CN116857004A - 适用于地下矿山井下冲击波的吸能通风构筑物的施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种适用于地下矿山井下冲击波的吸能通风构筑物的施工方法，包括沿着巷道的通风方向前、后相对分布的框架结构和支撑骨架，支撑骨架左、右两端部分别通过可拆连接件与巷道的围岩相连接；框架结构包括多个在巷道断面相互拼接的框架单元，每个框架单元均包括一侧铺设有防护布的拼接框架，拼接框架与支撑骨架沿前后方向滑动连接，拼接框架与支撑骨架之间设有沿前后方向变形的弹性件。可以承受爆破冲击波，阻隔风流，且因框架单元可独立活动，不会因爆破冲击波强度在巷道断面的分布不均而导致框架单元间的相互作用损坏框架结构；同时该结构装拆方便，解决了施工工期长、人工成本高的缺点，且该结构可以重复使用，提高利用率，降低成本。

Description

适用于地下矿山井下冲击波的吸能通风构筑物的施工方法

技术领域：

本发明涉及一种适用于地下矿山井下冲击波的吸能通风构筑物的施工方法。

背景技术：

矿井通风构筑物是矿井通风系统中的风流调控设施，用以保证风流按生产需要的路线流动，以及用于引导风流、遮断风流和调节风量的装置。目前引导和控制风流通过的构筑物与隔断风流的构筑物，主要是通过人工砌墙来实现，但是砌墙花费的人工成本比较高，施工工期比较长，一般需要6～10天；并且施工材料需要从当地购买，运输过程中耗时耗力，劳动强度大；与此同时，由于地下矿山环境影响，安装成本较高，而且施工工艺繁琐，费用高，同时这些构筑物属于永久性构筑物，无法拆卸和重复使用。

发明内容：

本发明针对上述现有技术存在的问题做出改进，即本发明所要解决的技术问题是提供一种适用于地下矿山井下冲击波的吸能通风构筑物的施工方法，设计合理，不仅提高安装的便利性，而且可以承受爆破冲击波，阻隔风流。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种适用于地下矿山井下冲击波的吸能通风构筑物的施工方法，所述的施工方法按以下步骤进行：（1）对巷道的地面进行整平，并对巷道顶板进行撬锚；（2）在整平的地面水平等间距安装多个千斤顶，并在千斤顶的伸缩杆上安装竖向支撑钢管，在巷道顶板对应处打钻安装膨胀螺栓，在螺栓露出部分套上木塞，将其与竖向支撑钢管的顶部完成连接；（3）启动千斤顶让竖向支撑钢管顶着巷道顶板并贴合；（4）在竖向支撑钢管上竖向间隔安装多根带有钻孔的横向支撑钢管，竖向支撑钢管与横向支撑钢管之间通过卡扣进行连接固定，钻孔处穿设连接滑杆；（5）制造多个框架单元，每个框架单元将金属网事先焊接在框架单元的一侧面上，将三防布绑在金属网上，在捆绑的地方涂上一些树脂胶，用以密封，最后，将框架单元的四个角落均套在对应的连接滑杆上，并用螺母螺旋限制框架的移动范围，连接滑杆上套设弹簧；（6）在框架单元周围与巷道壁顶部之间的空隙上，将封堵的铁板安装在与框架前侧同一竖向平面上的巷道壁上，再通过螺栓将铁板与橡胶垫相连。

进一步的，所述的构筑物的结构包括沿着巷道的通风方向前、后相对分布的框架结构和支撑骨架，所述支撑骨架的左、右两端部分别通过可拆连接件与巷道的围岩相连接；所述框架结构包括多个在巷道断面相互拼接的框架单元，每个框架单元均包括一侧铺设有防护布的拼接框架，所述拼接框架与支撑骨架沿前后方向滑动连接，拼接框架与支撑骨架之间设有沿前后方向变形的弹性件。

进一步的，所述支撑骨架包括横竖交错分布的多根横向支撑钢管和多根竖向支撑钢管，多根横向支撑钢管沿竖向间隔分布，多根竖向支撑钢管沿横向间隔分布，所述横向支撑钢管与竖向支撑钢管的相交处通过卡扣相互连接固定。

进一步的，每根横向支撑钢管的左、右两端分别设置有可拆连接件。

进一步的，所述可拆连接件为L形连接板，所述L形连接板的长边开设有长条孔，L形连接板的短边开设有圆孔，L形连接板的长边通过贯穿长条孔的螺栓与横向支撑钢管连接，L形连接板的短边通过贯穿圆孔的膨胀螺栓与巷道围岩连接。

进一步的，多个框架单元沿着巷道断面从上往下形成多排，每排框架单元与相邻两根横向支撑钢管的位置相对应；所述框架单元的拼接框架呈矩形环状，拼接框架的四周顶角处均开设有沿前后方向贯通的滑动通孔，所述滑动通孔内滑动穿设有连接滑杆，所述连接滑杆的后端与横向支撑钢管固定连接；所述弹性件为套设在连接滑杆外侧的弹簧，弹簧的前、后两端分别与拼接框架和横向支撑钢管相抵接。

进一步的，所述连接滑杆的前端螺接有限位螺母，所述限位螺母位于拼接框架的前侧；所述连接滑杆的后端贯穿横向支撑钢管，并通过一对分布在横向支撑钢管前、后两侧的紧固螺母与横向支撑钢管锁紧固定。

进一步的，所述竖向支撑钢管设于横向支撑钢管的后侧；所述卡扣包括开口朝向前侧的一对半环状抱箍板，一对抱箍板上下分布且均套设在竖向支撑钢管的外侧，抱箍板的左、右两端分别设有连接板；一对抱箍板上位于同侧的连接板与卡设在横向支撑钢管的U型螺栓相连接。

进一步的，所述防护布的旁侧平行设有固定在拼接框架的金属网，防护布与金属网沿着巷道的通风方向前、后相对分布。

进一步的，每根竖向支撑钢管的下端均设有定位托盘；所述支撑骨架的底部设置有用于供给向上托举力的给力装置，所述给力装置包括与多根竖向支撑钢管的位置相对应的多个千斤顶，所述千斤顶的伸缩端与位置相对应的定位托盘相连接。

与现有技术相比，本发明具有以下效果：本发明增强了巷道的稳定性，可以承受爆破冲击波，阻隔风流，且因框架单元可独立活动，不会因爆破冲击波强度在巷道断面的分布不均而导致框架单元间的相互作用损坏框架结构；同时该结构装拆方便，解决了施工工期长、人工成本高的缺点，且该结构可以重复使用，提高利用率，降低成本。

附图说明：

图1是本发明实施例的立体构造示意图；

图2是图1中的A处放大示意图；

图3是图1中的B处放大示意图；

图4是本发明实施例的主视构造示意图；

图5是图4中相邻四个框架单元相拼接的局部构造示意图；

图6是本发明实施例的后视构造示意图；

图7是本发明实施例的右视构造示意图；

图8是图7中的C处放大示意图；

图9是本发明实施例的俯视构造示意图；

图10是图9中的D处放大示意图；

图11是框架单元与巷道壁之间空隙的封堵示意图；

图12是巷道顶板与竖向支撑钢管的连接示意图。

图中：

1-框架结构；2-支撑骨架；3-框架单元；4-拼接框架；5-防护布；6-弹性件；7-横向支撑钢管；8-竖向支撑钢管；9-卡扣；10-L形连接板；11-长条孔；12-圆孔；13-滑动通孔；14-连接滑杆；15-限位螺母；16-紧固螺母；17-抱箍板；18-连接板；19-U型螺栓；20-千斤顶；21-螺栓；22-膨胀螺栓；23-巷道壁；24-橡胶垫；26-木塞；27-铁板。

具体实施方式:

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“ 纵向”、“ 横向”、“ 上”、“ 下”、“ 前”、“ 后”、“ 左”、“ 右”、“ 竖直”、“ 水平”、“ 顶”、“ 底”、“ 内”、“ 外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

如图1～12所示，本发明一种适用于地下矿山井下冲击波的吸能通风构筑物的施工方法，所述的构筑物的结构包括沿着巷道的通风方向前、后相对分布且均立式设置的框架结构1和支撑骨架2，所述支撑骨架2的左、右两端部分别通过可拆连接件与巷道的围岩可拆连接；所述框架结构1包括多个在巷道断面相互拼接的框架单元3，每个框架单元3均包括一侧铺设有防护布5的拼接框架4，相邻框架单元3通过拼接框架4紧靠实现拼接，所述拼接框架4与支撑骨架2沿前、后方向滑动连接，拼接框架4与支撑骨架2之间设有沿前后方向变形的弹性件6。支撑骨架与巷道的围岩可拆连接，这样既增强了巷道的稳定性，又可以承受爆破冲击波，阻隔风流；同时安装快捷，方便快插；而多个框架单元可独立活动，不会因爆破冲击波强度在巷道断面的分布不均而导致框架单元间的相互作用损坏框架结构。

本实施例中，如图1、6所示，所述支撑骨架2包括横竖交错分布的多根横向支撑钢管7和多根竖向支撑钢管8，多根横向支撑钢管7沿竖向间隔分布，多根竖向支撑钢管8沿横向间隔分布，所述横向支撑钢管7与竖向支撑钢管8的相交处通过卡扣9相互连接固定。

本实施例中，每根横向支撑钢管7的左、右两端分别设置有可拆连接件。进一步的，如图2所示，所述可拆连接件为L形连接板10，所述L形连接板10的长边开设有长条孔11，L形连接板10的短边开设有圆孔12，L形连接板10的长边通过贯穿长条孔11的螺栓21与横向支撑钢管7连接，L形连接板10的短边通过贯穿圆孔12的膨胀螺栓22与巷道围岩连接。

本实施例中，如图4、6所示，多个框架单元3沿着巷道断面从上往下形成多排，多排框架单元3形成的形状尽可能的与巷道的断面形状相适应；每排框架单元与相邻两根横向支撑钢管的位置相对应。

本实施例中，所述框架单元3的拼接框架4呈矩形环状，且由铝合金方管焊接而成，拼接框架4的四周顶角处均开设有沿前后方向贯通的滑动通孔13，如图4所示，所述滑动通孔13内滑动穿设有连接滑杆14，所述连接滑杆14的后端与横向支撑钢管7固定连接；所述弹性件6为套设在连接滑杆14外侧的弹簧，弹簧的前、后两端分别与拼接框架4和横向支撑钢管7相抵接。

本实施例中，所述连接滑杆14的前端螺接有限位螺母15，所述限位螺母15位于拼接框架4的前侧。通过设置限位螺母，可对框架单元的向前滑动进行限位。

本实施例中，所述连接滑杆14的后端贯穿横向支撑钢管7，连接滑杆14的后端螺接有一对紧固螺母16，一对紧固螺母16分布在横向支撑钢管7前、后两侧，连接滑杆14的后端通过紧固螺母16与横向支撑钢管7锁紧固定。

本实施例中，所述竖向支撑钢管8设于横向支撑钢管7的后侧；如图3所示，所述卡扣9包括开口朝向前侧的一对半环状抱箍板17，一对抱箍板17上下分布且均套设在竖向支撑钢管8的外侧，抱箍板17的左、右两端分别设有连接板18；一对抱箍板17上位于同侧的连接板18与卡设在横向支撑钢管7的U型螺栓19相连接。U型螺栓19将一对抱箍板17与横向支撑钢管7锁紧，再通过一对抱箍板17抱住竖向支撑钢管8，以此实现横向支撑钢管7与竖向支撑钢管8在相交处牢固连接。

本实施例中，所述防护布5的旁侧平行设有固定在拼接框架4的金属网，防护布与金属网沿着巷道的通风方向前、后相对分布，金属网用于支撑防护布，防止防护布变形过大。另一实施例中，该防护布采用现有的三防布，三防布为现有成熟产品，其用于防风、防火、防水以及阻挡爆破冲击波。

本实施例中，每根竖向支撑钢管8的下端均设有定位托盘，竖向支撑钢8管插设在定位托盘上，实现定位；竖向支撑钢管8的上端与巷道顶板相连。

本实施例中，所述支撑骨架2的底部设置有用于供给向上托举力的给力装置，所述给力装置包括与多根竖向支撑钢管8的位置相对应的多个千斤顶20，所述千斤顶20的伸缩端与位置相对应的定位托盘相连接。

本实施例中，所述横向支撑钢管7采用方钢管制成；所述竖向支撑钢管8采用圆钢管制成。

本实施例中，所述框架结构1与巷道壁23之间的顶部空隙经橡胶垫24进行封闭，所述橡胶垫经铁板27压紧在框架结构1前侧位于竖向平面上的巷道壁，铁板与橡胶垫经螺栓锁紧在巷道壁上。

本实施例中，所述巷道顶板对应处打钻安装膨胀螺栓25，在螺栓露出部分套上木塞26，将其与竖向支撑钢管8的顶部完成连接。

一种适用于地下矿山井下冲击波的吸能通风构筑物的工作方法，包括：

（1）巷道中的爆破冲击波在同一个巷道断面上进行不均匀分布；

（2）每个框架单元开始承受不同的爆破冲击波，阻隔风流，其中套设在连接滑杆外的弹簧的压缩变形量不同，各框架单元独立活动，避免框架间位移差导致的损坏。

一种适用于地下矿山井下冲击波的吸能通风构筑物的施工方法，所述的施工方法按以下步骤进行：（1）对巷道的地面进行整平，并对巷道顶板进行撬锚；（2）在整平的地面水平等间距安装五个立式安装千斤顶，并在千斤顶的伸缩杆上安装托盘，用以实现与竖向支撑钢管之间的可靠连接，在巷道顶板对应处打出20cm深，直径12mm的钻孔，同时按照从底板算起的高度25cm、50cm、100cm、150cm处也打上20cm深，直径12mm的钻孔；（3）在顶板的五个孔内打入直径8mm的膨胀螺栓，并在螺栓的露出部分上套上直径略小于竖向支撑钢管内径4cm的木塞，将竖向支撑钢管下端放入托盘的上端孔内，将竖向支撑钢管上端套在木塞上，启动千斤顶让竖向支撑钢管顶着巷道顶板并贴合，完成竖杆的固定；（4）在巷道两帮的钻孔上放置可拆连接件，使用膨胀螺栓进行固定；（5）要保证横向支撑钢管水平居中放置在巷道中，并用螺栓将其固定在可拆连接件上。可以使用水平仪测量横向支撑钢管是否水平；由于可拆连接件上固定横向支撑钢管的长孔尺寸大于螺栓的尺寸，如若不水平，可以调节横向支撑钢管在可拆连接件上的上下位置，最后用卡扣将横向支撑钢管和竖向支撑钢管卡紧；（6）框架单元的基础尺寸为50cm*50cm（其尺寸可根据现场情况改变，但需注意修改横向支撑钢管上开孔的位置），采用4cm*4cm的镀锌方管制成，将金属网事先焊接在框架单元的一侧上，将三防布绑在金属网上，在捆绑的地方涂上一些树脂胶，用以密封，最后，将框架单元的四个角落均套在对应的连接滑杆上，并用螺母螺旋限制框架的移动范围，连接滑杆上套设弹簧；（7）在框架单元周围与巷道壁顶部之间的空隙上，将封堵的铁板安装在与框架前侧同一竖向平面上的巷道壁上，再通过螺栓将铁板与橡胶垫相连。

在使用时，可根据需求将框架单元安装或拆卸，从而控制巷道内风流的有无与大小。并在无需使用时，通过放下千斤顶，将各部件进行拆卸。

本实施例中，所述竖向支撑钢管为圆形钢管，所述横向支撑钢管为方钢管，形成构筑物的承力结构。

本发明的优点在于：

1）不仅结构紧凑，且可以承受爆破冲击波，阻隔风流，因框架单元可独立活动，不会因爆破冲击波强度在巷道断面的分布不均而导致框架单元间的相互作用损坏框架结构；

2）造价低，解决了施工工期长，人工成本高的缺点；另外，该结构安装简便，还可以重复使用，提高利用率，降低成本。

本发明如果公开或涉及了互相固定连接的零部件或结构件，那么，除另有声明外，固定连接可以理解为：能够拆卸地固定连接(例如使用螺栓或螺钉连接)，也可以理解为：不可拆卸的固定连接(例如铆接、焊接)，当然，互相固定连接也可以为一体式结构( 例如使用铸造工艺一体成形制造出来) 所取代(明显无法采用一体成形工艺除外)。

另外，上述本发明公开的任一技术方案中所应用的用于表示位置关系或形状的术语除另有声明外其含义包括与其近似、类似或接近的状态或形状。

本发明提供的任一部件既可以是由多个单独的组成部分组装而成，也可以为一体成形工艺制造出来的单独部件。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (10)

1.一种适用于地下矿山井下冲击波的吸能通风构筑物的施工方法，其特征在于，所述的施工方法按以下步骤进行：（1）对巷道的地面进行整平，并对巷道顶板进行撬锚；（2）在整平的地面水平等间距安装多个千斤顶，并在千斤顶的伸缩杆上安装竖向支撑钢管，在巷道顶板对应处打钻安装膨胀螺栓，在螺栓露出部分套上木塞，将其与竖向支撑钢管的顶部完成连接；（3）启动千斤顶让竖向支撑钢管顶着巷道顶板并贴合；（4）在竖向支撑钢管上竖向间隔安装多根带有钻孔的横向支撑钢管，竖向支撑钢管与横向支撑钢管之间通过卡扣进行连接固定，钻孔处穿设连接滑杆；（5）制造多个框架单元，每个框架单元将金属网事先焊接在框架单元的一侧面上，将三防布绑在金属网上，在捆绑的地方涂上一些树脂胶，用以密封，最后，将框架单元的四个角落均套在对应的连接滑杆上，并用螺母螺旋限制框架的移动范围，连接滑杆上套设弹簧；（6）在框架单元周围与巷道壁顶部之间的空隙上，将封堵的铁板安装在与框架前侧同一竖向平面上的巷道壁上，再通过螺栓将铁板与橡胶垫相连。

2.根据权利要求1所述的一种适用于地下矿山井下冲击波的吸能通风构筑物的施工方法，其特征在于：所述的构筑物的结构包括沿着巷道的通风方向前、后相对分布的框架结构和支撑骨架，所述支撑骨架的左、右两端部分别通过可拆连接件与巷道的围岩相连接；所述框架结构包括多个在巷道断面相互拼接的框架单元，每个框架单元均包括一侧铺设有防护布的拼接框架，所述拼接框架与支撑骨架沿前后方向滑动连接，拼接框架与支撑骨架之间设有沿前后方向变形的弹性件。

3.根据权利要求2所述的一种适用于地下矿山井下冲击波的吸能通风构筑物的施工方法，其特征在于：所述支撑骨架包括横竖交错分布的多根横向支撑钢管和多根竖向支撑钢管，多根横向支撑钢管沿竖向间隔分布，多根竖向支撑钢管沿横向间隔分布，所述横向支撑钢管与竖向支撑钢管的相交处通过卡扣相互连接固定。

4.根据权利要求3所述的一种适用于地下矿山井下冲击波的吸能通风构筑物的施工方法，其特征在于：每根横向支撑钢管的左、右两端分别设置有可拆连接件。

5.根据权利要求4所述的一种适用于地下矿山井下冲击波的吸能通风构筑物的施工方法，其特征在于：所述可拆连接件为L形连接板，所述L形连接板的长边开设有长条孔，L形连接板的短边开设有圆孔，L形连接板的长边通过贯穿长条孔的螺栓与横向支撑钢管连接，L形连接板的短边通过贯穿圆孔的膨胀螺栓与巷道围岩连接。

6.根据权利要求3所述的一种适用于地下矿山井下冲击波的吸能通风构筑物的施工方法，其特征在于：多个框架单元沿着巷道断面从上往下形成多排，每排框架单元与相邻两根横向支撑钢管的位置相对应；所述框架单元的拼接框架呈矩形环状，拼接框架的四周顶角处均开设有沿前后方向贯通的滑动通孔，所述滑动通孔内滑动穿设有连接滑杆，所述连接滑杆的后端与横向支撑钢管固定连接；所述弹性件为套设在连接滑杆外侧的弹簧，弹簧的前、后两端分别与拼接框架和横向支撑钢管相抵接。

7.根据权利要求6所述的一种适用于地下矿山井下冲击波的吸能通风构筑物的施工方法，其特征在于：所述连接滑杆的前端螺接有限位螺母，所述限位螺母位于拼接框架的前侧；所述连接滑杆的后端贯穿横向支撑钢管，并通过一对分布在横向支撑钢管前、后两侧的紧固螺母与横向支撑钢管锁紧固定。

8.根据权利要求3所述的一种适用于地下矿山井下冲击波的吸能通风构筑物的施工方法，其特征在于：所述竖向支撑钢管设于横向支撑钢管的后侧；所述卡扣包括开口朝向前侧的一对半环状抱箍板，一对抱箍板上下分布且均套设在竖向支撑钢管的外侧，抱箍板的左、右两端分别设有连接板；一对抱箍板上位于同侧的连接板与卡设在横向支撑钢管的U型螺栓相连接。

9.根据权利要求2所述的一种适用于地下矿山井下冲击波的吸能通风构筑物的施工方法，其特征在于：所述防护布的旁侧平行设有固定在拼接框架的金属网，防护布与金属网沿着巷道的通风方向前、后相对分布。

10.根据权利要求3所述的一种适用于地下矿山井下冲击波的吸能通风构筑物的施工方法，其特征在于：每根竖向支撑钢管的下端均设有定位托盘；所述支撑骨架的底部设置有用于供给向上托举力的给力装置，所述给力装置包括与多根竖向支撑钢管的位置相对应的多个千斤顶，所述千斤顶的伸缩端与位置相对应的定位托盘相连接。