CN203783610U - 一种高强度锚网支护预应力托板梁 - Google Patents
一种高强度锚网支护预应力托板梁 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开了一种高强度锚网支护预应力托板梁，它由依次间隔连接的弧板和中间平板组成，弧板与相邻的中间平板的连接部位设有中间锚杆通孔，所述托板梁的两端设有端侧平板，与两侧的端侧平板连接的均为弧板，所述端侧平板在沿纵向中心线偏向相邻弧板的位置设有端侧锚杆通孔。本实用新型高强度预应力托板梁可明显减少锚杆（索）用量，降低支护成本，同时提高锚杆支护效果；可对破碎围岩施加一定的预紧力，改善破碎围岩的应力状态，大大提高了对松散、破碎围岩的支护强度，避免了由于破碎围岩应力状态恶化造成的锚杆支护失效问题，对松散、破碎条件煤层开采提供保障。本实用新型拓宽了锚杆支护的应用领域，具有重要的理论意义和实用价值。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种煤矿井下巷道锚网支护构件，具体涉及一种高强度锚网支护预应力托板梁。
背景技术
煤炭作为我国的主体能源，在国民经济中占有重要的战略地位。未来几十年内，以煤炭为主的能源结构将难以改变。随着煤炭开采程度的加剧，浅部资源渐趋枯竭，煤炭开发加速向深部、复杂地质条件转移。鉴于地质条件越来越复杂，提高巷道支护质量、有效保持围岩稳定就成为一个突出问题。
目前，煤矿巷道支护方式主要有锚杆支护、棚式支护，以及与此相关的注浆加固、联合支护技术等。锚杆支护施工简便、施工速度快、节省支护投资、易于实现机械化，锚杆支护以其明显优势在巷道支护中大范围推广应用。据统计，2006年国有大中型煤矿锚杆支护率达到65%，有些矿区甚至超过90%。巷道开挖前，天然岩体在三向应力状态下处于平衡状态。巷道开挖后，围岩应力重新分布，由天然的三向应力转化为二向应力状态，围岩失去“一向”应力导致其强度明显降低。锚杆加固施加的预紧力弥补了缺失的“一向”应力作用，起到提高围岩强度、阻止节理裂隙扩展和滑移、保持围岩稳定的目的。锚杆预应力场对其加固效果具有决定性作用，提高锚杆预紧力可以有效提高支护预应力场的范围和强度，可以有效提高围岩屈服残余强度。
在松散、破碎巷道中，围岩已经发生明显塑性变形，锚杆支护预紧力传递受到限制，仅在托盘周边较小区域内形成预应力承载结构，而在稍远区域围岩的应力状态改善不大，仍处于松散、破碎状态。依靠增加锚杆密度的方式改善支护效果不经济，也难以实现；依靠增大托盘尺寸的方式改善围岩控制效果同样不经济，同时在破碎围岩条件下其预应力传递效果难以保障。
发明内容
针对现有巷道支护技术中破碎围岩条件下预应力难以有效传递问题，本实用新型的目的是提供了一种成本低、控制效果好、结构简单的高强度锚网支护预应力托板梁。
为实现上述发明目的，本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：
一种高强度锚网支护预应力托板梁，它由依次间隔连接的弧板和中间平板组成，弧板与相邻的中间平板的连接部位设有中间锚杆通孔，所述托板梁的两端设有端侧平板，与两侧的端侧平板连接的均为弧板，所述端侧平板在沿其纵向中心线偏向相邻弧板的位置设有端侧锚杆通孔，端侧平板的长度大于中间平板的长度。
对上述技术方案的进一步改进：所述弧板、中间平板和端侧平板的材质均为热轧钢板。
对上述技术方案的进一步改进：所述中间锚杆通孔设在中间平板纵向的中央位置。
对上述技术方案的进一步改进：所述弧板的弧长为800mm -1200mm，弧度为20 o -40o。
对上述技术方案的进一步改进：所述中间平板与端侧平板的宽度相同，宽度均为20mm-30mm，中间平板的长度为100mm -200mm，端侧平板的长度为200mm -300mm。
与现有技术中传统的平板托盘支护方式相比，本实用新型的优点和有益效果是：
（1）本实用新型高强度预应力托板梁支护方式在保证支护质量的前提下，可明显减少锚杆（索）用量，降低支护成本，同时提高锚杆支护效果。
（2）本实用新型高强度预应力托板梁支护方式在降低支护成本的同时，可有效简化施工工序，加快施工速度。
（3）本实用新型高强度预应力托板梁支护方式在有效提高施工速度的同时，可对破碎围岩施加一定的预紧力，改善破碎围岩的应力状态，大大提高了对松散、破碎围岩的支护强度，避免了由于破碎围岩应力状态恶化造成的锚杆支护失效问题，对松散、破碎条件煤层开采提供保障。本实用新型拓宽了锚杆支护的应用领域，具有重要的理论意义和实用价值。
附图说明
图1是本实用新型高强度预应力托板梁的立体结构示意图。
图2是本实用新型高强度预应力托板梁的纵向剖面图。
图例说明：1、弧板；2、中间平板；3、中间锚杆通孔；4、端侧平板；5、端侧锚杆通孔。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式进一步说明。
实施例1
如图1和2所示，本实用新型所述的高强度锚网支护预应力托板梁由依次间隔连接的弧板1和中间平板2组成，弧板1与相邻的中间平板2的连接部位设有中间锚杆通孔3，所述托板梁的两端设有端侧平板4，与两侧的端侧平板4连接的均为弧板1。
本实用新型中所述弧板的弧长为800mm -1200mm，弧度为20 o -40o，所述中间平板与端侧平板的宽度相同，宽度均为20mm-30mm，中间平板的长度为100mm -200mm，端侧平板的长度为200mm -300mm。
本实施例所述高强度预应力托板梁具体尺寸为：托板梁的宽度B为30mm，端侧平板的长度L 1为250mm，中间平板的L 3长度为150mm，弧板的弧长L 2为902mm，圆弧半径R为1615mm，圆弧角度θ为32o。中间锚杆通孔3直径为30mm，L 1平板段锚杆通孔位于距端侧平板外侧边缘175mm的纵向中间位置，相对于端侧平板外侧边缘，偏向于相邻的弧板一侧，L 3平板段锚杆通孔位于中间平板的正中间位置。
本实用新型中弧板与中间平板相互连接的方向为横向，在中间平板（或端侧平板）所在平面与横向垂直的方向为纵向。所述端侧平板4在端侧平板上沿纵向中心线偏向弧板的位置设有端侧锚杆通孔5，此结构用于给端侧平板的边缘留出一定的空间，而中间锚杆通孔设在中间平板纵向的中央位置。
所述中间锚杆通孔设在中间平板纵向的中央位置，因为托板梁的宽度B=30cm，中间锚杆通孔位于宽度中间的15cm处。中间锚杆通孔和端侧锚杆通孔的位置不一样， 因为中间锚杆通孔的位置便于锚杆（索）的施加，并保证整个托板梁的平衡和稳定。
所述弧板由热轧钢板分段弯压制成，所述中间平板和端侧平板的材质均为热轧钢板。采用热轧钢板便于提高所述托板梁的支撑强度。
下面以顶板支护为例，介绍具体的施工过程如下：施工时，选择一根锚杆（索）穿过最左侧的端侧锚杆通孔，将托板梁安装在锚杆（索）的阻尼螺母和围岩之间，替代锚杆（索）托盘的作用。弧板凸起侧朝向围岩方向，旋紧阻尼螺母施加预紧力，中间凸起弧板受压变平，此时该梁将会对松散、破碎围岩施加一定的预应力。第一根锚杆施加完毕后，自左向右依次进行其他锚杆（索）的施加工作。整个锚固过程施加完毕后，中间平板紧贴围岩表面，弧板将对破碎围岩产生一定的预紧力，同时可以根据围岩破碎情况改变弧板弧度大小，可有效改善围岩的应力状态。
本实用新型在施工现场，可以对巷道破碎围岩施加一定的预紧力、减少锚杆（索）用量、降低材料消耗、节省投资，同时可以明显提高施工速度。所述托板梁可以在顶板支护中使用，也可以在两帮支护中使用，应用范围广泛。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种高强度锚网支护预应力托板梁，其特征在于，它由依次间隔连接的弧板和中间平板组成，弧板与相邻的中间平板的连接部位设有中间锚杆通孔，所述托板梁的两端设有端侧平板，与两侧的端侧平板连接的均为弧板，所述端侧平板在沿其纵向中心线偏向相邻弧板的位置设有端侧锚杆通孔，端侧平板的长度大于中间平板的长度。
2.根据权利要求1所述的高强度锚网支护预应力托板梁，其特征在于：所述弧板、中间平板和端侧平板的材质均为热轧钢板。
3.根据权利要求1所述的高强度锚网支护预应力托板梁，其特征在于：所述中间锚杆通孔设在中间平板纵向的中央位置。
4.根据权利要求1所述的高强度锚网支护预应力托板梁，其特征在于：所述弧板的弧长为800mm -1200mm，弧度为20o-40o。
5.根据权利要求1所述的高强度锚网支护预应力托板梁，其特征在于：所述中间平板与端侧平板的宽度相同，宽度均为20mm-30mm，中间平板的长度为100mm -200mm，端侧平板的长度为200mm -300mm。
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|---|---|---|---|---|
| CN106523003A (zh) * | 2016-09-27 | 2017-03-22 | 北京科技大学 | 一种适于深部开采巷道的刚柔耦合吸能支护技术 |
| CN113027497A (zh) * | 2021-03-26 | 2021-06-25 | 首钢长治钢铁有限公司 | 托梁及煤矿锚杆支护系统 |
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