CN203730070U - 一种矩形钢管混凝土沿空留巷充填墙体结构 - Google Patents
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Abstract
一种矩形钢管混凝土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，把墙体沿巷道轴向分成多段，每段用封闭矩形钢管，并通过矩形钢管侧面预留的注浆小孔向内钢管内充填混凝土材料，如此可把单纯混凝土侧向受压状态转变为三向受压状态，大大提高了混凝土的抗压强度；而相邻的两个矩形钢管则通过配套的钢板插入连接，在中间空隙处形成半封闭空间状态，可把大量矸石向中间抛掷，当把矸石堆满至一节钢板时，依次再放置钢板，直接堆满至顶板，此时中间空隙处便可形成一个储矸室，如此即减少了墙体材料用量又不减弱墙体强度，还可以处理大量工程矸石，该实用新型省时省力，具有广泛的实用推广型。
Description
技术领域
本发明涉及一种矩形钢管混凝土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。尤其适用于对煤矿巷道充填墙体支护、地下工程防护和国防工程等建设中。
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，它以其有利于合理开发煤炭资源，提高煤炭资源回收率，减少巷道掘进量，从根本上改善矿井采掘接替的紧张局面，改善巷道维护状况等优点而得到广泛重视。
我国目前大多数情况下，煤矿井下沿空留巷充填墙体多采用机械模板或人工立模等形式进行充注混凝土材料，以形成一定强度的充填墙体支撑结构，但随着采煤工作面的回采，构筑的混凝土巷旁充填体将承受破断直接顶和老顶的自重载荷，同时承受老顶破断后形成的砌体梁结构中顶板回转过程中的侧向压力，受多重众多采动压力影响，充填墙体多数情况下会受压变形、破坏或充填体的强烈滑移甚至被压垮压爆，导致巷道空间急剧缩小，造成辅助生产、通风等工序难以进行。
因此改革巷旁充填墙体的构造形式和材料非常必要，现阶段普遍做法有采用高标号的水泥、改善充填材料的配方等方法来增加墙体的强度，使墙体能够支撑直接顶或者老顶下沉的载荷，甚至在老顶破断回转下沉的时候能够使墙体达到一定的强度。但这些都是单纯靠改变充填墙体的强度来抵抗老顶的回转变形，如果老顶回转载荷过大时采取硬抗就会使墙体失稳，甚至压裂或压垮墙体。而老顶的回转下沉载荷是不可抗的，这就要求是墙体既要具备一定强度支撑顶板，又要能适应顶板回转失稳时的载荷的冲击，保证墙体能够达到长时支撑顶板的效果。
本实用新型提出一种矩形钢管混凝土沿空留巷充填墙体结构，通过在封闭矩形钢管里充注混凝土材料，形成承载墙体。众所周知，单纯的混凝土抗压强度很高，但其抗弯能力很弱，而钢材特别是型钢的抗弯能力强，具有良好的弹塑性。而矩形钢管混凝土在结构上能够将二者的优点结合在一起，可使混凝土处于侧向受压状态，其抗压强度可成倍提高.同时由于混凝土的存在，提高了钢管的刚度，两者共同发挥作用，从而大大地提高了承载能力。使钢管混凝土具有承载力高、延性好，抗震性能好等众多优点。
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，提供一种矩形钢管混凝土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冲击能量，减少冲击载荷对充填墙体的冲击破坏能力，既可以减少充填材料还可以处理掉大量料矸石，经济实用。
技术方案：本实用新型提供一种矩形钢管混凝土沿空留巷充填墙体结构，具体做法是先把封闭矩形钢管放置到支架后方；在矩形钢管靠近巷道一侧，距离底板1~1.5m高度时，在钢管上开直径4~8mm的注浆小孔，通过该注浆小孔向钢管内部充注混凝土材料在封闭矩形钢管里充注混凝土材料，形成承载结构。这样的钢管混凝土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，大大提高了混凝土的抗压强度；而且矩形钢管和混凝土之间的相互作用可使钢管内部混凝土的破坏由脆性破坏转变为塑性破坏，钢管混凝土柱的延性性能明显得到改善，使墙体具有优越的抗震性能。其次两个钢管中间部分可通过配套的分段钢板插入到钢管边缘上预留的凹槽里，以连接相邻两钢管，当第一钢板高度充满矸石时，依次累加钢板，直至堆放到顶板，即可停止矸石抛掷；这样一方面既可以对顶板形成一定承载能力，另一方面又大大减少矸石辅助运输工作量。如此便完成一个钢管混凝土的制作，并把该地段的矸石也同时处理掉，大大减轻了矸石的辅助运输工作量。
有益效果：本实用新型提出改变传统的充填墙体结构，应用矩形钢管混凝土柱作为充填墙体，在相邻两个钢管中间，可通过配套的分段钢板插入到钢管边缘上预留的凹槽里，以连接相邻两钢管，可依次累加钢板，直至堆放到顶板，即可停止抛掷矸石。矩形钢管混凝土较以往单一的混凝土墙体有很大的优越性，以往单一的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；而矩形钢管混凝土可以把单一混凝土的侧向受压状态，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，大大提高了混凝土的抗压强度；矩形钢管和混凝土之间的相互作用使钢管内部混凝土的破坏由脆性破坏转变为塑性破坏，构件的延性性能明显改善，耗能能力大大提高，具有优越的抗震性能。该方法可以作为两用，省时省力，使用效果好，具有广泛的实用推广性。
附图说明
图1所示为本实用新型墙体布置平面图；
图2所示为本实用新型钢管混凝土墙体布置立体示意图。
1－充填墙体；2－沿空留巷；3－采煤工作面；4－运输巷道；5－回风巷道；6－矩形钢管；7－连接处分段钢板；8－钢管注浆小孔。
具体实施方式
本实例中对于一种矩形钢管混凝土沿空留巷充填墙体结构按如下步骤进行：
1.先是在采煤工作面3前方100~150m的回风巷道5或运输巷道4内布置一台混凝土充填泵，把充填所需的混凝土配料及其添加材料运送到采煤工作面前方充填泵所在地点，在支架后方待充填区域清理底板浮矸，保证底板平整，并把预先准备好的将矩形钢管6与上个钢管间隔0.5~1m布设好；
2.将搅拌好的混凝土充填料，通过矩形钢管上预留的注浆小孔8向矩形钢管6内充注，待充填料充满整个矩形钢管6时，停止充填，并用少量树脂锚固剂封堵注浆小孔，便可实现一个矩形钢管混凝土柱的施工；
3.当矩形钢管内混凝土凝固后，把事先准备好的配套钢板7插在两个相邻的矩形钢管边界凹槽里，此时可把底鼓清理出来的废弃矸石，人工堆放到两节之间的空隙处，当堆满一节钢板高度时，再次放置一块钢板，如此反复循环，直至接触到顶板时，便停止；
4.随着采煤工作面3的推进，重复步骤1、2、3，完成沿空留巷充填墙体的施工。
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)
1.一种矩形钢管混凝土沿空留巷充填墙体结构，其特征在于：在封闭矩形钢管(6)里充注混凝土，通过钢管上预留充填小孔(8)向钢管内充填混凝土，并在相邻两钢管之间通过配套钢板(7)插入连接，空隙处可充填矸石，如此共同形成墙体(1)承载结构。
2.一种如权利要求1所述的矩形钢管混凝土沿空留巷充填墙体结构，其特征在于，所述矩形钢管壁厚一般为10mm~50mm，其规格一般长l=2.5~3m，宽b=1.5~2m，高h=2~3m。
3.一种如权利要求1所述的矩形钢管混凝土沿空留巷充填墙体结构，其特征在于，所述两钢管预留注浆小孔为距巷道底板h 1=1~1.5m，直径为D 1=4~8mm。
4.一种如权利要求1所述的矩形钢管混凝土沿空留巷充填墙体结构，其特征在于，所述两个矩形钢管间隔距离a=0.5~1.5m，中间钢板插入钢管上预留的凹槽以连接相邻钢管钢板，钢板高度h 2=200~600mm。
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| CN105569726A (zh) * | 2015-12-31 | 2016-05-11 | 山东深博巷道支护技术有限公司 | Gfrp管混凝土墩柱及矸石混凝土墙沿空留巷的方法 |
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