CN112196584A

CN112196584A - 废旧煤矿斜道加固方法

Info

Publication number: CN112196584A
Application number: CN202011000590.XA
Authority: CN
Inventors: 宋功业; 杨金强; 刘萌; 王青; 孙志磊; 苏长芹
Original assignee: Jiuzhou Polytechnic
Current assignee: Jiuzhou Polytechnic
Priority date: 2020-09-22
Filing date: 2020-09-22
Publication date: 2021-01-08

Abstract

废旧煤矿斜道加固方法是为废旧煤矿的斜道加固而设计的，属于安全设施领域；废旧煤矿斜道加固设施是由挡土墙、预制支撑构件、桁架和内层围护结构组成的；其中挡土墙位于原斜道两侧的竖壁内部；预制支撑构件位于挡土墙上部的斜道的顶部；桁架的竖向结构埋设在挡土墙中，顶部在预制支撑构件的下部；内层围护结构位于挡土墙上部的斜道顶部的桁架的内侧；挡土墙、预制支撑构件、桁架和内层围护结构通长设置；本发明的有益效果是使斜道安全稳定。

Description

废旧煤矿斜道加固方法

技术领域

本发明公开的是废旧煤矿斜道加固方法，是为废旧煤矿的斜道加固而设计的，属于安全设施领域。

背景技术

斜道是煤矿地下设施与地面连接的又一通道，当每层处于地表附近时，采用主井或副井运输煤炭成本太高，通常设置斜道将开采后的煤炭运输到地面，也通过斜道将开采煤炭所用的物资从地面运输到地下；斜道是从地面通向地下的通道，通过在斜道的斜面上铺设轨道，在地面采用卷扬机作动力设备，矿车在斜轨上的作上下运动，来回搬运物资和煤炭；虽然斜道是用相对稳定的混凝土结构作护壁，但当停止使用后，为了保存一段历史、一段文化，使斜道长期不坍塌，还必须采用一定的措施；本发明提供的废旧煤矿斜道加固方法可以解决这些问题。

发明内容

为了对某废旧煤矿的设施进行系统保护，以便于建设煤炭科普教育基地、煤炭开采文化基地、建筑安全科普基地，拟对废旧煤矿的斜道进行如图1至图3所示的方法加固，以确保斜道长期不坍塌；废旧煤矿斜道加固方法是，采用挡土墙、预制支撑构件、桁架和内层围护结构对斜道进行加固；所述的挡土墙优先推荐采用现浇钢筋混凝土制作，用以加固现有的斜道壁并对加固设施进行固定使之成为整体；挡土墙位于原斜道两侧的竖壁内侧；挡土墙包括墙基和墙身，每侧的墙基与墙身形成倒“厂”自行部件；墙基是扁平的六方体的钢筋混凝土板式部件，优先推荐墙基采用直径14-20毫米的钢筋作主筋，直径6-10毫米的光圆钢筋作箍筋，形成双层钢筋的板式部件，墙基位于斜道原墙壁与矿车的轨道之间；墙身与墙基垂直设置，墙身的钢筋深入墙基底面钢筋的上表面，可在施工墙基时预留墙身插筋，挡土墙的墙身截面是矩形，挡土墙的墙身顺斜道原墙身设置，并与原墙身密贴，墙身竖向钢筋优先推荐采用直径20-25毫米的螺纹钢筋，横向采用直径12-16的螺纹钢筋，竖筋和横筋之间采用绑扎连接；挡土墙的墙身将桁架的立柱固结在其中；挡土墙的墙身的顶部与斜道原墙身平行。

预制支撑构件由弧形块状构件组成，预制支撑构件位于挡土墙上部的斜道的顶部，优先推荐采用预制钢筋混凝土制作，预制支撑构件的曲面上设置有孔，孔径为12毫米，制作时采用内径12毫米的钢管点焊形成；预制支撑构件拼装完成的弧度与斜道顶部弧形对应；预制支撑构件安装在原斜道弧形顶部与桁架之间；预制支撑构件与斜道原弧形顶结构通过连接件固结；预制支撑构件安装时采用膨胀螺栓固定，安装完成后及时对板缝及膨胀螺栓孔进行防渗漏处理。

桁架由桁架柱、桁架拱和桁架梁组成；桁架柱由3榀平面桁架围成的正三角柱，用3根直径25毫米间距80毫米的钢筋和直径10毫米的拉结筋组成，拉结筋在三角形断面的3个柱面中成折线布置围成一个个连续的等腰直角三角形平面全部钢筋接触处均焊接连接，桁架柱是每榀桁架垂直于斜道底板的部分埋在挡土墙的墙身中使桁架得以牢固固定的部分，桁架下端的桁架柱柱脚由边长为150毫米厚6毫米的钢板制作，钢板四角距半板边30毫米处有直径12毫米的螺栓孔，桁架通过膨胀螺栓与斜道原底板连接；桁架柱上端与桁架拱的一端固结；桁架拱是用与桁架柱相同材料制作煨成弧形的拱状部件，桁架拱的断面是倒三角形，桁架柱与桁架拱在同一平面上；桁架梁是连接两榀桁架之间的平面部件，桁架梁是与桁架柱采用相同材料、相同方法制作的部件，桁架梁的两端设置有U型卡，桁架梁的两端通过U型卡与桁架柱或桁架拱连接；桁架拱和桁架梁组成的曲面上与预制支撑构件接触，下与内层围护结构连接；内层围护结构由玻璃钢制作的弧形部件，桁架的竖向结构埋设在挡土墙中，顶部在预制支撑构件的下部；内层围护结构位于挡土墙上部的斜道顶部的桁架的内侧；挡土墙、预制支撑构件、桁架和内层围护结构通长设置。

废旧煤矿斜道加固的顺序是，首先安装预制支撑构件，将制作好的桁架安装到位，施工挡土墙，最后安装内层围护结构；本发明的有益效果是使斜道安全稳定。

附图说明

图1 废旧煤矿斜道加固方法示意图；

图2 1-1剖面图

图3 2-2剖面图

图中：1-加固设施；11-挡土墙；12-预制支撑构件；13-桁架；14-内层围护结构；2-原有设施；21-动力设施；22-钢丝绳；23-矿车。

具体实施方式

实施例

某工程为了对某废旧煤矿的设施进行系统保护，以便于建设煤炭科普教育基地、煤炭开采文化基地、建筑安全科普基地，拟对废旧煤矿的斜道进行如图1至图3所示的方法加固，以确保斜道长期不坍塌；该斜道长2300米断面为拱形结构，斜道宽9米拱玄高4.5米，拱玄到斜道地面高4.5米，斜道中间有3米宽的铁轨，铁轨上有宽5米的矿车，矿车由钢丝绳牵引由设置在地面的动力设施控制，动力设施和斜道洞口在厂房中，厂房内还设置有其他设施。

废旧煤矿斜道加固方法是，采用挡土墙11、预制支撑构件12、桁架13和内层围护结构14对斜道进行加固；所述的挡土墙11采用C20现浇钢筋混凝土制作，用以加固现有的斜道壁并对加固设施进行固定使之成为整体；挡土墙11位于原斜道两侧的竖壁内侧；挡土墙11包括墙基和墙身，每侧的墙基与墙身形成倒“厂”自行部件；墙基是截面宽1.7米高500毫米的扁平的六方体的钢筋混凝土板式部件，沿斜道通长布置；墙基采用直径16毫米的钢筋作主筋，直径6毫米的光圆钢筋作箍筋，形成双层钢筋的板式部件，墙基位于斜道原墙壁与矿车23的轨道之间；墙身高4米厚350毫米与墙基垂直设置，挡土墙的墙身与原斜道的墙身通过植筋连接，植筋采用长350毫米的钢筋头制作，植筋在挡土墙11施工前安装，埋深50毫米，间距300毫米呈梅花形布置；挡土墙11的墙身的钢筋深入墙基底面钢筋的上表面，可在施工墙基时预留墙身插筋；挡土墙11的墙身顺斜道原墙身设置；挡土墙11的墙身竖向钢筋采用直径20毫米的螺纹钢筋纵向间距100毫米横向间距256毫米双侧布置，横向采用直径12的螺纹钢筋间距500毫米，竖筋和横筋之间采用绑扎连接；挡土墙11的墙身将桁架13的立柱固结在其中；挡土墙11的墙身的顶部与斜道原墙身平行。

预制支撑构件12由弧形块状构件组成，预制支撑构件12位于挡土墙11上部的斜道的顶部；预制支撑构件12按照斜道的纵向划分“带”，采用预制钢筋混凝土制作，每带由3块长9.42米宽6米厚100毫米的钢筋混凝土预制弧板组成，拼装后形成6米长的半圆弧“带”；预制支撑构件12的曲面上设置有孔径为12毫米的安装孔，边孔距约3米在距板边250毫米处布置，制作时采用内径12毫米的钢管与弧板钢筋网片点焊形成；预制支撑构件12安装在原斜道弧形顶部与桁架13之间；预制支撑构件12与斜道原弧形顶结构通过直径10毫米的膨胀螺栓连接固结；预制支撑构件12安装时采用膨胀螺栓固定，安装完成后及时对板缝及膨胀螺栓孔采用聚氨酯涂料进行防渗漏处理。

桁架13由桁架柱、桁架拱和桁架梁组成；桁架柱由3榀长4.5米平面桁架围成的边长为100毫米的正三角柱，用3根直径20毫米间距80毫米的钢筋和直径10毫米的拉结筋组成，拉结筋在三角形断面的3个柱面中成折线布置围成一个个连续的等腰直角三角形平面，全部钢筋接触处均焊接连接，桁架柱是每榀桁架垂直于斜道底板的部分埋在挡土墙11的墙身中使桁架13得以牢固固定的部分，桁架13下端的桁架柱柱脚由边长为150毫米厚6毫米的钢板制作，柱脚板焊接在桁架柱的底部，柱脚板板四角距半板边30毫米处有直径12毫米的螺栓孔，桁架13通过膨胀螺栓与斜道原底板连接；安装时桁架柱按照6米的间距布置；桁架柱上端与桁架拱的一端固结；桁架柱安装时，其中的一个面与原斜道的墙壁平行；桁架拱是用与桁架柱相同材料制作煨成弧形的拱状部件，桁架拱的断面是倒三角形，桁架柱与桁架拱在同一平面上；桁架梁是连接两榀桁架之间的平面部件，桁架梁是用2根直径20毫米的钢筋和直径10毫米的拉结筋按照45度的斜向拉结组成长度为6米宽度为80毫米的平面；桁架梁的两端设置有U型卡，桁架梁的两端通过U型卡与桁架柱或桁架拱连接；桁架拱和桁架梁组成的曲面上与预制支撑构件12接触，下与内层围护结构14连接；内层围护结构14由5毫米厚的玻璃钢制作的弧形部件，用环氧树脂粘贴在弧形桁架和弧形梁组成的曲面的下方；桁架13的竖向结构埋设在挡土墙11中，顶部在预制支撑构件12的下部；内层围护结构14位于挡土墙11上部的斜道顶部的桁架13的内侧；挡土墙11、预制支撑构件12、桁架13和内层围护结构14通长设置。

废旧煤矿斜道加固的顺序是，首先安装预制支撑构件12，用膨胀螺栓固定后，将制作好的桁架13安装到位，施工挡土墙11，最后安装内层围护结构14。

Claims

1.废旧煤矿斜道加固方法，其特征是，废旧煤矿斜道加固设施是由挡土墙（11）、预制支撑构件（12）、桁架（13）和内层围护结构（14）组成的；其中挡土墙（11）位于原斜道两侧的竖壁内部；预制支撑构件（12）位于挡土墙（11）上部的斜道的顶部；桁架（13）的竖向结构埋设在挡土墙（11）中，顶部在预制支撑构件（12）的下部；内层围护结构（14）位于挡土墙（11）上部的斜道顶部的桁架（13）的内侧；挡土墙（11）、预制支撑构件（12）、桁架（13）和内层围护结构（14）通长设置；

废旧煤矿斜道加固的顺序是，首先将制作好的桁架（13）安装到位，再安装预制支撑构件（12），施工挡土墙（11），最后安装内层围护结构（14）。

2.根据权利要求1所述的废旧煤矿斜道加固方法，其特征是，挡土墙（11）包括墙基和墙身；墙基是扁平的六方体，位于斜道原墙壁与矿车（23）的轨道之间，上部与墙身垂直连接成整体；挡土墙（11）的墙身截面是矩形，挡土墙（11）的墙身顺斜道原墙身设置，并与原墙身密贴，挡土墙（11）墙身将桁架（13）的立柱固结在其中；挡土墙（11）的墙身的顶部与斜道原墙身平行。

3.根据权利要求1所述的废旧煤矿斜道加固方法，其特征是，预制支撑构件（12）由弧形块状构件组成，预制支撑构件（12）拼装完成的弧度与斜道顶部弧形对应；预制支撑构件（12）安装在原斜道弧形顶部与桁架（13）之间；预制支撑构件（12）与斜道原弧形顶结构通过连接件固结。

4.根据权利要求1所述的废旧煤矿斜道加固方法，其特征是，桁架（13）由桁架柱、桁架拱和桁架梁组成；桁架柱是每榀桁架垂直于斜道底板的部分埋在挡土墙（11）的墙身中，桁架（13）下端与斜道原底板连接，上端与桁架拱的一端连接，桁架柱与桁架拱在同一平面上；桁架梁是连接两榀桁架之间的部件，桁架梁的两端与桁架柱或桁架拱链接成整体；桁架拱和桁架梁组成的曲面上与预制支撑构件（12）接触，下与内层围护结构（14）连接。

5.根据权利要求1所述的废旧煤矿斜道加固方法，其特征是，内层围护结构（14）由片状材料制作的弧形部件，安装在桁架下部。