CN112065461B - 一种深部圆形巷道防冲击支护方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种深部圆形巷道防冲击支护方法，包括以下步骤：①圆形巷道开挖后，以巷道顶拱偏45°为起点，将已加工好的4段90°波纹钢支架沿巷道环向进行安装；②以巷道顶拱偏45°为起点，沿巷道环向安装4段柔软垫层；③同样，将钢管混凝土支架沿巷道环向进行安装，钢管混凝土支架的拼接处正好与波纹钢支架、柔软垫层的拼接处重合；④使用U型固定装置将波纹钢支架、柔软垫层、钢管混凝土支架在拼接处进行套装，使得钢管混凝土支架的套管正好被U型固定装置所包围；⑤在U型固定装置的两侧翼缘安装锚杆，锚杆通过翼缘中间的圆孔打入巷道围岩中。本发明既能承受冲击地压所造成的大变形，又能充分发挥钢管混凝土支架的支承力，具有良好的支护性能。

Description

一种深部圆形巷道防冲击支护方法

技术领域

本发明属于巷道支护技术领域，涉及到冲击地压巷道的支护方法。

技术背景

近年来，随着浅部煤炭资源的枯竭，煤矿开始向深部进军，但各种问题随之而来，这其中冲击地压所造成的问题尤为突出。据统计，煤矿90％以上的冲击地压事故都发生在巷道中，煤岩体所积聚的能量迅速抛向巷道空间内，造成设备损坏、巷道变形、人员伤亡，故急需一种能够防冲击的支护方法，有效解决冲击地压巷道的支护问题。

发明内容

为解决上述难题，本发明的目的是提出一种深部圆形巷道防冲击支护方法。本发明通过以下技术方案实现：

①圆形巷道开挖后，以巷道顶拱偏45°为起点，将已加工好的4段90°波纹钢支架沿着巷道环向进行安装；②以巷道顶拱偏45°为起点，沿着巷道环向安装4段柔软垫层；③同样，将钢管混凝土支架沿着巷道环向进行安装，钢管混凝土支架的拼接处正好与波纹钢支架、柔软垫层的拼接处重合；④使用U型固定装置将波纹钢支架、柔软垫层、钢管混凝土支架在拼接处进行套装，使得钢管混凝土支架的套管正好可以被U型固定装置所包围；⑤在U型固定装置的两侧翼缘安装锚杆，锚杆通过翼缘中间的圆孔进入巷道围岩中。

所述的以巷道顶拱偏45°为起点，分别安装4段波纹钢支架、柔软垫层、钢管混凝土支架，三者的安装位置要一致，使得安装完成后三者的拼接缝能够位于一个平面内。

所述的波纹钢支架由4段90°圆弧组成，每段波纹钢支架由外环波纹板、腹板、内环波纹板组成，外环波纹板和内环波纹板的波峰高度相同，且都为腹板厚度的2～3倍。

所述的柔软垫层是夹在波纹钢支架和钢管混凝土支架，厚度和波纹钢支架腹板厚度相同，安装位置和波纹钢支架相同，且具有一定弹性，待冲击地压发生时，可减缓对变形钢管混凝土支架的损坏。

所述的钢管混凝土支架安装位置与波纹钢支架、柔软垫层完全相同，安装完成后，使用套管将4段90°支架进行连接，套管中心横截面正对波纹钢支架和柔软垫层的拼接处，使其三者的拼接缝处于一个平面内，然后向注浆口内注浆。

所述的U型固定装置，分别由弧线段、直线段、翼缘组成，弧线段用来包裹钢管混凝土支架，直线段用来稳定波纹钢支架和柔软垫层，翼缘中心所设圆孔使锚杆正好穿过。

所述的U型固定装置，其环向长度超出钢管混凝土支架套管长度的10％～15％，轴向及平面内宽度正好能够置放待固定的钢管混凝土支架、柔软垫层、波纹钢支架，U型固定装置安装完成后，两侧翼缘和波纹钢支架紧贴巷道壁，锚杆穿过两侧翼缘预设的中心孔进入巷道围岩。

所述的U型固定装置翼缘预设的中心孔与锚杆直径一致，使得锚杆正好可以穿过。

所述的U型固定装置的材料可为钢、铁、合金材料，壁厚为19～22mm，柔软垫层可为塑胶、PVC等具有一定弹性的材料。

由本发明的技术方案可见，一种深部圆形巷道防冲击支护方法是在巷道开挖后，依次安装波纹钢支架、柔软垫层、钢管混凝土支架，待钢管混凝土支架注浆完成后，使用U型固定装置，将钢管混凝土支架环抱，并将钢管混凝土支架、柔软垫层、波纹钢支架固定在一起，最后将锚杆穿过U型固定装置翼缘预设的中心孔，使用托盘和螺母将整个U型固定装置固定。这种支护方法将刚性支护(钢管混凝土支架)和柔性支护(波纹钢支架)融为一体，当巷道发生冲击地压时，波纹钢支架具有一定的承压能力，并且为可缩性变形，而柔软垫层则可以减缓冲击地压对于钢管混凝土支架的破坏，待冲击地压发生后，钢管混凝土支架则承受主要压力，保证了巷道的正常使用。除此之外，U型固定装置将钢管混凝土支架和波纹钢支架套装为一个整体，既避免了钢管混凝土支架套管的破坏，又能保证在发生冲击地压后整个支架不会倾倒，保障了巷道的安全。综上所述，本发明具有安全可靠，支护性能好，防冲击的优点。

附图说明

图1为一种深部圆形巷道防冲击支护方法的整体示意图；

图2为波纹钢支架的平面图；

图3为波纹钢示意图；

图4为U型固定装置的横截面示意图；

图5为U型固定装置翼缘的平面图。

其中，1-巷道壁；2-波纹钢支架；3-柔软垫层；4-钢管混凝土支架；5-套管；6-注浆口；7-巷道底板；8-连杆孔；9-U型固定装置；10-锚杆；11-外环波纹板；12-腹板；13-内环波纹板；14-托盘；15-螺母；16-U型固定装置翼缘；17-锚杆孔

具体实施方式

本发明提供了一种深部软岩圆形巷道支护方法，为使发明目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对此发明使用示意图来进一步详细说明其实施方式。应当理解，此处所描述的发明的示意图仅仅用以解释发明，并不用于限定发明。具体实施方式如下：

一种深部圆形巷道防冲击支护方法分为以下几个步骤：巷道开挖后，紧贴巷道壁(1)分别安装4段90°波纹钢支架(2)(见示意图2和图3)、柔软垫层(3)、钢管混凝土支架(4)，三者安装完成后，套管(5)中心正对三者的拼接缝，然后从注浆口(6)进行注浆，注浆完成后使用U型固定装置(9)(见示意图4)将钢管混凝土支架(4)、柔软垫层(3)、波纹钢支架(2)套装成为一个整体，随后使用锚杆(10)穿过U型固定装置(9)翼缘(16)(见示意图5)预设的锚杆孔(17)进入巷道围岩中，最后使用托盘(14)和螺母(15)对U型固定装置(9)进行固定。该发明的整体支护示意图见图1。

在紧贴巷道壁(1)分别安装波纹钢支架(2)、柔软垫层(3)、钢管混凝土支架(4)时，其安装都以巷道顶拱偏45°为起点，每间隔90°安装一段，这样可以使得波纹钢支架(2)、柔软垫层(3)、钢管混凝土支架(4)三者的拼接缝处于同一个平面内。

钢管混凝土支架(4)的套管(5)要正对拼接缝，从注浆口(6)完成注浆后使用U型固定装置(9)将钢管混凝土支架(4)、柔软垫层(3)、波纹钢支架(2)套装为一个整体，U型固定装置(9)的正中心和套管(5)的正中心要重合，从而保证套装的精准性。

波纹钢支架(2)由外环波纹板(11)、腹板(12)、内环波纹板(13)组成，外环波纹板(11)和内环波纹板(13)的厚度相同，且波纹高度为腹板(12)厚度的2～3倍。

柔软垫层(3)的厚度和腹板(12)的厚度相同，且材料可为塑胶、PVC等具有一定弹性的材料。

U型固定装置(9)的环向长度超出套管(5)长度的10％～15％，轴向及平面内宽度正好能够置放待固定的钢管混凝土支架(4)、柔软垫层(3)、波纹钢支架(2)。

U型固定装置(9)安装完成后，两侧翼缘(16)紧贴巷道壁(1)，锚杆(10)穿过翼缘(16)预设的锚杆孔(17)进入巷道围岩，然后使用托盘(14)和螺母(15)对整个U型固定装置(9)进行固定。

U型固定装置(9)翼缘(16)预设的锚杆孔(17)和所用的锚杆(10)的直径一致，取18～22mm。

U型固定装置(9)的壁厚为19～22mm，材料可为钢、铁、合金材料。

以上所述，仅为较佳的具体实施方式。本发明的保护范围不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (1)

1.一种深部圆形巷道防冲击支护方法，其施工包括以下步骤：

(1)圆形巷道开挖后，以巷道顶拱偏45°为起点，分别依次安装4段90°的波纹钢支架、柔软垫层、钢管混凝土支架，且波纹钢支架、柔软垫层、钢管混凝土支架的拼接处要求重合；

(2)使用U型加固装置将钢管混凝土支架、柔软垫层、波纹钢支架套装成为一个整体；

(3)在U型固定装置的两侧翼缘处使用锚杆穿过翼缘板的中心进入巷道围岩中，最后使用托盘和螺母将翼缘处的锚杆进行固定；

所述的波纹钢支架由外环波纹板、腹板、内环波纹板组成，外环波纹板和内环波纹板的波纹高度为腹板厚度的2～3倍，腹板和柔软垫层的厚度一致；

所述的U型固定装置和钢管混凝土支架套管的安装位置相同，U型固定装置的环向长度超出套管长度的10％～15％，轴线方向的宽度正好能够置放待固定的波纹钢支架和钢管混凝土支架；

分别在U型固定装置两侧翼缘处提前加工圆形孔，圆形孔的直径为18～22mm，锚杆的直径根据圆形孔的直径进行选择，使得锚杆正好穿过此圆形孔。

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