CN103615258A

CN103615258A - 巷道交叉点的中间岩柱的支护结构和支护方法

Info

Publication number: CN103615258A
Application number: CN201310656960.9A
Authority: CN
Inventors: 何满潮; 孙晓明; 杨晓杰; 宫伟力; 王炯
Original assignee: China University of Mining and Technology Beijing CUMTB
Current assignee: China University of Mining and Technology CUMT; China University of Mining and Technology Beijing CUMTB
Priority date: 2013-12-06
Filing date: 2013-12-06
Publication date: 2014-03-05
Anticipated expiration: 2033-12-06
Also published as: CN103615258B

Abstract

一种巷道交叉点的中间岩柱的支护结构及支护方法，支护结构包括多个双控锚固装置和钢筋网，每一个所述双控锚固装置具有杆体和两个托盘，并能从所述中间岩柱的第一表面中穿入，并从所述中间岩柱的第二表面穿出，使所述杆体的两端部从所述中间岩柱暴露出，所述钢筋网包覆在所述中间岩柱的外表面，并固定于所述杆体的两端部，所述两个托盘固定于所述杆体的两端并抵接所述中间岩柱的第一表面和第二表面，以固定所述钢筋网。

Description

巷道交叉点的中间岩柱的支护结构和支护方法

技术领域

本发明涉及一种巷道交叉点的中间岩柱的支护结构和支护方法。

背景技术

巷道交叉点特别是深井巷道交叉点由于其断面大、跨度大，中间岩柱应力集中程度高，对支护提出了较高的要求。

传统的巷道的支护方法是在巷道交叉点的两侧分别支护。但是由于支护方式不合理并且无侧向约束，并不能很好地对巷道交叉点进行支护。此外，巷道交叉点的中间岩柱（牛鼻子）两侧分别支护，缺乏整体性，造成巷道交叉点变形严重。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适用于深井巷道交叉点变形特点的巷道交叉点的中间岩柱的支护结构和支护方法，来保证巷道交叉点的稳定，以解决现有技术存在的因巷道交叉点大变形而导致的支护失效、巷道冒顶和塌方的问题。

为实现上述目的，本发明提出一种巷道交叉点的中间岩柱的支护结构，包括多个双控锚固装置、钢筋网和槽钢，每一个所述双控锚固装置具有杆体和两个托盘，并能从所述中间岩柱的第一表面中穿入，并从所述中间岩柱的第二表面穿出，使所述杆体的两端部从所述中间岩柱暴露出，所述钢筋网包覆在所述中间岩柱的外表面，所述槽钢抵接于所述钢筋网，并且所述杆体的两端部从所述钢筋网和所述槽钢穿出，所述两个托盘固定于所述杆体的两端并紧密抵接于所述槽钢，以固定所述钢筋网和所述槽钢。

在本发明深井巷道交叉点的中间岩柱的支护结构的一实施例中，所述双控锚固装置还包括螺母，所述螺母通过所述杆体上的螺纹连接于所述杆体，并抵接于所述托盘，用于将所述托盘固定在所述双控锚固装置的两端。

在本发明深井巷道交叉点的中间岩柱的支护结构的一实施例中，还包括钢带梁，所述钢带梁设置在所述中间岩柱的尖端部并连接于部分的所述双控锚固装置的两端部。

在本发明深井巷道交叉点的中间岩柱的支护结构的一实施例中，所述双控锚固装置为恒阻大变形双控锚杆。

在本发明巷道交叉点的中间岩柱的支护结构的一实施例中，所述双控锚固装置为恒阻大变形双控锚索。

本发明还提出一种深井巷道交叉点的支护方法，包括如下步骤：

步骤（A），初喷混凝土；

步骤（B），在中间岩柱上钻孔，并将双控锚固装置的杆体安装在步骤所钻的孔中；

步骤（C），将钢筋网铺设在中间岩柱的外表面并包覆所述中间岩柱，使所述双控锚固装置的杆体的两端部从所述钢筋网的网格伸出

步骤（D），将槽钢设置于一个或多个所述杆体的端部，使所述杆体的端部从所述槽钢的开孔中穿出；

步骤（E），将双控锚固装置的托盘安装在杆体的两端，并紧密抵接于所述槽钢上，以固定钢筋网和槽钢；

步骤（F），复喷混凝土。

本发明利用双控锚固装置配合槽钢、钢筋网的使用增加了水平方向的侧向约束，提高中间岩柱侧向的水平应力，改善中间岩柱的应力状态，增加中间岩柱部位的整体强度和抗冲切性能，实现了整体的支护。另外，本发明还具有实施简单易行、成本较低的有益效果。

附图说明

图1为本发明一实施例中巷道交叉点及支护结构的俯视剖视示意图

图2为沿图1的I-I线的剖视示意图。

图3为沿图1的Ⅱ-Ⅱ线的剖视示意图。

图4为现有的恒阻大变形锚杆拼接形成的恒阻大变形双控锚固装置的示意图。

具体实施方式

图1为本发明一实施例中巷道交叉点及支护结构的俯视剖视示意图，其中巷道交叉点一般为深井巷道交叉点，一般具有大于800米的深度。本发明能够应用于压力较大的深井巷道，并实现良好的支护效果。

如图1所示，本发明提供的深井巷道交叉点的中间岩柱（牛鼻子）100的支护结构包括：双控锚固装置1、钢筋网2、钢带梁3和槽钢4。本实施例中，钢筋网2通常是通过焊接形成的焊接钢筋网，双控锚固装置1优选为恒阻大变形双控锚固装置。

恒阻大变形双控锚固装置1可通过市售的恒阻大变形锚杆拼接形成。例如，可以使用中国专利公开号为CN101858225A的专利申请公开的恒阻大变形锚杆或中国专利公开号为CN102296604A的专利申请公开的恒阻大变形缆索来相对拼接形成。图4所示为用两个恒阻大变形锚杆拼接成恒阻大变形双控锚杆的简图。如图4所示，每一个恒阻大变形锚杆为具有杆体10和托盘11的锚杆，两个上述恒阻大变形锚杆经过端部固定连接后，形成托盘11在两端的双控锚固装置。其中端部固定连接的方式包括但不限于焊接。由于恒阻大变形锚杆或锚索已是本领域公知的技术，在此并不做具体描述。本实施例中，可以根据需要插入的长度的不同选择两个恒阻大变形锚杆或恒阻大变形双控锚索，或者二者混合使用，本发明不以此为限。

结合图1和图2所示，在本发明一实施例的支护结构中，恒阻大变形双控锚固装置1的杆体10从中间岩柱100的第一表面A1伸入中间岩柱100中，并从第二表面A2穿出，以将其端部露出于第一表面A1和第二表面A2。钢筋网2铺设并包覆在中间岩柱上，恒阻大变形双控锚固装置1的杆体10伸出中间岩柱100的第一表面A1和第二表面A2的端部从钢筋网2的网格伸出，以将钢筋网2挂在恒阻大变形双控锚固装置1的杆体10的两端部上，之后再将槽钢4穿过一个或多个杆体10的端部，使槽钢4的槽朝外。其中槽钢4具有开孔，杆体10的端部从该开孔穿过。

之后，恒阻大变形双控锚固装置1的两托盘11借助与杆体10两端部的阳螺纹相啮合的两螺母12，将钢筋网2和槽钢4紧压在中间岩柱100的第一表面A1和第二表面A2上。本实施例中的双控锚固装置1为多排，并且每一排的长度逐渐增加。

如图1所示，在图1的中间岩柱100的尖端部设置有钢带梁3。钢带梁3的数目为多根并间隔布置，由于图1是剖视图，因此只显示出该剖面内的一根。本实施例中钢带梁3可以是由钢筋弯折形成类似U形的形状。每一根钢带梁3设置在中间岩柱100的尖端部，并且它的两端固定于第一排双控锚固装置1（即靠近尖端部的一排双控锚固装置1）处，钢带梁3的两端连接靠近尖端部的一排双控锚固装置1的两端。钢带梁3的钢筋直径优选为16mm，且竖向间距优选为700mm。另外如图2和图3所示，槽钢4将若干根双控锚固装置1的一端部连接在一起，进一步起到稳定支护结构的作用。其中一根槽钢4上可以连接多根双控锚固装置1的端部，也可以只连接一根双控锚固装置1的端部，本发明不以此为限。

在上述的恒阻大变形双控锚固装置中，在长度小于2.5m时，使用恒阻大变形双控锚杆，大于2.5m时，使用恒阻大变形双控锚索，需要在施工时现场测量并核对所需要的双控锚固装置1的实际长度，本发明并不以此为限。

步骤（A），初喷混凝土进行初步固定支护；

步骤（B），在中间岩柱100的第一表面A1或第二表面A2上钻出通孔；并将双控锚固装置1的杆体10安装在所钻的通孔中；

步骤（C），将钢筋网2铺设并包覆在中间岩柱100上，并挂在双控锚固装置1的杆体10的两端部；

步骤（D），将槽钢4穿过一个或多个杆体10的端部；

步骤（E），将双控锚固装置1的托盘11安装在杆体10的两端，并紧密抵接槽钢4，使槽钢4紧密抵接钢筋网2，以实现固定钢筋网2和槽钢4；

步骤（F），复喷混凝土，进一步进行支护。

在上述步骤（A）和步骤（B）之间，进一步包括：

步骤（A1），将双控锚固装置1的杆体10进行定位；

步骤（A2），将用于钻孔的钻机进行定位；

步骤（A3），清理所钻出的孔内的碎石。

在上述步骤（C）和步骤（D）之间，还可以包括：

步骤（C1）：将钢带梁3固定在双控锚固装置1的杆体10的两端部，并抵接于钢筋网2。

本发明具有如下优点：

首先，本发明利用双控锚固装置配合槽钢和钢筋网的使用增加了水平方向的侧向约束，提高中间岩柱侧向的水平应力，改善中间岩柱的应力状态，增加中间岩柱部位的整体强度和抗冲切性能，实现了整体的支护；

其次，双控锚固装置可以采用恒阻大变形双控锚固装置，并施加达到恒阻大变形双控锚固装置的恒阻值的高预应力，进一步增强了水平方向的侧向约束；

再者，恒阻大变形双控锚固装置采用双向托盘并能够施加高预应力，一个方向的变形相当于在另一侧增加预应力，从而达到双向自动控制的目的。

另外，恒阻大变形双控锚固装置预应力值通过建立的计算模型和理论推导得出，或者可以与普通锚杆或锚索的预应力值相同。普通锚杆或锚索的预应力值根据锚杆或锚索的型号不同而不同，在此不再赘述。本发明优选的实施例利用恒阻大变形双控锚固装置的双向高预应力，在变形过程中保持恒阻支护能力不变，并且通过围岩本身的变形提高锚固装置托盘对围岩的作用力，能够很好的保证深井巷道交叉点的稳定性。

综上所述，本发明利用通过合理的设置支护结构、参数和支护过程，能够很好的保证深井巷道交叉点的稳定性。另外，本发明还具有实施简单易行、成本较低的有益效果。

虽然已参照几个典型实施例描述了本发明，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本发明能够以多种形式具体实施而不脱离本发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施例不限于任何前述的细节，而应在所附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为所附权利要求所涵盖。

Claims

1.一种巷道交叉点的中间岩柱的支护结构，其特征在于，包括多个双控锚固装置（1）、钢筋网（2）和槽钢（4），每一个所述双控锚固装置（1）具有杆体（10）和两个托盘（11），所述杆体（10）能够从所述中间岩柱（100）的第一表面（A1）中穿入，并从所述中间岩柱（100）的第二表面（A2）穿出，使所述杆体（10）的两端部从所述中间岩柱（100）暴露出，所述钢筋网（2）包覆在所述中间岩柱（100）的外表面，所述槽钢（4）抵接于所述钢筋网（2），并且所述杆体（10）的两端部从所述钢筋网（2）和所述槽钢（4）穿出，所述两个托盘（11）固定于所述杆体（10）的两端并紧密抵接于所述槽钢（4），以固定所述钢筋网（2）和所述槽钢（4）。

2.如权利要求1所述的巷道交叉点的中间岩柱的支护结构，其特征在于，所述双控锚固装置（1）还包括螺母（12），所述螺母（12）通过所述杆体（10）上的螺纹连接于所述杆体（10），并抵接于所述托盘（11），用于将所述托盘（11）固定在所述双控锚固装置（1）的两端。

3.如权利要求2所述的巷道交叉点的中间岩柱的支护结构，其特征在于，所述支护结构还包括多根钢带梁（3），每一根所述钢带梁（3）设置在所述中间岩柱（100）的尖端部并连接于靠近所述尖端部的所述双控锚固装置（1）的两端部。

4.如权利要求3所述的巷道交叉点的中间岩柱的支护结构，其特征在于，每一根所述钢带梁（3）由钢筋弯折形成U形，所述钢带梁（3）的两端固定于所连接的所述双控锚固装置（1）的两端部。

5.如权利要求1所述的深井巷道交叉点的中间岩柱的支护结构，其特征在于，所述双控锚固装置（1）为恒阻大变形双控锚杆和/或恒阻大变形双控锚索。

6.一种深井巷道交叉点的支护方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤（A），初喷混凝土；

步骤（B），在中间岩柱（100）上钻孔，并将双控锚固装置（1）的杆体（10）安装在所钻的孔中；

步骤（C），将钢筋网（2）铺设在中间岩柱（100）的外表面并包覆所述中间岩柱（100），使所述双控锚固装置（1）的杆体（10）的两端部从所述钢筋网（2）的网格伸出；

步骤（D），将槽钢（4）设置于一个或多个所述杆体（10）的端部，使所述杆体（10）的端部从所述槽钢（4）的开孔中穿出；

步骤（E），将所述双控锚固装置（1）的托盘（11）安装在所述杆体（10）的两端，并紧密抵接于所述槽钢（4）上，以固定所述钢筋网（2）和所述槽钢（4）；

步骤（F），复喷混凝土。

7.如权利要求6所述的深井巷道交叉点的支护方法，其特征在于，所述步骤（C）和步骤（D）之间，还包括：

步骤（C1）：将由钢筋弯折形成的钢带梁（3）固定在所述双控锚固装置（1）的杆体（10）的两端部，并抵接于所述钢筋网（2）。

8.如权利要求6所述的深井巷道交叉点的支护方法，其特征在于，所述双控锚固装置（1）为恒阻大变形锚杆和/或恒阻大变形锚索。