一种发泡砼联合支护结构与方法技术

一种发泡砼联合支护结构，包括支护主体与充填体；充填体为发泡砼，充填于支护主体与需支护巷道的岩壁之间，其中支护主体为砼支护体、工字钢棚架支护体或U型钢支护体。与现有技术相比，本发明专利技术联合支护可以使支护主体和岩壁之间增加有一定强度的充填体，使支护主体均匀受力，利用发泡砼的多孔性使其具有低的弹性模量，从而使其对冲击载荷具有良好的吸收和分散作用；利用发泡砼的密度小的特性，使支护主体重量减小，减小支护主体中的钢材载荷。最终达到降低全砼支护成本、增加支护整体性强度、延长支护使用年限的效果。长支护使用年限的效果。长支护使用年限的效果。

【技术实现步骤摘要】
一种发泡砼联合支护结构与方法


[0001]本专利技术属于采矿
，涉及巷道工程，特别涉及一种发泡砼联合支护结构与方法。

技术介绍

[0002]现有支护类型存在支护成本较高或者部分支护后的空腔不能完全充填，存在闭帮、接顶不够密实现象，使支护体呈点、线受力，裸露空腔或岩壁在后期风化后易产生变化，应力分布不均匀导致岩石脱落，影响支护效果。

技术实现思路

[0003]为了克服上述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种发泡砼联合支护结构与方法，以降低全砼支护成本，增加支护整体性强度，延长支护使用年限。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：
[0005]一种发泡砼联合支护结构，包括支护主体与充填体；
[0006]所述充填体为发泡砼，充填于所述支护主体与需支护巷道的岩壁之间。
[0007]在一个实施例中，所述支护主体为砼支护体、工字钢棚架支护体或U型钢支护体。
[0008]在一个实施例中，所述充填体充填于所述支护主体与需支护巷道的岩壁之间的空顶、空帮部位，并封闭。
[0009]在一个实施例中，所述充填体中预埋压力传感器，所述压力传感器的数据线引出至外部，接显示器。
[0010]在一个实施例中，对支护主体的空顶、空帮进行充填和封闭，以形成联合支护。
[0011]在一个实施例中，对需支护巷道，选择支护区域，先完成支护主体支护；对支护主体支护后产生的空顶、空帮区域采用隔离材料封闭，使空顶、空帮区域形成独立封闭的不规则空间，并预留泡沫砼注入口；利用水泥发泡机将发泡砼注入该不规则空间，利用发泡砼初凝前的流动性和可塑性使其接顶、接帮密实；之后养护并拆除隔离材料。
[0012]在一个实施例中，在所述需支护巷道的岩壁开孔，置入具有刺激气味的无毒或低毒物质，之后再注入发泡砼。
[0013]在一个实施例中，所述岩壁的开孔包括侧孔与主孔，侧孔仅与主孔侧壁连通。
[0014]与现有技术相比，本专利技术联合支护可以使支护主体和岩壁之间增加有一定强度的充填体，使支护主体均匀受力，利用发泡砼的多孔性使其具有低的弹性模量，从而使其对冲击载荷具有良好的吸收和分散作用；利用发泡砼的密度小的特性，使支护主体重量减小，减小支护主体中的钢材载荷。最终达到降低全砼支护成本、增加支护整体性强度、延长支护使用年限的效果。
附图说明
[0015]图1是本专利技术发泡砼+砼联合支护结构示意图。
[0016]图2是本专利技术发泡砼+工字钢棚架联合支护结构示意图。
[0017]图3是本专利技术发泡砼+U型钢联合支护结构示意图。
[0018]图4是本专利技术实施例中的侧壁开孔结构示意图。
[0019]图5是本专利技术实施例中的顶壁开孔结构示意图。
具体实施方式
[0020]下面结合附图和实施例详细说明本专利技术的实施方式。
[0021]如图1、图2和图3所示，本专利技术首先提供了一种发泡砼联合支护结构，包括支护主体3与充填体2。充填体2即为发泡砼，其充填于支护主体3与需支护巷道1的岩壁之间。具体地，其应充填于支护主体3与需支护巷道1的岩壁之间的空顶、空帮部位，并封闭。
[0022]其中，支护主体3为砼支护体、工字钢棚架支护体或U型钢支护体，例如，图1示出了发泡砼与砼支护体的联合支护结构，图2示出了发泡砼与工字钢棚架支护体的联合支护结构，图3示出了发泡砼与U型钢支护体的联合支护结构。
[0023]为对联合支护中的发泡砼状态进行监测，本专利技术可在发泡砼中预埋若干压力传感器，压力传感器的数据线引出至外部，接显示器。通过该设置，可以实时查看发泡砼的压力状态，当压力变化时，有可能出现发泡砼碎裂的情况，需注意安全并采取适当措施加固。
[0024]本专利技术的施工方法，包括如下具体步骤：
[0025]一、在井下巷道工程设计时或者在开掘过程中确定支护区域，即需支护巷道1。
[0026]二、根据需支护巷道1的地质条件选择支护类型。
[0027]三、在涉及单一材料的砼支护、工字钢棚架支护、U型钢支护时，先完成砼支护、工字钢棚架支护、U型钢支护。
[0028]四、完成砼支护、工字钢棚架支护、U型钢支护后，对砼支护、工字钢棚架支护、U型钢支护后产生的空顶、空帮区域采用模板或者其他隔离材料封闭，使空顶、空帮区域形成独立封闭的不规则空间，涉及工字钢棚架支护和U型钢支护时需要将支护钢材置于封闭空间内，同时预留泡沫砼注入口。
[0029]五、利用水泥发泡机将发泡砼注入支护封闭的空腔区域，充分利用发泡砼初凝前的流动性和可塑性使其接顶、接帮密实。
[0030]六、发泡砼养护至要求强度，一般至2.5MPa左右即可。
[0031]七、拆除模板，完成支护。
[0032]本专利技术中，可采用钢或木模板沿巷道轮廓线进行封闭，或者在刚性支护体靠近巷道轮廓线一侧预先敷设10cm
×
10cm孔网的钢网支撑土工布作为封闭材料。
[0033]本专利技术中，支护效果主要由刚性材料的孔网间距决定，刚性材料本身构成的支护主体需满足支护强度要求，发泡砼的注入优化了原有刚性支护效果。避免刚性材料形成的支护主体与巷道之间的点接触、线接触导致的受力不均匀；可避免因岩壁未完全封闭导致的裸露岩石自然风化剥落；可避免因刚性支护材料孔网不能阻止岩壁因风化和地压变化后引起的碎石下落造成人员和设备伤害。
[0034]本专利技术中，由于空间容积不规则，不易精确确定，在实际操作时应预估总注入量，准备材料时或制备发泡砼浆液时需有预估注入量约10％的富裕。
[0035]本专利技术还提供了另外一种监测发泡砼状态失效的方法，不使用电子器件，即不需
要设置压力传感器。通过在需支护巷道1的岩壁开孔，置入具有刺激气味的无毒或低毒物质，之后再注入发泡砼。由于发泡砼的常见失效状态是碎裂，因此在初始充入后，发泡砼将该无毒或低毒物质封闭，使其气味无法散发。一旦发泡砼发生碎裂，其封闭效果将大大降低，因此该无毒或低毒物质的刺激性气味会挥发出来，起到一定的提醒作用。
[0036]本专利技术中，无毒或低毒物质可以是液态也可以是固态，例如硫醇、四氢噻吩、铵盐等，由于需支护巷道1的岩壁包括了顶壁和侧壁，参考图4，在侧壁的开孔可以是水平的主孔4并在主孔4的孔壁下侧开若干侧孔5，以存储上述无毒或低毒物质。侧孔5仅与主孔4的侧壁连通，并尽可能地减小其孔口，以避免发泡砼大量挤入。并且，主孔4的顶部可向外延伸形成延伸部6，延伸部6的作用是防止破碎后的发泡砼大量进入主孔4。同时，主孔4还可以设置成孔口向下倾斜的结构，以使得发泡砼在破碎后尽可能不进入主孔4。参考图5，在顶壁可采用开竖直的主孔4，并在主孔4的侧壁开水平的侧孔5或开口向上的斜向的侧孔5，同样地，应尽可能地减小侧孔5的孔口，以避免发泡砼大量挤入。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种发泡砼联合支护结构，其特征在于，包括支护主体与充填体；所述充填体为发泡砼，充填于所述支护主体与需支护巷道的岩壁之间。2.根据权利要求1所述发泡砼联合支护结构，其特征在于，所述支护主体为砼支护体、工字钢棚架支护体或U型钢支护体。3.根据权利要求1所述发泡砼联合支护结构，其特征在于，所述充填体充填于所述支护主体与需支护巷道的岩壁之间的空顶、空帮部位，并封闭。4.根据权利要求1所述发泡砼联合支护结构，其特征在于，所述充填体中预埋压力传感器，所述压力传感器的数据线引出至外部，接显示器。5.一种发泡砼联合支护方法，其特征在于，以发泡砼为充填体，对支护主体的空顶、空帮进行充填和封闭，以形成联合支护。6.根据权利要求5所述发泡砼联合支护方法，其特征在于，对需支护巷道，选择支护区域，先完成支护主体支护...

【专利技术属性】
技术研发人员：段二章，刘冬生，唐益首，李昭，苗丁，梁亚峰，徐洲，冯会强，贾俊杰，李德朋，温铭坤，刘超群，赵伟峰，
申请(专利权)人：河南金源黄金矿业有限责任公司，
类型：发明
国别省市：