CN105298521A - 一种软岩沿空巷道非对称支护装置 - Google Patents

一种软岩沿空巷道非对称支护装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种软岩沿空巷道非对称支护装置，其包括钢带、钢筋网、锚杆、锚索、锚索预紧组件、支护钢梁和锚杆预紧组件，沿空巷道的上支撑设置有所述支护钢梁，支护钢梁的上方设置有钢带，支护钢梁的外部设置有所述钢筋网，锚杆通过锚杆预紧组件固定设置在支护钢梁上，且伸入沿空巷道的巷顶的岩石层内，锚索通过锚索预紧组件固定设置在支护钢梁上，且伸入沿空巷道的巷顶的岩石层内，沿空巷道的巷帮上也通过锚索预紧组件设置在巷帮的支护钢梁上，其设置了专门的锚索和锚杆的预紧组件，通过预紧组件，可以准确的实现锚杆和锚索的预紧，提高了非对称支护的使用寿命和非对称支护的非对称性能。

Description

一种软岩沿空巷道非对称支护装置
技术领域
本发明涉及煤矿开采技术领域，具体为一种软岩沿空巷道非对称支护装置，属于煤矿支护技术领域。
背景技术
实践表明，软岩巷道的变形与破坏都呈现出不同程度的非对称性，巷道维护形式以U型钢支架为主，这种结构这在一定程度上解决了建矿初期的巷道支护问题。但是随着矿井开采深度的增加，矿压显现加剧、巷道变形破坏严重、支护成本提高，并且呈现显著的非对称特征。由于目前对巷道的这类非均匀性破坏缺乏系统深入的研究，支护方式的选取上盲目性很大，仍采用传统的对称支护形式，难以适应巷道的非均匀变形，导致巷道维护异常困难，严重影响了煤炭资源的安全高效开采。对称性支护结构在均布外力作用下具有很高的承载能力，但是在平面非对称不均匀外力作用下其承载能力将大为下降，试验巷道周边的岩层结构是非对称的，导致应力分布的非对称性，进而表现出显著的非对称变形破坏特征。在此条件下，巷道仍然采用对称的架棚支护，不仅支护强度低、支架受力不均匀，而且刚性支护结构与巷道围岩不协调，无法抑制巷道变形。因此，目前非对称支护在沿空巷道中逐渐受到重视，尤其是在软岩巷道中，其具有很大的发展优势与前景，但是，非对称支护对于锚杆和锚索的预紧力要求更高，预紧稍有差错，可能会导致整个支护装置的寿命及支护效果产生极大的影响，预紧力以及预紧方式对于非对称支护的效果及寿命具有极其重要的作用。
基于以上技术问题，本发明提供了一种软岩沿空巷道非对称支护装置，其设置了专门的锚索和锚杆的预紧组件，通过预紧组件，可以准确的实现锚杆和锚索的预紧，提高了非对称支护的使用寿命和非对称支护的非对称性能。
发明内容
本发明的目的是提供一种结构和使用简单、合理，成本低，性能稳定、使用寿命长的一种软岩沿空巷道非对称支护装置。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种软岩沿空巷道非对称支护装置，其包括钢带、钢筋网、锚杆、锚索、锚索预紧组件、支护钢梁和锚杆预紧组件，其特征在于，沿空巷道的上支撑设置有所述支护钢梁，所述支护钢梁的上方设置有钢带，所述支护钢梁的外部设置有所述钢筋网，所述锚杆通过所述锚杆预紧组件固定设置在所述支护钢梁上，且伸入沿空巷道的巷顶的岩石层内，所述锚索通过所述锚索预紧组件固定设置在所述支护钢梁上，且伸入沿空巷道的巷顶的岩石层内，沿空巷道的巷帮上也通过所述锚索预紧组件设置在巷帮的支护钢梁上。
进一步，作为优选，所述锚索预紧组件包括锚索预紧座、锚索锁紧臂、锚索锥形螺母、锚索推动螺母、锚索固定套杆、锚索缠绕柱、锚索预紧施力孔、锚索锥形螺母开口槽和锚索缠绕柱转轴，其特征在于，所述的锚索预紧座上设置有所述锚索锁紧臂，且锚索预紧座与锚索锁紧臂一体成型设置，所述锚索预紧座与所述锚索锁紧臂共同构成U型支架，所述锚索预紧座上设置有锥形孔，所述锚索锥形螺母与所述锥形孔之间紧密配合设置，且所述锚索锥形螺母的锥度大于所述锥形孔的锥度，所述锚索锥形螺母上设置有多个锚索锥形螺母开口槽，所述锚索预紧座内固定设置有所述锚索固定套杆，所述锚索固定套杆内设置有供锚索穿入的孔，所述锚索锥形螺母插入所述锚索固定套杆内设置，所述锚索固定套杆外端设置有所述锚索推动螺母，所述锚索推动螺母与所述锚索固定套杆之间采用螺纹连接配合，所述锚索锁紧臂上支撑设置有锚索缠绕柱转轴，所述锚索缠绕柱转轴上可转动设置有所述锚索缠绕柱，所述锚索缠绕柱上设置有锚索预紧施力孔，所述锚索缠绕的设置在所述锚索缠绕柱转轴上。
进一步，作为优选，所述锚杆预紧组件包括锚杆预紧座、锚杆锥形螺母、锚杆锥形螺母开口槽、锚杆固定套筒、锚杆锁紧T型螺杆、锚杆推动螺母、锚杆预紧施力孔和锚杆锁紧头，其中，所述锚杆预紧座上设置有锥形槽，所述锥形槽与所述锚杆锥形螺母配合设置，且所述锥形槽的锥度小于所述锚杆锥形螺母的锥度，所述锚杆锥形螺母上设置有多个锚杆锥形螺母开口槽，所述锚杆预紧座的锥形槽内固定设置有锚杆固定套筒，所述锚杆固定套筒远离所述锚杆预紧座的一端设置有内螺纹，所述锚杆锁紧T型螺杆上设置有外螺纹，所述锚杆锁紧T型螺杆与所述锚杆固定套筒螺纹配合连接，所述锚杆锁紧T型螺杆上设置有锚杆预紧施力孔，所述锚杆依次穿过所述锚杆锁紧T型螺杆、锚杆固定套筒和锚杆预紧座设置，且锚杆上连接设置有锚杆锁紧头，所述锚杆锁紧头的直径大小大于所述锚杆锁紧T型螺杆上供锚杆穿过的孔的大小，且所述锚杆锁紧头设置在所述锚杆锁紧T型螺杆远离所述锚杆预紧座的一端。
进一步，作为优选，所述锚索锥形螺母开口槽沿着所述锚索锥形螺母的轴线设置，且所述锚索锥形螺母开口槽为等间距阵列设置在锚索锥形螺母表面的三个。
进一步，作为优选，所述锚杆锥形螺母开口槽沿着所述锚杆锥形螺母的轴线设置，且所述锚杆锥形螺母开口槽为等间距阵列设置在锚杆锥形螺母表面的三个。
进一步，作为优选，所述锚杆采用直径为20mm，长度为2500mm的水力膨胀锚杆，且间排距为1000mmX850mm。
进一步，作为优选，所述锚索采用直径为16mm，长度为7000mm的8股绞线预应力锚索，且间排距为2000mmX1200mm。
进一步，作为优选，所述钢筋网为采用钢筋组成的菱形钢筋金属网。
进一步，作为优选，所述钢带上设置有混凝土喷浆，且所述混凝土喷浆内掺设有防水剂，混凝土喷浆的厚度为60mm。
本发明的有益效果在于：
本发明提供的一种软岩沿空巷道非对称支护装置，其设置了专门的锚索和锚杆的预紧组件，通过预紧组件，可以准确的实现锚杆和锚索的预紧，提高了非对称支护的使用寿命和非对称支护的非对称性能。
附图说明
图1是本发明的一种软岩沿空巷道非对称支护装置的整体结构示意图；
图2是本发明的一种软岩沿空巷道非对称支护装置的锚索预紧组件结构示意图；
图3是本发明的一种软岩沿空巷道非对称支护装置的锚杆预紧组件的结构示意图；
其中，1、钢带，2、钢筋网，3、锚杆，4、锚索，5、锚索预紧组件，6、支护钢梁，7、锚杆预紧组件，8、锚索预紧座，9、锚索锁紧臂，10、锚索锥形螺母，11、锚索推动螺母，12、锚索固定套杆，13、锚索缠绕柱，14、锚索预紧施力孔，15、锚索锥形螺母开口槽，16、锚杆预紧座，17、锚杆锥形螺母，18、锚杆锥形螺母开口槽，19、锚杆固定套筒，20、锚杆锁紧T型螺杆，21、锚杆推动螺母，22、锚杆预紧施力孔，23、锚索缠绕柱转轴，24、锚杆锁紧头。
具体实施方式
以下结合附图来对本发明进行详细的描绘。然而应当理解，附图的提供仅为了更好地理解本发明，它们不应该理解成对本发明的限制。
如图1-3所示，本发明提供一种软岩沿空巷道非对称支护装置，其包括钢带1、钢筋网2、锚杆3、锚索4、锚索预紧组件5、支护钢梁6和锚杆预紧组件7，其特征在于，沿空巷道的上支撑设置有所述支护钢梁6，所述支护钢梁6的上方设置有钢带1，所述支护钢梁6的外部设置有所述钢筋网2，所述锚杆3通过所述锚杆预紧组件5固定设置在所述支护钢梁6上，且伸入沿空巷道的巷顶的岩石层内，所述锚索4通过所述锚索预紧组件5固定设置在所述支护钢梁6上，且伸入沿空巷道的巷顶的岩石层内，沿空巷道的巷帮上也通过所述锚索预紧组件5设置在巷帮的支护钢梁6上。
在本实施例中，所述锚索预紧组件5包括锚索预紧座8、锚索锁紧臂9、锚索锥形螺母10、锚索推动螺母11、锚索固定套杆12、锚索缠绕柱13、锚索预紧施力孔14、锚索锥形螺母开口槽15和锚索缠绕柱转轴23，所述的锚索预紧座8上设置有所述锚索锁紧臂9，且锚索预紧座8与锚索锁紧臂9一体成型设置，所述锚索预紧座8与所述锚索锁紧臂9共同构成U型支架，所述锚索预紧座8上设置有锥形孔，所述锚索锥形螺母10与所述锥形孔之间紧密配合设置，且所述锚索锥形螺母10的锥度大于所述锥形孔的锥度，所述锚索锥形螺母10上设置有多个锚索锥形螺母开口槽，所述锚索预紧座8内固定设置有所述锚索固定套杆12，所述锚索固定套杆12内设置有供锚索穿入的孔，所述锚索锥形螺母10插入所述锚索固定套杆12内设置，所述锚索固定套杆12外端设置有所述锚索推动螺母11，所述锚索推动螺母11与所述锚索固定套杆12之间采用螺纹连接配合，所述锚索锁紧臂9上支撑设置有锚索缠绕柱转轴23，所述锚索缠绕柱转轴23上可转动设置有所述锚索缠绕柱13，所述锚索缠绕柱13上设置有锚索预紧施力孔14，所述锚索缠绕的设置在所述锚索缠绕柱转轴23上。
此外，所述锚杆预紧组件包括锚杆预紧座16、锚杆锥形螺母17、锚杆锥形螺母开口槽18、锚杆固定套筒19、锚杆锁紧T型螺杆20、锚杆推动螺母21、锚杆预紧施力孔22和锚杆锁紧头24，其中，所述锚杆预紧座16上设置有锥形槽，所述锥形槽与所述锚杆锥形螺母17配合设置，且所述锥形槽的锥度小于所述锚杆锥形螺母的锥度，所述锚杆锥形螺母17上设置有多个锚杆锥形螺母开口槽18，所述锚杆预紧座16的锥形槽内固定设置有锚杆固定套筒19，所述锚杆固定套筒19远离所述锚杆预紧座16的一端设置有内螺纹，所述锚杆锁紧T型螺杆20上设置有外螺纹，所述锚杆锁紧T型螺杆20与所述锚杆固定套筒螺纹配合连接，所述锚杆锁紧T型螺杆20上设置有锚杆预紧施力孔22，所述锚杆3依次穿过所述锚杆锁紧T型螺杆20、锚杆固定套筒19和锚杆预紧座16设置，且锚杆上连接设置有锚杆锁紧头24，所述锚杆锁紧头24的直径大小大于所述锚杆锁紧T型螺杆20上供锚杆穿过的孔的大小，且所述锚杆锁紧头24设置在所述锚杆锁紧T型螺杆20远离所述锚杆预紧座16的一端。
另外，所述锚索锥形螺母开口槽15沿着所述锚索锥形螺母的轴线设置，且所述锚索锥形螺母开口槽15为等间距阵列设置在锚索锥形螺母表面的三个。所述锚杆锥形螺母开口槽18沿着所述锚杆锥形螺母的轴线设置，且所述锚杆锥形螺母开口槽18为等间距阵列设置在锚杆锥形螺母表面的三个。所述锚杆3采用直径为20mm，长度为2500mm的水力膨胀锚杆，且间排距为1000mmX850mm。所述锚索4采用直径为16mm，长度为7000mm的8股绞线预应力锚索，且间排距为2000mmX1200mm。所述钢筋网2为采用钢筋组成的菱形钢筋金属网。所述钢带1上设置有混凝土喷浆，且所述混凝土喷浆内掺设有防水剂，混凝土喷浆的厚度为60mm。
本发明设置了专门的锚索和锚杆的预紧组件，通过预紧组件，可以准确的实现锚杆和锚索的预紧，提高了非对称支护的使用寿命和非对称支护的非对称性能。
以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims (9)

1.一种软岩沿空巷道非对称支护装置，其包括钢带、钢筋网、锚杆、锚索、锚索预紧组件、支护钢梁和锚杆预紧组件，其特征在于，沿空巷道的上支撑设置有所述支护钢梁，所述支护钢梁的上方设置有钢带，所述支护钢梁的外部设置有所述钢筋网，所述锚杆通过所述锚杆预紧组件固定设置在所述支护钢梁上，且伸入沿空巷道的巷顶的岩石层内，所述锚索通过所述锚索预紧组件固定设置在所述支护钢梁上，且伸入沿空巷道的巷顶的岩石层内，沿空巷道的巷帮上也通过所述锚索预紧组件设置在巷帮的支护钢梁上。
2.根据权利要求1所述的一种软岩沿空巷道非对称支护装置，其特征在于，所述锚索预紧组件包括锚索预紧座、锚索锁紧臂、锚索锥形螺母、锚索推动螺母、锚索固定套杆、锚索缠绕柱、锚索预紧施力孔、锚索锥形螺母开口槽和锚索缠绕柱转轴，其中，所述的锚索预紧座上设置有所述锚索锁紧臂，且锚索预紧座与锚索锁紧臂一体成型设置，所述锚索预紧座与所述锚索锁紧臂共同构成U型支架，所述锚索预紧座上设置有锥形孔，所述锚索锥形螺母与所述锥形孔之间紧密配合设置，且所述锚索锥形螺母的锥度大于所述锥形孔的锥度，所述锚索锥形螺母上设置有多个锚索锥形螺母开口槽，所述锚索预紧座内固定设置有所述锚索固定套杆，所述锚索固定套杆内设置有供锚索穿入的孔，所述锚索锥形螺母插入所述锚索固定套杆内设置，所述锚索固定套杆外端设置有所述锚索推动螺母，所述锚索推动螺母与所述锚索固定套杆之间采用螺纹连接配合，所述锚索锁紧臂上支撑设置有锚索缠绕柱转轴，所述锚索缠绕柱转轴上可转动设置有所述锚索缠绕柱，所述锚索缠绕柱上设置有锚索预紧施力孔，所述锚索缠绕的设置在所述锚索缠绕柱转轴上。
3.根据权利要求1所述的一种软岩沿空巷道非对称支护装置，其特征在于，所述锚杆预紧组件包括锚杆预紧座、锚杆锥形螺母、锚杆锥形螺母开口槽、锚杆固定套筒、锚杆锁紧T型螺杆、锚杆推动螺母、锚杆预紧施力孔和锚杆锁紧头，其中，所述锚杆预紧座上设置有锥形槽，所述锥形槽与所述锚杆锥形螺母配合设置，且所述锥形槽的锥度小于所述锚杆锥形螺母的锥度，所述锚杆锥形螺母上设置有多个锚杆锥形螺母开口槽，所述锚杆预紧座的锥形槽内固定设置有锚杆固定套筒，所述锚杆固定套筒远离所述锚杆预紧座的一端设置有内螺纹，所述锚杆锁紧T型螺杆上设置有外螺纹，所述锚杆锁紧T型螺杆与所述锚杆固定套筒螺纹配合连接，所述锚杆锁紧T型螺杆上设置有锚杆预紧施力孔，所述锚杆依次穿过所述锚杆锁紧T型螺杆、锚杆固定套筒和锚杆预紧座设置，且锚杆上连接设置有锚杆锁紧头，所述锚杆锁紧头的直径大小大于所述锚杆锁紧T型螺杆上供锚杆穿过的孔的大小，且所述锚杆锁紧头设置在所述锚杆锁紧T型螺杆远离所述锚杆预紧座的一端。
4.根据权利要求2所述的一种软岩沿空巷道非对称支护装置，其特征在于，所述锚索锥形螺母开口槽沿着所述锚索锥形螺母的轴线设置，且所述锚索锥形螺母开口槽为等间距阵列设置在锚索锥形螺母表面的三个。
5.根据权利要求3所述的一种软岩沿空巷道非对称支护装置，其特征在于，所述锚杆锥形螺母开口槽沿着所述锚杆锥形螺母的轴线设置，且所述锚杆锥形螺母开口槽为等间距阵列设置在锚杆锥形螺母表面的三个。
6.根据权利要求1所述的一种软岩沿空巷道非对称支护装置，其特征在于，所述锚杆采用直径为20mm，长度为2500mm的水力膨胀锚杆，且间排距为1000mmX850mm。
7.根据权利要求6所述的一种软岩沿空巷道非对称支护装置，其特征在于，所述锚索采用直径为16mm，长度为7000mm的8股绞线预应力锚索，且间排距为2000mmX1200mm。
8.根据权利要求1-7任意一项所述的一种软岩沿空巷道非对称支护装置，其特征在于，所述钢筋网为采用钢筋组成的菱形钢筋金属网。
9.根据权利要求1-7任意一项所述的一种软岩沿空巷道非对称支护装置，其特征在于，所述钢带上设置有混凝土喷浆，且所述混凝土喷浆内掺设有防水剂，混凝土喷浆的厚度为60mm。
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