大学，
类型：新型
国别省市：安徽;34