CN108825283A - 一种锚索束支护装置及巷道支护方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种锚索束支护装置及巷道支护方法，涉及巷道支护装置领域，包括托盘、五个锚索和五个分别对应五个锚索的锁具，所述五个锚索分别为两个第一锚索、两个第二锚索和一个第三锚索，第一锚索、第二锚索和第三锚索的长度分别为a、b和c，c>a>b，所述托盘的四个边角以及中部分别开有锚索孔，所述第三锚索的底部通过锁具固定在托盘上，所述两个第一锚索的底部通过锁具固定在托盘上的同一侧，所述两个第二锚索的底部通过锁具固定在托盘上的另一侧，本发明应用在巷道内，可大大提高锚固效果。
Description
技术领域
本发明涉及巷道支护装置领域，具体涉及一种锚索束支护装置及巷道支护方法。
背景技术
目前大部分矿井已进入深部地区开采。高应力复杂地质条件下传统的煤巷支护越来越不能满足现场施工的需要。煤巷掘进沿空巷道以及大跨度巷道顶板压力大、巷道变形量大、支护困难等问题显现尤为突出。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于煤巷掘进沿空巷道以及大跨度巷道顶板压力大、巷道变形量大、支护困难。
本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的。
一种锚索束支护装置，包括托盘、五个锚索和五个分别对应五个锚索的锁具，所述五个锚索分别为两个第一锚索、两个第二锚索和一个第三锚索，第一锚索、第二锚索和第三锚索的长度分别为a、b和 c，c>a>b，所述托盘的四个边角以及中部分别开有锚索孔，所述第三锚索的底部通过锁具固定在托盘上，所述两个第一锚索的底部通过锁具固定在托盘上的同一侧，所述两个第二锚索的底部通过锁具固定在托盘上的另一侧。
进一步的，还包括五个锚索垫块，所述锚索垫块位于锁具和托盘底面之间，锁具通过锚索垫块压紧在托盘的底部。
进一步的，所述托盘表面还开有一个锚索孔，还包括防坠锚索，所述防坠锚索的底部设有挡块，防坠锚索的顶部从托盘上的锚索孔内向上伸出。
进一步的，所述第一锚索、第二锚索和第三锚索的直径为22mm，长度分别为8600mm、7400mm和9800mm；
托盘长宽高分别为800mm、900mm和16mm；
锚索垫块长宽高分别为150mm、150mm和16mm；
锚索孔孔径为25mm；
所述托盘上的四个边角的锚索孔中心分别到两个侧边的距离均为100mm。
一种巷道支护的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)采用锚索束支护装置对巷道进行支护；
(2)理论验算硐室段巷道的最大支护强度，验算全宽时，顶板在每米巷道可能的冒落高度岩石重量为：
W＝B×h×γ；
其中，B是巷道宽度；h是顶板的最大可能冒落高度；γ是岩石容重；
(3)为确保支护的完全可靠，理论验算时暂不考虑顶板锚杆的辅助支护力，则每米巷道锚索的支护力为：
P＝Npη/s；
其中N是每排安装的锚索数量；p是钢绞线锚索的最大锚固力；η是锚索破断力利用系数；s是排距；
(4)使P>W，设计得出锚索支护装置的数量的排布位置，并安装在巷道内。
进一步的，巷道内的支护安全系数为：
n＝P/W；
当有安全系数要去时，使得n大于所要求的安全系数。
本发明的优点在于：
5根不同长度的锚索配合大托盘使用，一方面不同长度的锚索生根于不同的岩层层位，大大加长了锚固长度；另一方面5根长度不等的锚索作用于一个大托盘形成强大的束缚力，类似于钢绞索斜拉桥柱墩的作用，提高了锚索的预紧力，大大提高了支护效果，具体的，本发明与传统锚索加固相比一是增加了锚索的锚固长度；不同长度的锚索生根于不同的岩层层位，保证了锚索的锚固效果；5根长度不等的锚索作用于一个大托盘形成了强大的束缚力，对大跨度巷道起到了加固效果，类似于钢绞索斜拉桥柱墩的作用。
附图说明
图1为本发明实施例1的结构示意图；
图2为本发明实施例2的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
结合附图1，本发明一种锚索束支护装置，包括托盘1、五个锚索和五个分别对应五个锚索的锁具3，所述五个锚索分别为两个第一锚索21、两个第二锚索22和一个第三锚索23，第一锚索21、第二锚索22和第三锚索23的长度分别为a、b和c，c>a>b，所述托盘1 的四个边角以及中部分别开有锚索孔，所述第三锚索23的底部通过锁具3固定在托盘1上，所述两个第一锚索21的底部通过锁具3固定在托盘1上的同一侧，所述两个第二锚索22的底部通过锁具3固定在托盘1上的另一侧。
进一步的，还包括五个锚索垫块4，所述锚索垫块4位于锁具3 和托盘1底面之间，锁具3通过锚索垫块4压紧在托盘1的底部。
实施例2
进一步的，所述托盘1表面还开有一个锚索孔，还包括防坠锚索 5，所述防坠锚索5的底部设有挡块6，防坠锚索5的顶部从托盘1 上的锚索孔内向上伸出，防坠锚杆5不进行预紧只起到大托盘1掉落时吊挂大托盘1使其不掉落砸人的作用。
进一步的，所述第一锚索21、第二锚索22和第三锚索23的直径为22mm，长度分别为8600mm、7400mm和9800mm；
托盘1长宽高分别为800mm、900mm和16mm；
锚索垫块4长宽高分别为150mm、150mm和16mm；
锚索孔孔径为25mm；
所述托盘上的四个边角的锚索孔中心分别到两个侧边的距离均为100mm。
实施例3
以某地上顺槽局扇硐室使用锚索束加固为例，从支护安全考虑，理论验算时要求验算硐室段巷道的最大支护强度。则验算全宽时，顶板可能的冒落高度岩石重量(每米巷道)为:
W＝B×h×γ＝7.5/8.5×4.3×25＝806.25KN/913.75KN；
式中，B是巷道宽度，B＝7.5/8.5m；h是顶板的最大可能冒落高度，结合6煤煤层顶板实际，机电硐室段顶板岩性：0-3.8m砂质泥岩； 3.8-4.3m炭质泥岩；4.3-7.0m砂质泥岩；7.0-7.1m煤；7.1-9.6m砂质泥岩；最大可能冒落高度取4.3m；γ是岩石容重，γ＝25KN/m3。
为确保支护的完全可靠，理论验算时暂不考虑顶板锚杆的辅助支护力，则每米巷道锚索的支护力为：
P＝Npη/s＝9×200×0.8/1＝1440KN>806.25/913.75KN；
式中，N是每排安装的锚索数量，N＝7+5×2/5＝9；p是￠22mm 钢绞线锚索的最大锚固力,p＝200KN；η是锚索破断力利用系数，η＝0.8；s是排距，s＝1.0m。
掘进初期，不考虑锚杆的悬吊力，全部顶板外载由锚索单独承担，锚索悬吊支护的安全系数：
n＝P/W＝1440/806.25＝1.78，1440/913.75＝1.57。
经以上验算，该长距离、大断面硐室顶部支护布置9根锚索、10 根锚杆配合M5钢带、Ω锚索梁、10#铁丝金属网以及锚索束联合支护，能满足支护要求。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (6)
1.一种锚索束支护装置，其特征在于，包括托盘、五个锚索和五个分别对应五个锚索的锁具，所述五个锚索分别为两个第一锚索、两个第二锚索和一个第三锚索，第一锚索、第二锚索和第三锚索的长度分别为a、b和c，c>a>b，所述托盘的四个边角以及中部分别开有锚索孔，所述第三锚索的底部通过锁具固定在托盘上，所述两个第一锚索的底部通过锁具固定在托盘上的同一侧，所述两个第二锚索的底部通过锁具固定在托盘上的另一侧。
2.根据权利要求1所述的一种锚索束支护装置，其特征在于，还包括五个锚索垫块，所述锚索垫块位于锁具和托盘底面之间，锁具通过锚索垫块压紧在托盘的底部。
3.根据权利要求1所述的一种锚索束支护装置，其特征在于，所述托盘表面还开有一个锚索孔，还包括防坠锚索，所述防坠锚索的底部设有挡块，防坠锚索的顶部从托盘上的锚索孔内向上伸出。
4.根据权利要求1所述的一种锚索束支护装置，其特征在于，所述第一锚索、第一锚索、第二锚索和第三锚索的直径为22mm，长度分别为8600mm、7400mm和9800mm；
托盘长宽高分别为800mm、900mm和16mm；
锚索垫块长宽高分别为150mm、150mm和16mm；
锚索孔孔径为25mm；
所述托盘上的四个边角的锚索孔中心分别到两个侧边的距离均为100mm。
5.一种采用权利要求1-4任一所述的锚索束支护装置进行巷道支护的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)采用锚索束支护装置对巷道进行支护；
(2)理论验算硐室段巷道的最大支护强度，验算全宽时，顶板在每米巷道可能的冒落高度岩石重量为：
W＝B×h×γ；
其中，B是巷道宽度；h是顶板的最大可能冒落高度；γ是岩石容重；
(3)为确保支护的完全可靠，理论验算时暂不考虑顶板锚杆的辅助支护力，则每米巷道锚索的支护力为：
P＝Npη/s；
其中N是每排安装的锚索数量；p是钢绞线锚索的最大锚固力；η是锚索破断力利用系数；s是排距；
(4)使P>W，设计得出锚索支护装置的数量的排布位置，并安装在巷道内。
6.根据权利要求5所述的一种巷道支护的方法，其特征在于，巷道内的支护安全系数为：
n＝P/W；
当有安全系数要去时，使得n大于所要求的安全系数。
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| CN110700867A (zh) * | 2019-10-30 | 2020-01-17 | 神华神东煤炭集团有限责任公司 | 顶板支护方法 |
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