治理煤矿巷道底臌的应力转移反悬吊组合支护结构制造技术

本发明专利技术属于煤矿巷道底臌治理工程领域，尤其涉及一种治理煤矿巷道底臌的应力转移反悬吊组合支护结构，包括钢骨架结构以及混凝土结构；所述钢骨架结构包括弧形槽钢，工字钢，倒U型钢支架；所述弧形槽钢上穿置固定有中空注浆锚索；所述混凝土结构包括填充于工字钢上方至反底拱之间的混凝土层。本发明专利技术以工字钢上、下全封闭支护系统为基本承载结构，不仅提供了较强的支护强度，而且利用各系统之间的刚性连接，在面对局部应力集中现象时实现应力转移；加之中空注浆锚索一端锚固在拱形槽钢上，利用另一端锚固在稳定岩层中达到了反悬吊的目的；泡沫混凝土的回填可以实现让压的目的，普通混凝土起到阻隔水源防止软岩遇水泥化膨胀。凝土起到阻隔水源防止软岩遇水泥化膨胀。凝土起到阻隔水源防止软岩遇水泥化膨胀。

【技术实现步骤摘要】
治理煤矿巷道底臌的应力转移反悬吊组合支护结构


[0001]本专利技术属于煤矿巷道底臌治理工程领域，尤其涉及一种治理煤矿巷道底臌的应力转移反悬吊组合支护结构，本专利技术所述的反悬吊组合支护结构，可防止底臌发生时的应力集中现象，实现应力向两帮和顶板的转移，并且能够实现有效让压。

技术介绍

[0002]煤炭深部开采已成为发展趋势，但同时也是诸多国家所面临的共同难题。随着采深的加大，软岩高地应力巷道维护变得十分困难，主要在于此时巷道最大主应力多呈现为水平应力，在深部高水平应力作用下，巷道表现为变形量增大，底臌严重等现象，严重影响井下安全生产。
[0003]目前治理底臌的方法包括支护加固法（底板锚杆、注浆、封闭钢架）、卸压法（挖槽、爆破卸荷等）和联合支护法等。以上治理方法虽然在软岩高地应力的巷道中取得了一定效果，但同时也存在一定缺陷。
[0004]如专利201810282793.9公开了一种深部巷道底臌控制的缓冲吸能支护结构及其施工方法，但是并没有考虑到作为主要吸能结构的厚型钢板体积大、质量重、在井下不便于运输以及巷道两侧受压易变形的缺点；如专利201710340161.9公开了一种用以治理底臌巷道的组合结构及施工方法，施工工艺较为繁琐。
[0005]为解决上述问题，本专利技术所述的反悬吊组合支护结构，可防止底臌发生时的应力集中现象，实现应力向两帮和顶板的转移，并且能够实现有效让压。

技术实现思路

[0006]本专利技术为了解决现有治理底臌的结构及方法存在的诸多缺陷，提供了一种治理煤矿巷道底臌的应力转移反悬吊组合支护结构。
[0007]本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种治理煤矿巷道底臌的应力转移反悬吊组合支护结构，包括钢骨架结构以及混凝土结构；所述钢骨架结构包括沿巷道延伸方向排布且与反底拱支撑配合的若干弧形槽钢，分别沿着弧形槽钢两端水平延伸的连接耳，固定搭设于弧形槽钢两端连接耳上的工字钢，固定支撑于工字钢两端上方的倒U型钢支架；所述弧形槽钢上具有至少一个锚索孔，每个锚索孔内均穿置固定有穿过反底拱且与巷道底板固定连接的中空注浆锚索，相邻工字钢端部之间设有穿过反底拱且与巷道底板固定连接的底角锚杆，相邻工字钢之间连接设有至少一个连接杆，弧形槽钢的中空注浆锚索与相邻弧形槽钢上的中空注浆锚索之间连接设有钢带；所述混凝土结构包括填充于工字钢上方至反底拱之间的混凝土层。
[0008]作为本专利技术技术方案的进一步改进，每个工字钢的前后两侧具有至少两个侧耳，且连接杆连接于每个工字钢与相邻工字钢相对一侧的侧耳之间。
[0009]作为本专利技术技术方案的进一步改进，每个工字钢与相邻工字钢相对一侧的侧耳交
叉布置。
[0010]作为本专利技术技术方案的进一步改进，所述混凝土层包括从下至上依次设置的泡沫混凝土层和普通混凝土层。
[0011]作为本专利技术技术方案的进一步改进，所述泡沫混凝土层位于工字钢下表面至反底拱之间，普通混凝土层位于工字钢上方至工字钢下表面。
[0012]作为本专利技术技术方案的进一步改进，每个工字钢的两端嵌设于底板梁窝内，且每个工字钢的两端能够与底板梁窝顶部止位配合。
[0013]作为本专利技术技术方案的进一步改进，位于倒U型钢支架的柱脚处的弧形槽钢上表面相对的设置有柱脚卡板，倒U型钢支架的柱脚穿置于柱脚卡板内且与柱脚卡板通过螺栓连接。
[0014]作为本专利技术技术方案的进一步改进，所述弧形槽钢两端的连接耳位于倒U型钢支架的柱脚外侧。
[0015]作为本专利技术技术方案的进一步改进，每个连接耳上预留有至少一个连接圆孔，连接耳的连接圆孔与工字钢之间通过螺栓相连接。
[0016]作为本专利技术技术方案的进一步改进，所述工字钢两端分别具有工字钢底座。
[0017]本专利技术所述治理煤矿巷道底臌的应力转移反悬吊组合支护结构，与现有技术相比，具有如下有益效果：1）采用中空注浆锚索，可以实现底板深部和浅部同时注浆加固，固结破碎松散岩层，提高底板岩层的整体性，防止离层，使得中空注浆锚索与底板稳固的结合为一体。
[0018]2）底板采用拱形槽钢结合注浆中空注浆锚索，可以利用中空注浆锚索的锚固作用实现对拱形槽钢的反悬吊支护，将拱形槽钢与底板紧密结合为一体。
[0019]3）泡沫混凝土的回填能够实现有效让压，在面对底板出现的高地应力，除却转移之外的应力，另一部分被泡沫混凝土所吸收。
[0020]4）混凝土底板内拱形封闭结构中的拱形槽钢与工字钢构成基本支护骨架，一方面增强了系统抵抗围岩变形的能力，另一方面高地应力可以通过锚索从拱形槽钢传递至工字钢，再由工字钢传递至倒U型钢支架与相邻工字钢上，进一步实现力的转移与分散；此时拱形封闭结构与上封闭系统通过工字钢结合为一体，共同组成治理底臌的应力转移反悬吊组合支护系统。
[0021]5）以工字钢上、下全封闭支护系统为基本承载结构，不仅提供了较强的支护强度，而且利用各系统之间的刚性连接，在面对局部应力集中现象时实现应力转移；加之中空注浆锚索一端锚固在拱形槽钢上，利用另一端锚固在稳定岩层中达到了反悬吊的目的，当高地应力出现时，力会通过锚索传递并分散至整个系统；泡沫混凝土的回填可以实现让压的目的，普通混凝土起到阻隔水源防止软岩遇水泥化膨胀。
附图说明
[0022]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0023]图1为本专利技术所述治理煤矿巷道底臌的应力转移反悬吊组合支护结构的示意图。
[0024]图2为本专利技术所述治理煤矿巷道底臌的应力转移反悬吊组合支护结构的局部放大图。
[0025]图3为工字钢与弧形槽钢的连接示意图。
[0026]图4为工字钢沿煤矿巷道的布置示意图。图5为弧形槽钢与相邻弧形槽钢之间的连接示意图。
[0027]图中：1、中空注浆锚索；2、底角锚杆；3、U型钢支架；4、背板；5、煤帮；6、工字钢；7、反底拱；8、拱形槽钢；9、泡沫混凝土；10、普通混凝土；11、底板梁窝；12、连接圆孔；13、拱形槽钢连接耳；14、柱脚卡槽；15、工字钢底座；16、钢带；17、连接杆；18、侧耳。
具体实施方式
[0028]下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。
[0029]在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种治理煤矿巷道底臌的应力转移反悬吊组合支护结构，其特征在于，包括钢骨架结构以及混凝土结构；所述钢骨架结构包括沿巷道延伸方向排布且与反底拱（7）支撑配合的若干弧形槽钢（8），分别沿着弧形槽钢（8）两端水平延伸的连接耳（13），固定搭设于弧形槽钢（8）两端连接耳（13）上的工字钢（6），固定支撑于工字钢（6）两端上方的倒U型钢支架（3）；所述弧形槽钢（8）上具有至少一个锚索孔，每个锚索孔内均穿置固定有穿过反底拱（7）且与巷道底板固定连接的中空注浆锚索（1），相邻工字钢（6）端部之间设有穿过反底拱（7）且与巷道底板固定连接的底角锚杆（2），相邻工字钢（6）之间连接设有至少一个连接杆（17），弧形槽钢（8）的中空注浆锚索（1）与相邻弧形槽钢（8）上的中空注浆锚索（1）之间连接设有钢带（16）；所述混凝土结构包括填充于工字钢（6）上方至反底拱（7）之间的混凝土层。2.根据权利要求1所述的一种治理煤矿巷道底臌的应力转移反悬吊组合支护结构，其特征在于，每个工字钢（6）的前后两侧具有至少两个侧耳（18），且连接杆（17）连接于每个工字钢（6）与相邻工字钢（6）相对一侧的侧耳（18）之间。3.根据权利要求2所述的一种治理煤矿巷道底臌的应力转移反悬吊组合支护结构，其特征在于，每个工字钢（6）与相邻工字钢（6）相对一侧的侧耳（18）交叉布置。4.根据权利要求1所述的一种治理煤矿巷道底臌的应力转移反悬吊组合支护结构，其特征在于，所述混...

【专利技术属性】
技术研发人员：要华伟，董东，白玉龙，孙春生，
申请(专利权)人：西山煤电集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：