CN207583400U - 一种用于煤矿沿空留巷的抗偏载圆柱形钢管混凝土墩柱 - Google Patents
一种用于煤矿沿空留巷的抗偏载圆柱形钢管混凝土墩柱 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型涉及一种用于煤矿沿空留巷的抗偏载钢管混凝土墩柱，包括圆柱形钢管，圆柱形钢管的内孔为偏心孔，圆柱形钢管一侧的壁较薄，一侧较厚，较薄的一侧靠近巷旁充填体侧，较厚的一侧背对巷旁充填体侧，圆柱形钢管内部注入高强度混凝土，形成一种抗偏载圆柱形钢管混凝土墩柱结构，钢管和混凝土的相互作用，弥补和发挥彼此的缺点和长处，混凝土在钢管形成的围压作用下，能够提高和改善了混凝土的强度和韧度，该混凝土墩柱安装工艺简便，易施工，支护效果好，大大降低了支护成本。
Description
技术领域
本实用新型专利属于矿山灾害防治领域，具体涉及一种用于煤矿沿空留巷的抗偏载圆柱形钢管混凝土墩柱，控制沿空留巷充填侧巷帮顶板下沉的支护结构。
背景技术
沿空留巷取消区段煤柱、提高煤炭资源回收率，少掘一条巷道、降低巷道掘进率、解决矿井采掘接替紧张的难题，实现工作面Y型通风系统，有效解决工作面隅角瓦斯积聚与超限等突出优点而广受重视，是无煤柱开采的重要发展方向。但是沿空留巷经历两次采动影响，特别是本工作面回采后原岩应力与强采动应力叠加，导致巷道变形强烈、维护困难。研究表明，沿空留巷的成功是巷内支护和巷旁支护共同作用的结果。巷旁支护经历了木垛、密集支柱、矸石带、混凝土砌块等传统低强度支护方式，发展到目前的高水速凝材料和膏体材料等高强度支护方式，基本解决了沿空留巷巷旁支护和密闭采空区的问题。巷内支护中靠近充填侧巷帮顶板是控制的难点，由于巷旁充填体压缩使得顶板下沉，导致巷旁支护结构承受较大偏载而发生弯折，可能进而导致巷道整体支护和留巷失败。
因此，有必要设计一种用于煤矿沿空留巷的抗偏载圆柱形钢管混凝土墩柱，来控制沿空留巷巷旁充填侧顶板下沉。
发明内容
本实用新型的目的是为了解决沿空留巷巷旁充填侧顶板对支护结构产生的偏载而致使支护结构发生弯折失稳的问题，而设计了一种用于煤矿沿空留巷的抗偏载圆柱形钢管混凝土墩柱，该结构支护效果可靠，安全状态良好，安装工艺简便，易施工，很大程度上提高了安全作业程度，降低了支护成本。
本实用新型的解决方案是，一种用于煤矿沿空留巷的抗偏载圆柱形钢管混凝土墩柱包括圆柱形钢管，圆柱形钢管的内孔为偏心孔，圆柱形钢管一侧的壁较薄，一侧较厚，较薄的一侧靠近巷旁充填体侧，较厚的一侧背对巷旁充填体侧，圆柱形钢管内部注入高强度混凝土，形成一种抗偏载圆柱形钢管混凝土墩柱结构，在圆柱形钢管的下底面安装有墩柱垫板，上底面安装有墩柱盖板。这种支护结构在承受顶板产生的偏载时，能够产生很强的抵抗作用，避免传统单体支柱支护因偏载而出现的弯折现象。其中，由于圆柱形钢管抗拉，混凝土抗压，因此，圆柱形钢管壁较薄一侧主要是混凝土承受压应力，而圆柱形钢管壁较厚一侧可以承受较强的拉应力，以抵抗圆柱形钢管混凝土支柱因偏载而发生弯折。
所述的圆柱形钢管混凝土墩柱长度L2500mm～L4000mm，外部圆柱形钢管直径为Φ300mm，内部偏心孔直径为Φ280mm，内外偏心距为10mm，承载能力不低于4000kN。
所述的圆柱形钢管混凝土墩柱内部注入的混凝土采用型号C40的高强硅酸盐水泥。
所述的圆柱形钢管混凝土墩柱间距为1000mm～2000mm。
所述的圆柱形钢管混凝土墩柱底部安设在墩柱垫板上，圆柱形钢管混凝土墩柱平行于巷道顶板与巷道底板之间的垂线架设，墩柱垫板紧贴巷道底板，墩柱盖板紧贴巷道顶板，圆柱形钢管壁较薄一侧靠近巷旁充填体侧，而圆柱形钢管壁较厚一侧背着巷旁充填体侧。
所述的圆柱形钢管混凝土墩柱的墩柱垫板与墩柱盖板尺寸相同，其长×宽为400mm×400mm，厚度为50mm～60mm。
所述的圆柱形钢管混凝土墩柱外部的圆柱形钢管采用热轧工艺加工。
本实用新型与以往沿空留巷时巷旁支护支护方法相比，具有以下优点：
第一，该墩柱支护结构采用非对称设计，由于圆柱形钢管抗拉，混凝土抗压，因此圆柱形钢管壁较薄一侧主要是混凝土承受压应力，而圆柱形钢管壁较厚一侧可以承受较强的拉应力，以抵抗圆柱形钢管混凝土支柱因偏载而发生弯折。第二，圆柱形钢管混凝土墩柱是指在圆柱形钢管中填充混凝土而形成的支架，是圆柱形钢管和混凝土的相互作用，弥补和发挥彼此的缺点和长处，混凝土在圆柱形钢管形成的围压作用下，能够提高和改善了混凝土的强度和韧度。第三，该支护结构承载力高、经济效果好。此外，圆柱形钢管混凝土墩柱节省了反复修复费用和时间，大大降低成本。
附图说明
图1沿空留巷整体结构主视图
图2沿空留巷整体结构俯视图
图3沿空留巷的抗偏载圆柱形钢管混凝土墩柱整体结构图
图4沿空留巷的抗偏载圆柱形钢管混凝土墩柱截面图
图中：1.圆柱形钢管混凝土墩柱；2.墩柱盖板；3.墩柱垫板；4.巷旁充填体；5.预留巷道；6.煤帮；7.顶板；8.圆柱形钢管；9.混凝土。
具体实施方式
为了更好地理解本实用新型，下面结合附图来详细解释本实用新型的实施方式。
由图1-4给出，本实用新型包括圆柱形钢管8，圆柱形钢管8的内孔为偏心孔，圆柱形钢管8一侧的壁较薄，一侧较厚，较薄的一侧靠近巷旁充填体4侧，较厚的一侧背对巷旁充填体4侧，圆柱形钢管8内部注入高强度混凝土9，形成一种抗偏载圆柱形钢管混凝土墩柱结构，在圆柱形钢管8的下底面安装有墩柱垫板3，上底面安装有墩柱盖板2。这种支护结构在承受顶板7产生的偏载时，能够产生很强的抵抗作用，避免传统单体支柱支护因偏载而出现的弯折现象。其中，由于圆柱形钢管8抗拉，混凝土9抗压，因此圆柱形钢管8壁较薄一侧主要是混凝土9承受压应力，而圆柱形钢管8壁较厚一侧可以承受较强的拉应力，以抵抗圆柱形钢管混凝土墩柱柱因偏载而发生弯折。
具体步骤如下：
1.巷旁充填。在工作面回采后的采空区巷旁采用矸石、高水或膏体进行巷帮充填，在临近预留巷道5的采空区内形成旁充填体4。
2.圆柱形钢管混凝土墩柱1安设。预先将施工位置处的预留巷道5底板进行找平，按照设计的间距架设圆柱形钢管混凝土墩柱1，圆柱形钢管混凝土墩柱1平行于预留巷道顶板7与预留巷道底板之间的垂线架设，墩柱垫板3紧贴预留巷道底板，一定要注意保证圆柱形钢管8壁较薄一侧靠近巷旁充填体4侧，而圆柱形钢管8壁较厚一侧背着巷旁充填体4侧。
3.圆柱形钢管混凝土墩柱1注混凝土9。将搅拌好的高强度混凝土9通过高压泵注满架设好的圆柱形钢管8中，并在圆柱形刚管8上底面套入墩柱盖板2，使墩柱盖板2紧贴预留巷道顶板7，沿空留巷中单个抗偏载圆柱形钢管混凝土墩柱1的施工结束。
Claims (7)
1.一种用于煤矿沿空留巷的抗偏载圆柱形钢管混凝土墩柱，包括圆柱形钢管，圆柱形钢管的内孔为偏心孔，圆柱形钢管一侧的壁较薄，一侧较厚，较薄的一侧靠近巷旁充填体侧，较厚的一侧背对巷旁充填体侧，圆柱形钢管内部注入高强度混凝土，形成一种抗偏载圆柱形钢管混凝土墩柱结构，在圆柱形钢管的下底面安装有墩柱垫板，上底面安装有墩柱盖板。
2.根据权利要求1所述的一种用于煤矿沿空留巷的抗偏载圆柱形钢管混凝土墩柱，其特征在于：所述的圆柱形钢管混凝土墩柱长度L2500mm～L4000mm，外部圆柱形钢管直径为Φ300mm，内部偏心孔直径为Φ280mm，内外偏心距为10mm，承载能力不低于4000kN。
3.根据权利要求1所述的一种用于煤矿沿空留巷的抗偏载圆柱形钢管混凝土墩柱，其特征在于：所述的圆柱形钢管混凝土墩柱内部注入的混凝土采用型号C40的高强硅酸盐水泥。
4.根据权利要求1所述的一种用于煤矿沿空留巷的抗偏载圆柱形钢管混凝土墩柱，其特征在于：所述的圆柱形钢管混凝土墩柱间距为1000mm～2000mm。
5.根据权利要求1所述的一种用于煤矿沿空留巷的抗偏载圆柱形钢管混凝土墩柱，其特征在于：所述的圆柱形钢管混凝土墩柱底部安设在墩柱垫板上，圆柱形钢管混凝土墩柱平行于巷道顶板与巷道底板之间的垂线架设，墩柱垫板紧贴巷道底板，墩柱盖板紧贴巷道顶板，圆柱形钢管壁较薄一侧靠近巷旁充填体侧，而圆柱形钢管壁较厚一侧背着巷旁充填体侧。
6.根据权利要求1所述的一种用于煤矿沿空留巷的抗偏载圆柱形钢管混凝土墩柱，其特征在于：所述的圆柱形钢管混凝土墩柱的墩柱垫板与墩柱盖板尺寸相同，其长×宽为400mm×400mm，厚度为50mm～60mm。
7.根据权利要求1所述的一种用于煤矿沿空留巷的抗偏载圆柱形钢管混凝土墩柱，其特征在于：所述的圆柱形钢管混凝土墩柱外部的圆柱形钢管采用热轧工艺加工。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110284905A (zh) * | 2019-07-12 | 2019-09-27 | 河北工程大学 | 一种沿空留巷巷旁支护结构及其支护方法 |
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- 2017-12-14 CN CN201721742957.9U patent/CN207583400U/zh not_active Expired - Fee Related
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