CN106703879A - 一种对新型混凝土预制块自锁实体墙支护效果的监测方法 - Google Patents

Abstract

一种对新型混凝土预制块自锁实体墙支护效果的监测方法，属于矿业工程沿空留巷巷旁支护技术领域。砌体墙由五种不同规格的混凝土砌块通过合理有序的排列组装而成，通过对混凝土砌块规格及其排列顺序的精心设计，使墙体具备了自锁功能，增强了墙体的整体性及抗侧推的能力。从横向、纵向、倾斜角度三个方面对墙体抗变形能力进行矿压观测，对墙体不同部位进行应力监测来分析墙体的支护强度，通过对监测数据的统计分析，为改善墙体的整体质量提供重要依据。

Description

一种对新型混凝土预制块自锁实体墙支护效果的监测方法

技术领域

本发明涉及矿业工程沿空留巷巷旁支护技术领域，尤其涉及一种对新型混凝土预制块自锁实体墙支护效果的监测方法。

背景技术

（1）目前沿空留巷巷旁支护体主要有混凝土浇筑实体墙、矸石袋锚杆加固墙、混凝土预制块空心墙、混凝土预制块实体墙等，但基本上都存在一定的缺陷，适用条件有限，推广使用较困难等。（2）混凝土预制块自锁实体墙是一种的适用于沿空留巷巷旁支护的新型墙体，在设计时考虑的因素较全面，使其具有早期强度高，整体性好，抗侧压能力强，操作方便，成墙速度快以及能较好适应巷道高度变化等优点。（3）现阶段混凝土预制块自锁实体墙还没有投入使用，为了检验自锁实体墙支护效果，应对自锁实体墙体墙体在投入使用中进行矿压观测设计。

发明内容

本发明的目的是为了验证混凝土预制块自锁实体墙的使用效果，对自锁实体墙从墙体受力、位移变化进行矿压观测，为更好的改善混凝土砌块的尺寸规格和排列方式及顺序提供重要依据。

为实现上述目的，本专利中混凝土预制块自锁实体墙由a、b、c、d、e五种混凝土砌块拼接组装而成，墙体第一层采用a规格混凝土砌块纵向交错的排列，墙体第二层采用b、c、d、e四种规格的混凝土砌块横向卡在第一层混凝土砌块上并将其横向锁住，墙体第三层采用b规格混凝土砌块纵向交错卡在第二层混凝土砌块上并将其纵向锁住，第四层及以上数层重复循环二、三层操作步骤即可（采用这种方法砌筑的混凝土预制块自锁实体墙其具有早期强度高，整体性好，抗侧压能力强，操作方便，成墙速度快以及能较好适应巷道高度变化等优点）；在自锁实体墙纵向顶底处各设基点用卷尺测量墙体纵向变形量，并可以计算出墙体的压缩率，在自锁实体墙内埋有横向水平套管，其内布置钢丝，铁丝一端固定在套筒一端上，另一端自由，用直尺测量外露钢丝长度以确定横向变形，采用便携式测斜仪，可以更加方便、快捷、准确地测试自锁实体墙墙体倾斜角度和倾斜方向的变化（通过对自锁实体墙变形的监测，可以了解自锁实体墙抗变形以及抗击侧向推力能力，为更好的改善墙体质量提供重要依据）；采取在自锁实体墙内埋设液压枕来测其受力（通过对自锁实体墙的受力监测，可以知道墙体不同部位的受力大小以及墙体的整体支护强度，为改善墙体支护强度提供重要依据）

有益效果：通过对新型混凝土预制块自锁实体墙支护效果进行监测分析，可以更好的了解自锁实体墙整体的支护强度和抗变形能力，为改善混凝土砌块的尺寸规格和排列方式及顺序提供重要依据，改善后的墙体会更好的适应沿空留巷巷旁支护技术的需求，为沿空留巷提供一种安全高效的巷旁支护墙体做了重要保障。

附图说明

图1为a规格混凝土砌块主视图

图2为a规格混凝土砌块俯视图

图3为b规格混凝土砌块主视图

图4为b规格混凝土砌块俯视图

图5为c规格混凝土砌块主视图

图6为c规格混凝土砌块俯视图

图7为d规格混凝土砌块主视图

图8为d规格混凝土砌块俯视图

图9为e规格混凝土砌块主视图

图10为e规格混凝土砌块俯视图

图11为自锁实体墙第一层俯视图

图12为自锁实体墙第二层俯视图

图13为自锁实体墙第三层俯视图

图14为A-A剖面图

图15为沿空留巷围岩结构简化图

图16为测站内监测点在自锁实体墙某一剖面上的布置图

图中，a、b、c、d、e代表五种规格的混凝土砌块；1、自锁实体墙墙体第二层第一排小卡槽；2、自锁实体墙墙体第二层第二排小卡槽；3、自锁实体墙墙体第二层第三排小卡槽；4、自锁实体墙墙体第二层第四排小卡槽；5、基点；6、套管；7、钢丝；8、液压枕；9、自锁实体墙；10、沿空留巷；11、煤体；12、采空区；13、直接顶；14、老顶。

具体实施方式

首先用模具制造出a、b、c、d、e五种不同规格的混凝土砌块，a规格混凝土砌块为长度×宽度×厚度：1700mm×100mm×100mm的长方体；b规格混凝土砌块是在a规格的基础上，底部留有长度×宽度×高度：1500mm×100mm×30mm的小槽，两端各留长度×宽度×厚度:100mm×100mm×30mm的凸头；c规格混凝土砌块在b规格的基础上，上端面靠一长边侧离端头100mm处留有第一个长度×宽度×高度：100mm×50mm×30mm的卡槽，然后每个100mm留有相同规格的卡槽，共8个，d规格混凝土砌块在b规格的基础上，上端面靠一长边侧离端头200mm处留有第一个长度×宽度×高度：100mm×50mm×30mm的卡槽，然后每隔100mm留有相同规格的卡槽，共7个，e规格混凝土砌块在d规格的基础上，上端面靠另一长边侧离端头100mm处留有第一个长度×宽度×高度：100mm×50mm×30mm的卡槽，然后每个100mm留有相同规格的卡槽，共8个。

新型自锁实体墙第一层共铺设15列，全部使用a规格的混凝土砌块，总共宽1500mm，代表墙体宽度，奇数列排列平齐，偶数列排列平齐，偶数列相对奇数列向下错开200mm；第二层采用b、c、d、e四种规格的混凝土砌块按设计好的顺序横向卡在第一层上，第二层第一排采用e规格的混凝土砌块，第二排采用d规格的混凝土砌块，第三排至第十五排采用b规格的混凝土砌块，第十六排采用c规格的混凝土砌块，第十七排采用e规格的混凝土砌块，第十八排采用的e规格混凝土砌块需要旋转180^o，第二层一至十八排的排列顺序为第二层的一个循环，第二层其余排重复循环一至十八排的排列顺序即可；第二层混凝土砌块的排列方式直接决定着第三层混凝土砌块排列方式及质量，通过第二层的混凝土砌块的有序排列，第二层上端面有序的留有小卡槽，第二层第一排小卡槽1与第二层第三排小卡槽3分别对应，第二层第二排小卡槽2与第二层第四排小卡槽4分别对应，第三层第一循环采用十五根b规格混凝土砌块纵向交错卡在第二层上，奇数列混凝土砌块前后端凸头分别卡在第二层第一、三排的卡槽里，偶数列混凝土砌块前后端凸头分别卡在第二层第二、四排的卡槽里，这样就完成第三层第一循环，剩余第三层的排列由于第二层排列顺序的循环而循环进行；混凝土新型自锁实体墙第四层及以上数层重复第二、三层的施工工具即可，不在赘述。

为了掌握自锁实体墙9的支护效果，墙体每隔50m布置一个测站，每个测站在自锁实体墙9顶底处各设有基点5，通过用卷尺测量两基点间的距离可以知道自锁实体墙9的纵向变形并且通过计算可以得出墙体的压缩率，用钻机在自锁实体墙9上打一钻孔，其内埋有横向水平套管6，套筒6长度与墙体宽度相同，套筒6内布置钢丝7，钢丝7一端固定在套筒6一端，另一端不受限制，用直尺测量外露钢丝7长度以确定横向变形，采用便携式测斜仪对墙体倾斜角度、倾斜方位进行监测，通过墙体倾斜角度的变化可以了解墙体抗击侧向推力的能力，沿自锁实体墙9宽度方向上在墙体顶部布置三个液压枕10，中间的液压枕10位于墙体宽度方向的中心线上，另外两个液压枕10与中间位置的液压枕10的间距都为0.5m，通过这种方式布置液压枕可以测出墙体不同部位的受力情况，监测自锁实体墙9变形的数据每隔八小时测量一次并把数据记录下来，自锁实体墙9的受力情况通过数据采集器每隔八小时进行一次数据收集，最后对记录下来的数据绘制出图表并分析得出自锁实体墙9的支护效果，为以后更好的提高自锁实体墙9的整体支护强度和抗变形能力提供重要依据。

本发明通过具体实施过程进行说明的，在不脱离本发明范围的情况下，还可以对本发明专利进行各种变换及等同代替，因此，本发明专利不局限于所公开的具体实施过程，而应当包括落入本发明专利权利要求范围内的全部实施方案。

Claims (5)

1.一种对新型混凝土预制块自锁实体墙支护效果的监测方法，从横向、纵向、倾斜角度三个方面对新型自锁实体墙（9）进行抗变形能力矿压观测，对新型自锁实体墙（9）不同部位进行应力监测来分析墙体的支护强度。

2.根据权利要求1所述的一种对新型混凝土预制块自锁实体墙支护效果的监测方法，其特征在于：新型自锁实体墙（9）中（a、b、c、d、e）五种规格的混凝土砌块形状及其上下断面卡槽的形状、尺寸及其分布的设计，每一层砌块的排列方式及顺序。

3.根据权利要求1所述的一种对新型混凝土预制块自锁实体墙支护效果的监测方法，其特征在于：在新型自锁实体墙（9）纵向顶底处各设基点（5）用卷尺测量纵向变形，并可以计算出墙体的压缩率。

4.根据权利要求1所述的一种对新型混凝土预制块自锁实体墙支护效果的监测方法，其特征在于：在新型自锁实体墙（9）内埋有横向水平套管（6），其内布置钢丝（7），铁丝（7）一端固定在套筒（6）一端上，另一端自由，用直尺测量外露钢丝（7）长度以确定墙体横向变形。

5.根据权利要求1所述的一种对新型混凝土预制块自锁实体墙支护效果的监测方法，其特征在于：沿自锁实体墙（9）宽度方向上在墙体顶部布置三个液压枕（10），中间的液压枕（10）位于墙体宽度方向的中心线上，另外两个液压枕10与中间位置的液压枕（10）有一定的间距（根据墙体的宽度来确定间距），通过这种方式布置液压枕可以测出新型自锁墙不同部位的受力情况。