【技术实现步骤摘要】
本技术涉及巷道支护领域，具体涉及一种用于大跨度复合顶板的深浅耦合稳心锚固装置。
技术介绍
1、近年来，为了提高巷道掘进速度，减少成巷成本，满足现代化大型矿井高产高效的要求，回采巷道断面、跨度不断增大，巷道顶板的稳定性随之降低，顶板控制难度也不断加大，有时甚至是导致锚杆支护回采巷道冒顶事故发生的主要因素，严重威胁井下人员的生命安全。矿井开采深度越来越大，特别是受构造应力影响的深部大断面、大跨度复合型顶板巷道，其顶板离层、破坏严重，复合型大跨度切眼顶板采用常规的锚网索支护难以控制顶板的稳定性。随着跨度增大稳定性明显降低，为了保持该类工程的稳定性，必须采用减跨措施。复合型大跨度切眼顶板不能采用常规支护方法，必须先减跨再支护。复合型大跨度切眼顶板关键是需要找到一种针对大跨度切眼的有效减跨支护方法。
2、现有的授权公告号为cn201110218854.3的中国专利公开了一种大跨度切眼双微拱减跨支护方法，采用二次成巷+双微拱断面+锚网索+单体支柱和铰接顶梁的减跨支护方式，解决了大跨度矩形切眼顶板难控制的问题；现有的授权公告号为cn201110257950.9的中国专利公开了一种大倾角煤层异形回采巷道非对称锚网索组合支护方法，实现了组合非对称支护方法在大倾角煤层异形回采巷道围岩稳定性控制，大大减少了巷道的返修次数，降低了巷道支护成本。
3、所述授权专利一方面减跨支护方法不能很好的实现复合顶板的浅部破碎区与深部非破碎区的耦合支护，另一方面不能有效的加强大跨度切眼减跨支护的支护效果。
技术实现思
1、本技术的目的在于克服上述现有技术的不足，而提供一种用于大跨度复合顶板的深浅耦合稳心锚固装置，包括深部锚固装置、浅部加固装置、柔性支护装置、复合顶板。所述浅部加固装置包括三根注浆锚杆，所述柔性支护装置包括弹性空芯垫板、钢带、菱形网，所述复合顶板包括破碎区、离层区、非破碎区；所述浅部加固装置位于破碎区，所述深部锚固装置贯穿破碎区、离层区，锚固于非破碎区；所述柔性支护装置在复合顶板的破碎区表面将深部锚固装置与浅部加固装置连接，构成深浅耦合稳心锚固装置；通过多个深浅耦合稳心锚固装置组合，可以优化复合顶板支护结构，实现大跨度复合顶板浅部破碎区与深部非破碎区的耦合支护，从而达到大跨度复合顶板的减跨支护。
2、进一步的，所述深部锚固装置为预应力锚索，包括第一预紧螺母、锚环、垫片、托盘、锚索体。
3、进一步的，所述注浆锚杆包括堵浆塞、第二预紧螺母、锚垫板、止浆塞、出浆孔、锚固倒刺，其中出浆孔用于注浆，保证对巷道裂隙的完全填充，在复合顶板浅部破碎区形成锚固承载点，优化锚杆支护的减跨效果；锚固倒刺用于优化整个装置锚固效果。
4、进一步的，所述浅部加固装置包括三根注浆锚杆是以深部锚固装置为中心，两两之间呈120度对称分布。
5、进一步的，所述深浅耦合稳心锚固装置包括深部锚固装置与浅部加固装置在复合顶板浅部破碎区表面通过柔性支护装置连接形成一种爪状结构，扩大了巷道轴向支护范围；浅部注浆锚杆与深部预应力锚索相互配合，浅部注浆锚杆避免预应力锚索失稳产生剪切破坏，深部预应力锚索防止浅部注浆锚杆拉伸破断。
6、进一步的，所述深浅耦合稳心锚固装置在大跨度复合顶板中形成锥状支护范围，实现该装置在大跨度复合顶板深层非破碎区定心和大跨度复合顶板浅部破碎区稳心的支护效果。
7、进一步的，所述弹性空芯垫板设计为空芯结构，能为整个装置提供一定的支护阻力，且对复杂顶板浅部破碎围岩变形所产生的动载具备让压功能，在复杂顶板浅部破碎围岩变形时可通过弹性空芯垫板的变形保证该装置整体支护效果；所述弹性空芯垫板设计有上大下小的锥状凹槽，与注浆锚杆中止浆塞相互契合，使得注浆锚杆与弹性空芯垫板紧密结合。
8、进一步的，所述钢带设计有若干个锥状凹槽，与注浆锚杆中止浆塞相互契合，使得多个深浅耦合锚固装置连接稳固，共同作用以达到减跨效果。
9、关于上述技术方案中涉及的名词、连接词或者形容词部分解释如下：
10、滑动连接是指两个物体接触,但不固定,二者可相对滑动；
11、固定连接是指连接件间不能作相对运动。
12、本技术的有益效果如下：
13、(1)大跨度减跨，通过浅部加固装置对顶板破碎区裂隙处注浆，使得松散岩块联结形成锚固承载点，与贯穿破碎区、离层区，锚固于非破碎区的深部锚固装置共同作用，浅部注浆锚杆避免深部预应力锚索失稳产生剪切破坏，深部预应力锚索防止浅部注浆锚杆拉伸破断，实现复合顶板的浅部破碎区与深部非破碎区的耦合支护，优化支护结构悬吊作用，实现大跨度减跨；
14、(2)适用于复合顶板，通过柔性支护装置中弹性空芯垫板的变形效果，使得整个装置在复合顶板浅部区域破碎时仍有很好的支护效果；
15、(3)增强支护能力，达到稳心效果，深浅耦合锚固装置是一种爪状结构，优化在大跨度复合顶板深层非破碎区定心和大跨度复合顶板浅部破碎区稳心的支护效果，避免预应力锚索失稳产生剪切破坏。
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1.一种用于大跨度复合顶板的深浅耦合稳心锚固装置，其特征在于，包括深部锚固装置(1)、浅部加固装置(2)、柔性支护装置(3)、复合顶板(4)，所述浅部加固装置(2)位于浅部破碎区，所述深部锚固装置(1)贯穿破碎区、离层区，锚固于非破碎区，所述柔性支护装置(3)在复合顶板(4)的破碎区表面将深部锚固装置(1)与浅部加固装置(2)组合，构成深浅耦合稳心锚固装置，多个深浅耦合锚固装置通过柔性支护装置(3)滑动连接形成一种用于大跨度复合顶板的深浅耦合稳心锚固装置；所述深部锚固装置为预应力锚索，包括第一预紧螺母(1-1)、锚环(1-2)、垫片(1-3)、托盘(1-4)、锚索体(1-5)；所述浅部加固装置(2)包括三根注浆锚杆(2-1)是以深部锚固装置(1)为中心，两两之间呈120度对称分布。
2.根据权利要求1所述的一种用于大跨度复合顶板的深浅耦合稳心锚固装置，其特征在于，所述注浆锚杆(2-1)包括堵浆塞(2-1a)、第二预紧螺母(2-1b)、锚垫板(2-1c)、止浆塞(2-1d)、出浆孔(2-1e)、锚固倒刺(2-1f)，其中出浆孔(2-1e)用于注浆。
3.根据
4.根据权利要求2所述的一种用于大跨度复合顶板的深浅耦合稳心锚固装置，其特征在于，所述柔性支护装置(3)包括弹性空芯垫板(3-1)、钢带(3-2)、菱形网(3-3)，所述弹性空芯垫板(3-1)设计为空芯结构，所述弹性空芯垫板(3-1)设计有上大下小的锚索锥状凹槽(3-1a)、锚杆锥状凹槽(3-1b)，与深部锚固装置(1)中的托盘(1-4)、注浆锚杆(2-1)中的止浆塞(2-1d)相互契合，使得深部锚固装置(1)、浅部加固装置(2)与弹性空芯垫板(3-1)紧密结合。
5.根据权利要求4所述的一种用于大跨度复合顶板的深浅耦合稳心锚固装置，其特征在于，所述钢带(3-2)设计有若干个锚索锥状凹槽(3-1a)、锚杆锥状凹槽(3-1b)，使得多个深浅耦合锚固装置连接稳固，共同作用从而达到减跨效果。
...【技术特征摘要】
1.一种用于大跨度复合顶板的深浅耦合稳心锚固装置，其特征在于，包括深部锚固装置(1)、浅部加固装置(2)、柔性支护装置(3)、复合顶板(4)，所述浅部加固装置(2)位于浅部破碎区，所述深部锚固装置(1)贯穿破碎区、离层区，锚固于非破碎区，所述柔性支护装置(3)在复合顶板(4)的破碎区表面将深部锚固装置(1)与浅部加固装置(2)组合，构成深浅耦合稳心锚固装置，多个深浅耦合锚固装置通过柔性支护装置(3)滑动连接形成一种用于大跨度复合顶板的深浅耦合稳心锚固装置；所述深部锚固装置为预应力锚索，包括第一预紧螺母(1-1)、锚环(1-2)、垫片(1-3)、托盘(1-4)、锚索体(1-5)；所述浅部加固装置(2)包括三根注浆锚杆(2-1)是以深部锚固装置(1)为中心，两两之间呈120度对称分布。
2.根据权利要求1所述的一种用于大跨度复合顶板的深浅耦合稳心锚固装置，其特征在于，所述注浆锚杆(2-1)包括堵浆塞(2-1a)、第二预紧螺母(2-1b)、锚垫板(2-1c)、止浆塞(2-1d)、出浆孔(2-1e)、锚固倒刺(2-1f)，其中出浆孔(2-1e)...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡东升，孙建，陈盛权，毛基腾，王浩，
申请(专利权)人：安徽理工大学，
类型：新型
国别省市：
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