CN109441531B - 巷道约束混凝土支顶护帮体系的施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了巷道约束混凝土支顶护帮体系的施工方法，解决了现有技术存在巷道支护成本高、无法重复回收利用的问题，具有施工速度快，且能实现巷道支护材料回收利用的技术手段；其方案如下：巷道约束混凝土支顶护帮体系的施工方法包括至少两组支顶柱，支顶柱顶部用于支撑巷道顶部，支顶柱侧部设置轴套；护帮件，连接相邻的两组支顶柱，护帮件的一侧或两侧安装有与轴套配合的销轴；纵向连接件，设于护帮件的一侧或两侧并连接相邻的两组支顶柱，或通过纵向连接件对护帮件和支顶柱进行紧固。

Description

巷道约束混凝土支顶护帮体系的施工方法

技术领域

本发明涉及巷道支护领域，特别是涉及巷道约束混凝土支顶护帮体系的施工方法。

背景技术

在进行巷道掘进时，为防止采空区碎石涌入留巷中，对采煤工序产生影响，需要对采空区碎石进行挡矸支护。目前常用的挡矸支护措施主要是U型钢支架和金属网沿边墙侧对碎石进行初步的挡设，然后在U型钢和金属网的外侧采用切顶护帮支架、素混凝土柱等轴压承载装置对巷顶进行支护。

该种支护方案下，需要钢筋网、U型钢以及轴压承载装置的依次架设和安装。对于常用的切顶护帮支架，每组重约5t，重量大，且成本高，需要定制，加工周期长；对于素混凝土柱，需要支模、灌注和养护等过程，施工繁琐，劳动强度大；其他传统的轴压承载装置各有其缺点。且对于U型钢及钢筋网等支护构件，无法有效回收进行二次利用，造成极大的资源浪费。

基于以上问题，巷道挡矸支护施工亟需一种施工成本低、施工效率快的新型支护方式。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供了巷道约束混凝土支顶护帮体系的施工方法。

巷道约束混凝土支顶护帮体系的施工方法的具体方案如下：

巷道约束混凝土支顶护帮体系的施工方法，巷道约束混凝土支顶护帮体系包括：

至少两组支顶柱，支顶柱顶部用于支撑巷道顶部，支顶柱侧部设置轴套；

护帮件，连接相邻的两组支顶柱，护帮件的一侧或两侧安装有与轴套配合的销轴；

纵向连接件，设于护帮件的一侧或两侧并连接相邻的两组支顶柱，或通过纵向连接件对护帮件和支顶柱进行紧固。

上述的护帮体系，包括多个部件，可方便拆卸和安装，可实现重复利用，节约制造成本，节约资源，同时，因为非整块的结构设置，方便搬运和安装，相应降低劳动强度。

巷道约束混凝土支顶护帮体系的施工方法的施工方法，具体步骤如下：

1)在巷道采空区设置至少两组支顶柱，支顶柱两端分别与巷道顶、巷道底接触设置；

2)通过护帮件连接相邻的两组支顶柱，通过护帮件对沿边墙侧的碎石进行初步挡设；

3)在护帮件的一侧或两侧设置纵向连接件，以连接相邻的两组支顶柱，或通过纵向连接件对护帮件和支顶柱进行紧固。

进一步地，所述支顶柱可设置多个轴套，轴套的开口朝上，方便护帮件从两组支顶柱的中间上方下落设置于两组支顶柱之间，护帮件与支顶柱通过轴套与销轴实现初步连接。

进一步地，所述护帮件为一整块或者包括多块拼接块，相邻的拼接块通过销轴结构进行连接，护帮件的长度和高度分别为支顶柱的间距和高度。

或者，另一方案中，所述护帮件包括中空钢板，中空处填充与钢板连接的钢筋网，钢筋网与钢板通过焊接连接。

进一步地，为了方便连接，所述支顶柱侧部安装有施工把手；

或者，所述支顶柱包括矩形框或圆柱框，支顶柱内部填充混凝土材料。

进一步地，所述支顶柱底部设置用于装卸支顶柱的升降调节部件，支顶柱的顶部设置柱帽，在支顶柱架设后，可在支顶柱的底部和顶部分别设置楔子、橡胶或者不同的组合垫块，调节支顶柱的高度，实现支顶柱的完全安装和合理受力，通过升降调节部件的设置，升降调节部件设置于约束支顶柱的下方，通过调节装置的升降从而实现支顶柱的安装和拆卸。

进一步地，所述升降调节部件包括底座，底座支撑套筒，底座与套筒焊接连接，支顶柱端部安装于套筒内，套筒的截面与支顶柱的截面形式保持一致，套筒的壁厚及长度可根据实际情况进行选择，套筒内设置升降件，且套筒内升降件顶部设置隔断，升降件通过隔断带动支顶柱运动，隔断为钢板隔断，升降件通过对钢板隔断加力，从而实现支顶柱的抬升。升降件选择油缸，油缸可使约束支顶柱顶端与巷道顶部进行接触固定，下降油缸可将约束支顶柱进行拆卸，从而实现整个支护体系各部件的回收重复利用。

进一步地，隔断是活动设置的，或者隔断是固定设置的。

进一步地，所述纵向连接件设有至少一层，相邻的纵向连接件间隔设定距离设置。

进一步地，所述纵向连接件包括一对安装于支顶柱和护帮件两侧的钢带，钢带形状与支顶柱配合，一对钢带两端分别通过紧固件连接；一对钢带对扣安装，在两端部通过凸起合围形成的断面形状与支顶柱截面形状吻合，实现纵向连接件与支顶柱的牢固连接，对扣安装的钢带在相邻两支顶柱的中间部位留有设定的相对空隙，可根据护帮件的厚度进行确定。

或者，所述纵向连接件为设于所述护帮件两侧的连接筋，连接件端部与支顶柱侧部连接，连接筋分为靠近采空区侧的外侧连接筋和留巷侧的内侧连接筋，连接筋与支顶柱可通过挂环和挂钩进行连接。

而且纵向连接件相对于支顶柱的高度可实现调节。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1)本发明通过整个体系的设置，方便拆卸回收，施工速度快，能实现循环利用，从而可降低施工成本、提高施工效率。

2)本发明通过以约束支顶柱为核心，护帮件有利于对侧部的石块进行支挡，再通过纵向连接件设置保证整个体系设置的稳定性和可靠性。

3)本发明通过多种护帮件的设置，可根据巷道不同工况选择不同的组合形式，配合纵向的纵向连接件可实现护帮装置的有效安装和拆卸。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1为本发明约束混凝土支顶柱示意图；

图2为本发明钢带式纵向连接件示意图；

图3为本发明钢筋式纵向连接件示意图；

图4(a)、图4(b)、图4(c)为本发明不同形式的护帮装置示意图；

图5为本发明升降调节部件的示意图。

其中：1、支顶柱，2、施工把手，3、升降调节部件，4、柱帽，5、护帮件，6、钢带，7、紧固螺栓，8、销轴，9、内侧连接筋，10、外侧连接筋，11、钢筋轴，12、销轴结构，13、钢筋网，14、套筒，15、油缸，16、底座，17、隔断。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

正如背景技术所介绍的，现有技术中存在的不足，为了解决如上的技术问题，本申请提出了巷道约束混凝土支顶护帮体系的施工方法。

本申请的一种典型的实施方式中，如图3所示，巷道约束混凝土支顶护帮体系的施工方法，包括至少两组支顶柱1，支顶柱1顶部用于支撑巷道顶部，支顶柱1侧部设置轴套；护帮件5，连接相邻的两组支顶柱，护帮件5的一侧或两侧安装有与轴套配合的销轴8，轴套焊接于支顶柱的表面，销轴焊接于护帮件的边侧；纵向连接件，设于护帮件5的一侧或两侧并连接相邻的两组支顶柱1，或通过纵向连接件对护帮件5和支顶柱1进行紧固。

上述的护帮体系，包括多个部件，可方便拆卸和安装，可实现重复利用，节约制造成本，节约资源，同时，因为非整块的结构设置，方便搬运和安装，相应降低劳动强度。

巷道约束混凝土支顶护帮体系的施工方法的安装方法，具体步骤如下：

1)在巷道采空区设置至少两组支顶柱，支顶柱两端分别与巷道顶、巷道底接触设置，调高油缸可使约束支顶柱顶端与巷道顶部进行接触固定；

2)通过护帮件连接相邻的两组支顶柱，通过护帮件对沿边墙侧的碎石进行初步挡设；

3)在护帮件的一侧或两侧设置纵向连接件，以连接相邻的两组支顶柱，或通过纵向连接件对护帮件和支顶柱进行紧固；

4)支护完成后，下降油缸可将约束支顶柱进行拆卸。

支顶柱1可设置多个轴套，轴套的开口朝上，方便护帮件5从两组支顶柱1的中间上方下落设置于两组支顶柱之间，护帮件5与支顶柱1通过轴套与销轴8实现初步连接。

护帮件5为一整块或者包括多块拼接块，如图4(a)和图4(b)所示，相邻的拼接块通过销轴结构12进行连接，护帮件5的长度和高度分别为支顶柱的间距和高度。

或者，另一实施例中，护帮件5包括中空钢板，如图4(c)所示，中空处填充与钢板连接的钢筋网13，即护帮件的四个边缘区域采用钢板形式，钢筋网13与钢板通过焊接连接。

为了方便连接，支顶柱1侧部安装有施工把手2，可根据约束混凝土支顶柱的重量和人员操作方便性设置不同数量和不同位置；

或者，支顶柱1包括钢板构成的矩形框或圆柱框，支顶柱1内部填充混凝土材料，支顶柱1内可填充普通混凝土，也可填充轻质混凝土，根据实际需求可选择不同强度等级的混凝土。

支顶柱1底部设置用于装卸支顶柱的升降调节部件3，支顶柱1的顶部设置柱帽4，在支顶柱1架设后，可在支顶柱1的底部和顶部分别设置楔子、橡胶或者不同的组合垫块，调节支顶柱1的高度，实现支顶柱1的完全安装和合理受力，通过升降调节部件的设置，升降调节部件3设置于约束支顶柱1的下方，通过调节装置的升降从而实现支顶柱的安装和拆卸。

升降调节部件3包括底座，底座16支撑套筒14，底座16与套筒14焊接连接，支顶柱1端部安装于套筒14内，套筒14的截面与支顶柱1的截面形式保持一致，套筒14的壁厚及长度可根据实际情况进行选择，套筒14内设置升降件，且套筒14内升降件顶部设置隔断17，在空间位置上从上至下依次为套筒、隔断、升降件和底座，升降件通过隔断带动支顶柱运动，隔断17为钢板隔断，升降件通过对钢板隔断加力，从而实现支顶柱1的抬升。升降件选择油缸15，调高油缸15可使约束支顶柱1顶端与巷道顶部进行接触固定，下降油缸15可将约束支顶柱进行拆卸，从而实现整个支护体系各部件的回收重复利用。纵向连接件设有至少一层，相邻的纵向连接件间隔设定距离设置。

纵向连接件包括一对安装于支顶柱和护帮件两侧的钢带6，如图2所示，钢带6形状与支顶柱1配合，一对钢带6两端分别通过紧固件连接；一对钢带6对扣安装，在两端部通过凸起合围形成的断面形状与支顶柱截面形状吻合，实现纵向连接件与支顶柱的牢固连接，对扣安装的钢带在相邻两支顶柱的中间部位留有设定的相对空隙，可根据护帮件的厚度进行确定。

或者，如图3所示，所述纵向连接件为设于所述护帮件两侧的连接筋，连接件端部与支顶柱侧部连接，连接筋分为靠近采空区侧的外侧连接筋10和留巷侧的内侧连接筋9，连接筋与支顶柱可通过挂环和挂钩进行连接，或者连接件端部设置钢筋轴，支顶柱侧部设置与钢筋轴配合的轴套。

而且纵向连接件相对于支顶柱的高度可实现调节，且纵向连接件的数量根据实际情况和现场工况设置一至多个。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (14)

1.巷道约束混凝土支顶护帮体系的施工方法，其特征在于，巷道约束混凝土支顶护帮体系包括：

至少两组支顶柱，支顶柱顶部用于支撑巷道顶部，支顶柱侧部设置轴套；

护帮件，连接相邻的两组支顶柱，护帮件靠近支顶柱的一端安装有与轴套配合的销轴；

纵向连接件，设于护帮件靠近支顶柱的两端并连接相邻的两组支顶柱，或通过纵向连接件对护帮件和支顶柱进行紧固。

2.根据权利要求1所述的巷道约束混凝土支顶护帮体系的施工方法，其特征在于，具体步骤如下：

1)在巷道采空区设置至少两组支顶柱，支顶柱两端分别与巷道顶、巷道底接触设置；

2)通过护帮件连接相邻的两组支顶柱，通过护帮件对沿边墙侧的碎石进行初步挡设；

3)在护帮件靠近支顶柱两端设置纵向连接件，以连接相邻的两组支顶柱，或通过纵向连接件对护帮件和支顶柱进行紧固。

3.根据权利要求1所述的巷道约束混凝土支顶护帮体系的施工方法，其特征在于，所述支顶柱可设置多个轴套。

4.根据权利要求1所述的巷道约束混凝土支顶护帮体系的施工方法，其特征在于，所述护帮件为一整块。

5.根据权利要求1所述的巷道约束混凝土支顶护帮体系的施工方法，其特征在于，所述护帮件包括多块拼接块，相邻的拼接块通过销轴结构进行连接。

6.根据权利要求1所述的巷道约束混凝土支顶护帮体系的施工方法，其特征在于，所述护帮件包括中空钢板，中空处填充与钢板连接的钢筋网。

7.根据权利要求1所述的巷道约束混凝土支顶护帮体系的施工方法，其特征在于，所述支顶柱侧部安装有施工把手。

8.根据权利要求1所述的巷道约束混凝土支顶护帮体系的施工方法，其特征在于，所述支顶柱包括矩形框或圆柱框，支顶柱内部填充混凝土材料。

9.根据权利要求1所述的巷道约束混凝土支顶护帮体系的施工方法，其特征在于，所述支顶柱底部设置用于装卸支顶柱的升降调节部件。

10.根据权利要求9所述的巷道约束混凝土支顶护帮体系的施工方法，其特征在于，所述升降调节部件包括底座，底座支撑套筒，支顶柱端部安装于套筒内，套筒内设置升降件，且套筒内升降件顶部设置隔断，升降件通过隔断带动支顶柱运动。

11.根据权利要求10所述的巷道约束混凝土支顶护帮体系的施工方法，其特征在于，隔断是活动设置的，或者隔断是固定设置的。

12.根据权利要求1所述的巷道约束混凝土支顶护帮体系的施工方法，其特征在于，所述纵向连接件设有至少一层，相邻的纵向连接件按照设定的距离间隔设置。

13.根据权利要求1所述的巷道约束混凝土支顶护帮体系的施工方法，其特征在于，所述纵向连接件包括一对安装于支顶柱和护帮件侧部的钢带，钢带形状与支顶柱配合，一对钢带两端分别通过紧固件连接。

14.根据权利要求13所述的巷道约束混凝土支顶护帮体系的施工方法，其特征在于，所述纵向连接件为设于所述护帮件侧部的连接筋，连接筋端部与支顶柱侧部连接。

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