CN103982206B - 一种地下工程井巷让压支护系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及地下工程围岩支护领域，特别涉及一种地下工程井巷让压支护系统，包括让压液压支柱、让压锚杆、网片、钢梁、压力传感器、控制器，在巷道围岩上铺设网片，并用让压锚杆进行巷道围岩支护，架设钢梁，通过让压液压立柱进行顶板支护；所述让压锚杆包括锚固头、一个或多个让压连接器、弹性垫块、W形钢带、垫板、让压器和手柄螺母，所述让压连接器用于连接左右两节锚杆体，其是一空腔体，连接的两节锚杆体位于该空腔体内的端部均设有活塞挡块，在活塞挡块与连接器空腔体端部之间设置弹簧；能实现依据实际地质围岩应力情况进行恒定让压支护，调节支护系统状况，形成良好的“让‑支”支护体系，达到最优恒定让压支护。

Description

一种地下工程井巷让压支护系统
技术领域
本发明涉及地下工程围岩支护领域，特别涉及一种地下工程井巷让压支护系统。
背景技术
在矿山、隧道等地下工程领域，对巷道围岩支护是必不可少的。矿山领域，随着开采深度日益增加，地应力显著增大，巷道围岩应力增高，且在深部巷道，围岩地质呈现软岩，软岩巷道变形大，巷道支护难度大。
针对大变形地下工程巷道、隧道等工程结构体支护，国内外主要有被动支护、主动支护和联合支护三种形式，为更好对软岩巷道围岩进行支护，充分发挥围岩自稳能力是本领域基本支护思想，适当让支护系统释放围岩部分变形能量，形成“让-支”一体的支护体系，充分发挥围岩自稳能力，同时支护系统能适当释放能量，同时又提供强力支护，但是，目前现有技术中的让压支护系统，其要么不能很好的达到恒定工作阻力，要么恒定工作阻力取决于支护系统本身结构，不能依据巷道实际围岩地质情况进行调节，往往达不到预想的支护-围岩一体支护效果。
发明内容
为克服现有技术存在的问题，本发明目的在于提供一种地下工程井巷让压支护系统，该支护系统能够依据现场围岩地应力状况来进行恒定“让压”支护设置，能够适应不同软岩地质地下工程围岩支护。
本发明是通过如下技术方案实现的：
一种地下工程井巷让压支护系统，包括让压液压支柱、让压锚杆、网片、钢梁、压力传感器、控制器，在巷道围岩上铺设网片，并用让压锚杆进行巷道围岩支护，架设钢梁，通过让压液压立柱进行顶板支护；所述让压锚杆包括锚固头、一个或多个让压连接器、弹性垫块、W形钢带、垫板、让压器和手柄螺母，锚固头设置在锚杆端部，用于将锚杆锚固在岩体内，在锚杆位于岩体外壁一端依次在网片上设置弹性垫块、W形钢带、垫板、让压器和手柄螺母，所述让压连接器用于连接左右两节锚杆体，其是一空腔体，连接的两节锚杆体位于该空腔体内的端部均设有活塞挡块，在活塞挡块与连接器空腔体端部之间设置弹簧；所述让压液压支柱顶部支撑在钢梁上，对顶板进行支护，在液压支柱上设置一压力传感器，其用于检测液压支柱的支撑压力，控制器具有信号接收模块和数据处理模块，信号接收模块用于接收压力传感器检测的数据，数据处理模块预先存储有立柱稳定支撑巷道围岩的压力阈值范围，数据处理模块将传感器的检测数据与阈值进行比较，当压力传感器检测到的立柱支撑压力不在稳定支撑压力阈值范围内，控制器将发射信号控制液压系统对让压液压立柱进行加压或者降压，以使支柱达到稳定支撑压力阈值。
所述稳定支撑压力阈值是通过对同地质区域的现场巷道支护体系进行支护压力监测，对已经达到稳定支撑状态下的多个不同巷道区域的稳定支护压力监测值进行统计分析，确定该地质区域围岩稳定支撑压力阈值。
所述让压器可以是弹簧或者让压管。
手柄螺母与锚杆端部的螺纹配合，可调节锚杆的预紧力水平。
有益的技术效果：
1）采用了控制器来控制让压液压立柱进行支护压力控制，该控制是依据现场围岩达到稳定支护时的支护压力数据进行调节立柱支护力，能随实际地质围岩应力情况进行恒定让压支护，调节支护系统状况，形成良好的“让-支”支护体系，达到最优恒定让压支护；
2）让压锚杆采用了一个或多个让压连接器，连接器的使用多少直接可以调节锚杆的让压能力；同时锚杆端部采用了手柄螺母，其可调节锚杆的预紧力，调节让压支护能力。
附图说明
图1：巷道/隧道支护结构图。
图2：让压锚杆结构图。
图3：让压连接器。
图4：让压液压立柱控制系统图。
图中：1.巷道/隧道，2.让压锚杆，3.网片，4.让压液压支柱，5.钢梁，6.锚固头，7.让压连接器，8.弹性垫块，9.W形钢带，10.垫板，11.让压器，12.手柄螺母，13.压力传感器，14.控制器，15.液压系统。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明做进一步说明，但本发明所要求的保护范围并不局限于具体实施例所描述的范围。
一种地下工程井巷让压支护系统，包括让压液压支柱4、让压锚杆2、网片3、钢梁5、压力传感器13、控制器14，在巷道1围岩上铺设网片3，并用让压锚杆2进行巷道围岩支护，架设钢梁5，通过让压液压立柱4进行顶板支护；围岩支护过程中，起始阶段让压液压支柱4、让压锚杆2对围岩变形进行让压支护，以充分发挥围岩的自稳能力，当让压支护系统让压到一定程度时，围岩和支护系统相互作用达到稳定平衡支撑状态，此时让压液压支柱4、让压锚杆2将不继续进行让压，提供恒阻支撑，支护系统与围岩达到稳定，共同支撑地应力。
所述让压锚杆2包括锚固头6、一个或多个让压连接器7、弹性垫块8、W形钢带9、垫板10、让压器11和手柄螺母12，锚固头6设置在锚杆端部，用于将锚杆锚固在岩体内；让压连接器7用于连接左右两节锚杆体，其是一空腔体，连接的两节锚杆体位于该空腔体内的端部均设有活塞挡块，在活塞挡块与连接器7空腔体端部之间设置弹簧，当锚杆支护在岩体内时，连接器7将允许一定程度范围内的围岩变形让压；在锚杆位于岩体外壁一端依次在网片3上设置弹性垫块8、W形钢带9、垫板10、让压器11和手柄螺母12，所述让压器11可以是弹簧或者让压管，通过手柄螺母12与锚杆端部的螺纹配合，可调节锚杆的预紧力水平，调节锚杆支护力。
所述让压液压支柱4顶部支撑在钢梁5上，对顶板进行支护，在液压支柱4上设置一压力传感器13，其用于检测液压支柱4的支撑压力；控制器14具有信号接收模块和数据处理模块，信号接收模块用于接收压力传感器13检测的数据，数据处理模块预先存储有立柱稳定支撑巷道围岩的压力阈值范围，数据处理模块将传感器13的检测数据与阈值进行比较，当压力传感器13检测到的立柱4支撑压力不在稳定支撑压力阈值范围内，控制器14将发射信号控制液压系统15对让压液压立柱4进行加压或者降压，以使支柱4达到稳定支撑压力阈值。
所述稳定支撑压力阈值是通过对同地质区域的现场巷道支护体系进行支护压力监测，对已经达到稳定支撑状态下的多个不同巷道区域的稳定支护压力监测值进行统计分析，确定该地质区域围岩稳定支撑压力阈值。
当让压支护体系与围岩达到稳定平衡支撑状态时，让压液压立柱4通过控制器14控制，使其支护压力控制在稳定支撑压力阈值内的某一恒定压力值，工作人员通过锚杆的手柄螺母12可将锚杆的支护力进行预紧或放松固定到一支护恒定值，使整个让压支护系统最终实现恒阻支撑。
以上结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于此，在所属技术领域的技术人员所具备的知识范围内，在不脱离本发明宗旨的前提下还可以做出各种变化，所属技术领域的技术人员从上述的构思出发，不经创造性的劳动，所作出的种种变换，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种地下工程井巷让压支护系统，包括让压液压支柱(4)、让压锚杆(2)、网片(3)、钢梁(5)、压力传感器(13)、控制器(14)，其特征是：
在巷道(1)围岩上铺设网片(3)，并用让压锚杆(2)进行巷道围岩支护，架设钢梁(5)，通过让压液压支柱(4)进行顶板支护；
所述让压锚杆(2)包括锚固头(6)、一个或多个让压连接器(7)、弹性垫块(8)、W形钢带(9)、垫板(10)、让压器(11)和手柄螺母(12)，锚固头(6)设置在锚杆端部，用于将锚杆锚固在岩体内，在锚杆位于岩体外壁一端依次在网片(3)上设置弹性垫块(8)、W形钢带(9)、垫板(10)、让压器(11)和手柄螺母(12)；
所述让压连接器(7)用于连接左右两节锚杆体，其是一空腔体，连接的两节锚杆体位于该空腔体内的端部均设有活塞挡块，在活塞挡块与连接器(7)空腔体端部之间设置弹簧；
所述让压液压支柱(4)顶部支撑在钢梁(5)上，对顶板进行支护，在让压液压支柱(4)上设置一压力传感器(13)，其用于检测让压液压支柱(4)的支撑压力，控制器(14)具有信号接收模块和数据处理模块，信号接收模块用于接收压力传感器(13)检测的数据，数据处理模块预先存储有立柱稳定支撑巷道围岩的压力阈值范围，数据处理模块将传感器(13)的检测数据与阈值进行比较，当压力传感器(13)检测到的让压液压支柱(4)支撑压力不在稳定支撑压力阈值范围内，控制器(14)将发射信号控制液压系统(15)对让压液压支柱(4)进行加压或者降压，以使让压液压支柱(4)达到稳定支撑压力阈值。
2.根据权利要求1所述的让压支护系统，其特征在于：所述让压器(11)是弹簧或者让压管。
3.根据权利要求1或者2所述的让压支护系统，其特征在于：手柄螺母(12)与锚杆端部的螺纹配合，可调节锚杆的预紧力水平。
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