可分级施加预紧力的巷道围岩支护结构制造技术

本发明专利技术公开了可分级施加预紧力的巷道围岩支护结构，包括主体支护结构，所述主体支护结构包括多根并排设置的锚索，多根所述的锚索上依次设有用于将锚索经过的围岩分成四个区段的第一挡板、第二挡板和第三挡板，四个所述区段包括用于分级施加预紧力的依次设置的第一区段、第二区段、第三区段和第四区段；还包括与第二挡板可拆卸连接用于对第二区段注浆的一级注浆套管和与第三挡板可拆卸连接用于对第三区段注浆的二级注浆套管。通过在主体支护结构上对不同区段的围岩采用适应性的支护结构，并应用不同长度的注浆套管对不同深度岩体进行注浆锚固，实现对空间差异性岩体的差异化支护，取得更好的支护效果。

【技术实现步骤摘要】
可分级施加预紧力的巷道围岩支护结构
本专利技术涉及巷道围岩加固
，具体是可分级施加预紧力的巷道围岩支护结构。
技术介绍
在煤矿开采过程中，因围岩条件的复杂性和多变性，使锚杆和锚索等支护结构在巷道围岩支护方面发挥了重要作用，使资源开采和机械、人员安全得到保障。调查发现，目前国内外在深部巷道围岩控制时最主要的支护方式仍为锚杆、锚索配合喷射混凝土支护的方式。预应力锚杆能够给予浅部破碎岩体较强的支护力，维持巷道结构稳定；预应力锚索在结构长度和支护强度方面具有良好优势，锚固范围大。两者都以主动支护为支护理念，能够较充分地发挥围岩的自身承载能力，一定程度上能够有效地控制岩体剧烈变形，为煤矿开采提供安全环境。与被动支护的方式相比较，预应力锚杆(索)支护不论是从材料成本、操作简易性和支护效果上都明显优于被动支护方式。然而，随着资源开采向深部转移，巷道埋深越来越大，围岩应力不断增大，普通锚杆(索)支护技术的支护效果越发不明显，甚至失效。在现有的深部巷道锚杆(索)支护技术中，通常采取局部锚固、局部注浆形式，仅施加一次或者不施加预紧力，难以对不同深度的岩体进行差异性支护，忽视了深部高应力状态下巷道围岩力学结构的差异性，支护效果较差。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种可分级施加预紧力的巷道围岩支护结构，解决现有技术中不能根据不同深度巷道围岩力学结构进行空间差异化支护导致的支护效果差的问题。本专利技术提供技术方案如下：可分级施加预紧力的巷道围岩支护结构，包括主体支护结构，所述主体支护结构包括多根并排设置的锚索，多根所述的锚索上依次设有用于将锚索经过的围岩分成四个区段的第一挡板、第二挡板和第三挡板，四个所述区段包括用于分级施加预紧力的依次设置的第一区段、第二区段、第三区段和第四区段；所述第一区段内设有与锚索的首端固定连接且用于搅拌锚固剂和用于锚固锚索首端的搅拌锚固头；所述第三区段内设有多根与第二挡板和第三挡板连接且与锚索并排设置的加固段；所述第四区段内设有锚杆及锚索锚杆固定组件，所述锚杆设于多根所述锚索之间，所述锚索锚杆固定组件设于锚索末端；所述可分级施加预紧力的巷道围岩支护结构还包括与第二挡板可拆卸连接用于对第二区段注浆的一级注浆套管和与第三挡板可拆卸连接用于对第三区段注浆的二级注浆套管。如上所述的可分级施加预紧力的巷道围岩支护结构，包括第一端部套管、拼接套管、尾部套管和第二端部套管，所述第一端部套管、拼接套管和第二端部套管上均设有与尾部套管贯通的注浆通道，所述尾部套管上设有注浆口，所述注浆口与所述注浆通道连通，所述第一端部套管、拼接套管和尾部套管依次连接形成所述一级注浆套管，所述第二端部套管和尾部套管连接形成所述二级注浆套管，所述第一端部套管上设有用于连接主体支护结构中第二挡板的第一连接部，所述第二端部套管上设有用于连接主体支护结构中第三挡板的第二连接部。如上所述的可分级施加预紧力的巷道围岩支护结构，所述第一端部套管、拼接套管和第二端部套管上均设有与尾部套管贯通的渗流通道，所述渗流通道内设有用于反馈注浆情况的活塞组件。如上所述的可分级施加预紧力的巷道围岩支护结构，所述第一端部套管上设有第一连接部的一端设有向所述渗流通道流入方向凸起的第一限位凸台，所述第一端部套管的渗流通道内设有与第一限位凸台相对的第一限位挡片，所述第一限位凸台上设有与渗流通道连通的第一凸台通孔。如上所述的可分级施加预紧力的巷道围岩支护结构，所述第二端部套管上设有第二连接部的一端设有向所述渗流通道流入方向凸起的第二限位凸台，所述尾部套管的渗流通道内设有第二限位挡片，所述第二限位凸台上设有与渗流通道连通的第二凸台通孔。如上所述的可分级施加预紧力的巷道围岩支护结构，所述第一连接部包括设于第一端部套管外表面的第一卡扣，所述第二连接部包括设于第二端部套管外表面的第二卡扣和限位挡板。如上所述的可分级施加预紧力的巷道围岩支护结构，所述第二挡板上设有用于连接一级注浆套管的套管连接槽，所述套管连接槽内设有多个贯通第二挡板且用于供浆液通过的注浆通孔。如上所述的可分级施加预紧力的巷道围岩支护结构，所述第二挡板上设有与套管连接槽贯通的卡槽，所述套管连接槽侧壁上设有与卡槽侧壁连通的第一滑道。如上所述的可分级施加预紧力的巷道围岩支护结构，所述第三挡板上设有用于供一级注浆套管穿过的套管通孔，以及与套管通孔贯通且用于连接二级注浆套管的卡孔，套管通孔侧壁上设有与卡孔连通的第二滑道。如上所述的可分级施加预紧力的巷道围岩支护结构，所述锚索与所述加固段数量均为四根，所述锚索与加固段间隔排布，每根所述锚索均由四根高强度的钢绞线缠绕而成。与现有技术相比，本专利技术有以下优点：本专利技术所提供的可分级施加预紧力的巷道围岩支护结构，通过在主体支护结构上对不同区段的围岩采用适应性的支护结构，并应用不同长度的注浆套管对不同深度岩体进行注浆锚固，实现对空间差异性岩体的差异化支护，取得更好的支护效果。【附图说明】图1为本专利技术实施例的基础支护结构的结构示意图。图2为本专利技术实施例的基础支护结构与一级注浆套管结合的结构示意图。图3为本专利技术实施例的基础支护结构与二级注浆套管结合的结构示意图。图4为本专利技术实施例的主体支护结构的结构示意图。图5为本专利技术实施例的锚杆与锚索锚杆固定组件的剖面图。图6为本专利技术实施例的主体支护结构的立体图。图7为本专利技术实施例的第一挡板的结构示意图。图8为本专利技术实施例的第三挡板的结构示意图。图9为本专利技术实施例的第二挡板的结构示意图一。图10为本专利技术实施例的第二挡板的结构示意图二。图11为本专利技术实施例的一级注浆套管的剖面图。图12为本专利技术实施例的一级注浆套管的爆炸图一。图13为本专利技术实施例的一级注浆套管的爆炸图二。图14为本专利技术实施例的二级注浆套管的剖面图。图15为本专利技术实施例的二级注浆套管的爆炸图一。图16为本专利技术实施例的二级注浆套管的爆炸图二。【具体实施方式】下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术的保护范围。请参阅附图1至附图16，本实施例提供一种可分级施加预紧力的巷道围岩支护结构。所述可分级施加预紧力的巷道围岩支护结构包括应用于巷道围岩支护的主体支护结构和应用于巷道围岩支护的可拆卸注浆套管。本专利技术所提供的可分级施加预紧力的巷道围岩支护结构，通过在主体支护结构上对不同区段的围岩采用适应性的支护结构，并应用不同长度的注浆套管对不同深度岩体进行注浆锚固，实现对空间差异性岩体的差异化支护，取得更好的支护效果。应用于巷道围岩支护的主体支护结构包括主体支护结构1，所述主体支护结构1包括多根并排设置的锚索14，多根所述的锚索14上依次本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.可分级施加预紧力的巷道围岩支护结构，其特征在于：包括主体支护结构(1)，所述主体支护结构(1)包括多根并排设置的锚索(14)，多根所述的锚索(14)上依次设有用于将锚索(14)经过的围岩分成四个区段的第一挡板(11)、第二挡板(12)和第三挡板(13)，四个所述区段包括用于分级施加预紧力的依次设置的第一区段、第二区段、第三区段和第四区段；所述第一区段内设有与锚索(14)的首端固定连接且用于搅拌锚固剂和用于锚固锚索(14)首端的搅拌锚固头(15)；所述第三区段内设有多根与第二挡板(12)和第三挡板(13)连接且与锚索(14)并排设置的加固段(16)；所述第四区段内设有锚杆(17)及锚索锚杆固定组件(18)，所述锚杆(17)设于多根所述锚索(14)之间，所述锚索锚杆固定组件(18)设于锚索(14)末端；所述可分级施加预紧力的巷道围岩支护结构还包括与第二挡板(12)可拆卸连接用于对第二区段注浆的一级注浆套管(2)和与第三挡板(13)可拆卸连接用于对第三区段注浆的二级注浆套管(3)。/n

【技术特征摘要】
1.可分级施加预紧力的巷道围岩支护结构，其特征在于：包括主体支护结构(1)，所述主体支护结构(1)包括多根并排设置的锚索(14)，多根所述的锚索(14)上依次设有用于将锚索(14)经过的围岩分成四个区段的第一挡板(11)、第二挡板(12)和第三挡板(13)，四个所述区段包括用于分级施加预紧力的依次设置的第一区段、第二区段、第三区段和第四区段；所述第一区段内设有与锚索(14)的首端固定连接且用于搅拌锚固剂和用于锚固锚索(14)首端的搅拌锚固头(15)；所述第三区段内设有多根与第二挡板(12)和第三挡板(13)连接且与锚索(14)并排设置的加固段(16)；所述第四区段内设有锚杆(17)及锚索锚杆固定组件(18)，所述锚杆(17)设于多根所述锚索(14)之间，所述锚索锚杆固定组件(18)设于锚索(14)末端；所述可分级施加预紧力的巷道围岩支护结构还包括与第二挡板(12)可拆卸连接用于对第二区段注浆的一级注浆套管(2)和与第三挡板(13)可拆卸连接用于对第三区段注浆的二级注浆套管(3)。


2.根据权利要求1所述的可分级施加预紧力的巷道围岩支护结构，其特征在于：包括第一端部套管(21)、拼接套管(22)、尾部套管(23)和第二端部套管(31)，所述第一端部套管(21)、拼接套管(22)和第二端部套管(31)上均设有与尾部套管(23)贯通的注浆通道(24)，所述尾部套管(23)上设有注浆口(231)，所述注浆口(231)与所述注浆通道(24)连通，所述第一端部套管(21)、拼接套管(22)和尾部套管(23)依次连接形成所述一级注浆套管(2)，所述第二端部套管(31)和尾部套管(23)连接形成所述二级注浆套管(3)，所述第一端部套管(21)上设有用于连接主体支护结构中第二挡板(12)的第一连接部(211)，所述第二端部套管(31)上设有用于连接主体支护结构中第三挡板(13)的第二连接部(311)。


3.根据权利要求2所述的可分级施加预紧力的巷道围岩支护结构，其特征在于：所述第一端部套管(21)、拼接套管(22)和第二端部套管(31)上均设有与尾部套管(23)贯通的渗流通道(25)，所述渗流通道(25)内设有用于反馈注浆情况的活塞组件(26)。


4.根据权利要求3所述的可分级施加预紧力的巷道围岩支护结构，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：范磊，王卫军，袁超，隋毅，欧阳蕊灿，郭豫宁，
申请(专利权)人：湖南科技大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43