CN203730069U - 一种圆形钢管混凝土柱沿空留巷充填墙体结构 - Google Patents
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Abstract
一种圆形钢管混凝土柱沿空留巷充填墙体结构，其特征在于：对传统沿空留巷充填墙体的构造形式进行优化处理，把墙体改用多段圆形混凝土柱间隔布设，并通过圆形钢管上预留的注浆小孔向内钢管内充填混凝土材料，中间空档处用矸石包堆砌而成，起到连接两个圆柱和封闭采空区作用；圆形钢管混凝土柱承载结构可以把混凝土的侧向受压状态，通过钢管约束作用转变为三向受压状态，大大提高了混凝土的抗压强度，且在圆形封闭的约束作用下，可以把混凝土脆性破坏转换为塑性破坏，提高圆柱的延深性能，可吸收顶板回转破坏带来的冲击载荷。其方法简单，省时力，使用效果好，具有广泛的实用性。
Description
技术领域
本发明涉及一种圆形钢管混凝土柱沿空留巷充填墙体结构，尤其适用于采煤工作面采用混凝土充填墙体时的无煤柱连续开采方法。具体涉及一种沿空留巷充填墙体结构布设形式，该实用新型煤矿巷道支护、地下工程防护和国防工程等建设都具有十分重要的借鉴和指导意义。
背景技术
沿空留巷技术自20世纪50年代在我国开始使用，是无煤柱护巷的一种形式，主要是指在本工作面推进的同时，在运输顺槽或回风顺槽巷道一旁通过筑砌充填带（矸石、混凝土或高水材料）或进行其他形式的巷旁支护以维护巷道为下一区段工作面服务，这样可以做到一巷两用，大大减少巷道掘进和维护成本，是煤矿开采技术领域的一项重大改革。推行沿空留巷，不仅对生产矿井进行技术改造、缓和采掘关系和延长矿井寿命具有现实意义，而且也是使煤炭企业改善安全条件和技术经济指标，增产、增盈减亏的主要途径之一。但是目前主要途径便是利用机械立模通过充注膏水或者混凝土材料形成充填墙体，这样大大增加了留空留巷的充填成本，且随着工作面的推进，巷道需要经受两次采动影响，矿压显现强烈，墙体经过多次采动以后往往会被压裂，减弱墙体的设计承载能力，且留巷内的顶板条件在局部地段非常好，大面积充填既费时费力又不经济；应根据顶板条件进行充填，尽量做到经济合理的支护。
鉴于上述各种目前充填的种种问题，本实用新型提出一种圆形钢管混凝土柱沿空留巷充填墙体结构，通过向封闭圆形钢管里充注混凝土材料，形成一个承载混凝土圆柱；然后间隔0.5~1.5m再次施工一个混凝土圆柱，如此周而复始形成一系列圆柱承载结构，相邻圆柱之间用矸石包间隔封闭采空区，防止采空区矸石冒落到巷道内。这样布设墙体结构优点是，既减少充填材料又增加墙体承载强度；以往单纯混凝土抗压强度虽然很高，但其抗弯能力很弱，当直接顶回转失稳时墙体便很容易破坏；而钢材特别是型钢的抗弯能力强，具有良好的弹塑性，因此把二者有点联系到一起，形成圆形钢管混凝土柱，圆形钢管混凝土柱的抗压、抗扭和抗剪性能特别好，承载力大大提高，且能够提高基本顶破断回转失稳的抗冲击和抗震能力，延性能力极强。应用圆形钢管混凝土柱既具有很强的承载能力，又大大减少充填成本，经济实用性很强。
发明内容
技术问题：本实用新型的目的是克服已有技术中的不足，提供一种圆形钢管混凝土柱沿空留巷充填墙体结构，通过改变传统的充填墙体的布设方式，使墙体既具有足够大的强度支撑顶板下沉带来的载荷又能缓冲顶板回转下沉引起的震动，既减少充填材料也没有降低充填体的强度。
技术方案：本实用新型提供一种圆形钢管混凝土柱沿空留巷充填墙体结构，具体做法是先把顶底封闭圆柱形钢管放置到支架后方，通过钢管顶部预留的注浆小孔把混凝土材料充至圆形钢管里，待混凝土凝固以后形成混凝土圆柱，形成墙体承载结构，如此便完成一个钢管混凝土的制作。两个混凝土圆柱之间间隔0.5~1.5m，并把矸石码成矸石包放置到中间空档处，以起到连接两个圆柱和封闭采空区作用。这样的圆形钢管混凝土柱可以通过钢管约束其内部充填的混凝土，把侧向受压状态转变为三向受压状态，提高了混凝土的抗压强度；且圆形钢管可以把混凝土的脆性破坏转换为塑性破坏，大大提高了混凝土的性能。
有益效果：本实用新型提出改变传统的充填墙体结构，应用圆形钢管混凝土柱作为充填墙体，在相邻两个圆形混凝土中间，通过矸石包封闭采空区；混凝土圆柱作为支撑墙体在保证墙体支撑强度的前提下，节省了充填材料，经济效益显著，且较以往单一的混凝土墙体有很大的优越性，以往混凝土墙体抗压强度虽然很高，但其抗弯能力很弱，当顶板回转压力很大时极易把墙体压裂甚至压爆；而圆形钢管混凝土柱可以把混凝土的侧向受压状态，通过钢管约束作用转变为三向受压状态，大大提高了混凝土的抗压强度，即使直接顶压力很大压坏圆柱，在圆形封闭的约束作用下，可以把混凝土脆性破坏转换为塑性破坏，提高圆柱的延深性能，可吸收顶板回转破坏带来的冲击载荷。其方法简单，省时力，使用效果好，具有广泛的实用性。
附图说明
图1所示为本实用新型圆柱钢管混凝土柱墙体布置平面图；
图2所示为本实用新型圆柱钢管混凝土柱墙体透视图。
1－圆柱形钢管；2－沿空留巷；3－矸石包；4－采煤工作面；5－运输巷道；6－回风巷道；7－注浆小孔。
具体实施方式
本实施例中对于一种圆形钢管混凝土柱沿空留巷充填墙体结构按如下步骤进行：
1．首先在采煤工作面4后方架设支柱，在支柱的有效支护下，采煤工作面4向前推进达到充填步距，彻底清理沿空留巷2巷道底板浮矸和浮煤，在沿空留巷2靠近采空区一侧固定好圆形钢管1，圆形钢管1顶部预留注浆小孔7。所述圆形钢管柱1的直径d 1为1~2m，壁厚为10~50mm，高h为2~3m。
2．在未采动的巷道6内布置混凝土充填泵，将充填所需的混凝土配料搅拌均匀，检查管路畅通后，从注浆小孔7把混凝土材料泵送入圆形钢管1内，充填一段时间后，经检测达到初凝强度要求时，在两个圆形钢管中间用矸石包3堆砌用于连接和封闭采空区；
3．随着采煤工作面4向前推进，间隔0.5~1.5m布置下一个圆形充填钢管，进行混凝土充填，周而复始，完成整个采煤工作面4沿空留巷2的充填，形成多个圆形钢管混凝土柱间隔布置，中间空挡处用矸石包3堆砌后，并喷浆，共同构成一个完整的承载墙体。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (4)
1.一种圆形钢管混凝土柱沿空留巷充填墙体结构，其特征在于：在圆柱形封闭钢管(1)里充注混凝土，通过圆柱形钢管上预留注浆小孔(7)向钢管内充填混凝土，两根圆柱形钢管间隔一定距离布设，在两个圆柱之间，用矸石(3)间隔封闭采空区，两种结构共同形成墙体承载结构。
2.一种如权利要求1所述的圆形钢管混凝土柱沿空留巷充填墙体结构，其特征在于，所述圆柱形钢管壁厚一般为10mm~50mm，直径d 1=1~2m，高h=2~3m。
3.一种如权利要求1所述的圆形钢管混凝土柱沿空留巷充填墙体结构，其特征在于，所述圆柱型钢管预留注浆小孔(7)在圆形钢管顶部布设，直径为d 1=4~8mm。
4.一种如权利要求1所述的圆形钢管混凝土柱沿空留巷充填墙体结构，其特征在于，所述两个圆形钢管间隔距离a=0.5~1.5m，中间用矸石包(3)隔封闭采空区。
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| CN104832188A (zh) * | 2015-04-17 | 2015-08-12 | 中国矿业大学(北京) | 一种用于大断面沿空留巷的钢管混凝土巷旁支护系统及支护方法 |
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