CN208280966U - 一种装配式泵房吸水井支护系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种装配式泵房吸水井支护系统，包括：钢管混凝土构成的组合支架及浇注在组合支架上的混凝土层，所述组合支架包括吸水井支架、壁龛支架及泵房搭接支架，吸水井支架包括多个平行且水平分布的环形钢管，相邻的所述环形钢管之间通过第一标准连接件连接多个竖直分布的竖直钢管；壁龛支架包括多个竖直分布的“门”型钢管，“门”型钢管通过第二标准连接件及固定于第二标准连接件上的插接套管与吸水井支架连接；泵房搭接支架包括多个竖直分布的C型钢管，所述C型钢管的两端通过第二标准连接件与吸水井支架及壁龛支架连接，本实用新型的支护系统结构简单、施工方便，并且支护结构承载能力强、安全可靠。

Description

一种装配式泵房吸水井支护系统

技术领域

本实用新型涉及地下工程支护装置技术领域，具体涉及一种装配式泵房吸水井支护系统。

背景技术

泵房吸水井是矿井下排水及存放排水设施的地下建筑，为满足集水和排水需要，一般布置在矿井较深位置，且巷道群体布置，施工条件复杂，随着矿井采深加大，泵房吸水井支护难度和破坏程度不断增加；当前多采用钢筋混凝土浇筑，随着采深越来越大，围岩荷载不断增大，所需钢筋混凝土厚度也越来越大；吸水井及配水巷的布置使水泵房成为立体巷道最密集的区域，容易造成巷道围岩应力集中，围岩变形速率加快，使得混凝土浇筑后未固化就开始承载，钢筋混凝土初始缺陷大，后期容易破坏，造成巷道失稳，泵房系统也因此受压破坏，严重影响泵房的正常运转，危及矿井生产安全，后期返修耗资巨大。

实用新型内容

本实用新型的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种装配式泵房吸水井支护系统，能够有效保证泵房吸水井的初始强度，降低巷道返修率，延长泵房吸水井支护的服务期限。

为实现上述目的，本实用新型采用下述技术方案：

一种装配式泵房吸水井支护系统，包括：组合支架及浇注在组合支架上的混凝土层，所述组合支架包括：

吸水井支架，包括多个平行且水平分布的环形钢管，相邻的所述环形钢管之间通过第一标准连接件连接多个竖直分布的竖直钢管。

壁龛支架，包括多个竖直分布的“门”型钢管，“门”型钢管通过第二标准连接件及固定于第二标准连接件上的插接套管与吸水井支架连接。

泵房搭接支架，包括多个竖直分布的C型钢管，所述C型钢管的两端通过第二标准连接件与吸水井支架及壁龛支架连接。

进一步的，所述环型钢管、竖直钢管、“门”型钢管及C型钢管上设有注浆口，其内部通过注浆口灌注混凝土。

进一步的，所述“门”型钢管通过第二标准连接件连接有对称分布的斜支撑。

进一步的，所述第一标准连接件包括两个半圆形套筒，两个半圆形套筒固定连接，形成用于钢管穿过的圆柱型空腔。

进一步的，所述第二标准连接件包括用于钢管穿过的圆形套筒，所述圆形套筒与焊接板固定连接，所述插接套管固定于焊接板上，所述插接套管与焊接板之间设置加强板。

本实用新型还公开了一种装配式泵房吸水井支护系统的施工方法：包括以下步骤：

步骤1：预加工环形钢管、竖直钢管、“门”型钢管及C型钢管，并与第一标准连接件、第二标准连接件进行装配及焊接调试。

步骤2：开挖巷道，在井下进行组合支架的组装，首先组合环形钢管及竖直钢管，完成吸水井支架安装，然后将“门”型管安装到吸水井支架上，并安装斜支撑，完成壁龛支架的安装，最后将C型钢管两端分别安装到吸水井支架和壁龛支架上，完成泵房搭接支架的安装。

步骤3：向吸水井支架的环形钢管、竖直钢管、壁龛支架的“门”型钢管、斜支撑及泵房搭接支架的C型钢管内灌注混凝土，形成钢管混凝土组合支架，在吸水井支架、壁龛支架及泵房搭接支架的外周浇注混凝土，使其各个钢管埋入混凝土内部，形成混凝土层。

进一步的，所述步骤2中，吸水井支架的安装方法为：将多个第一标准连接固定在环形钢管上，相邻环形钢管之间的竖直钢管焊接在第一标准连接件的半圆形套筒上，环形弯管与竖直钢管逐层安装，组装成吸水井支架。

进一步的，所述步骤2中，壁龛支架的安装方法为：在吸水井支架上与壁龛支架连接处的环形钢管上安装多个第二标准连接件，所述的第二标准件的焊接板上焊接插接套管，所述插接套管与竖直钢管同心，“门”型钢管的插入插接套管中，两个斜支撑两端利用第二标准连接件与“门”型钢管固定连接，斜支撑两端与第二标准连接件的焊接板固定连接。

进一步的，所述步骤2中，泵房搭接支架的安装方法为：C型钢管的一端通过第二标准连接件与“门”型钢管连接，另一端通过第二标准连接件与环形弯管连接，C型钢管的两端焊接在第二标准连接件的焊接板上。

进一步的，所述步骤3中，C型钢管的反底拱处外周浇注混凝土层。

本实用新型的有益效果：

1.本实用新型的泵房吸水井支护系统，组合支架采用钢管混凝土，相对于传统的钢筋混凝土结构具有较高的承载能力，初始状态时，混凝土未固化就可承受较大的围岩载荷，避免了传统泵房吸水井钢筋混凝土结构初始缺陷大，后期容易破坏，造成巷道失稳，泵房系统破坏的缺陷，有效保证了支护系统的初始强度，提高了支护系统的整体稳定性，降低了巷道后期返修率，延长支护系统的使用寿命，对于深部资源的安全高效开采具有重要意义。

2.本实用新型的泵房吸水井支护系统，组合支架采用装配式结构，结构简单，施工方便，经济可靠。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的限定。

图1为本实用新型支护系统结构示意图；

图2为本实用新型组合支架结构示意图；

图3为本实用新型第一标准连接件结构示意图；

图4为本实用新型第二标准连接件结构示意图；

图5为本实用新型环形钢管与竖直钢管装配原理示意图；

图6为本实用新型斜支撑与“门”型钢管装配原理示意图；

图7为本实用新型插接套管装配示意图；

图8为本实用新型斜支撑与“门”型钢管装配示意图；

其中，1.组合支架，1-1.环形钢管，1-2.第一标准连接件，1-2-1.半圆形套筒，1-3.竖直钢管，1-4.“门”型钢管，1-4-1.竖向管段，1-4-2.横向管段，1-5. 第二标准连接件，1-5-1.圆形套筒，1-5-2.焊接板，1-6.插接套管，1-7.C型钢管，1-8.斜支撑，1-9.加强板，2.混凝土层。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

为了方便叙述，本实用新型中如果出现“上”、“下”、“左”“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用,仅仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备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实用新型的限制。

正如背景技术所介绍的，吸水井及配水巷的布置使水泵房成为立体巷道最密集的区域，容易造成巷道围岩应力集中，围岩变形速率加快，使得混凝土浇筑后未固化就开始承载，钢筋混凝土初始缺陷大，后期容易破坏，造成巷道失稳，泵房系统也因此受压破坏，针对上述问题，本申请提出了一种装配式泵房吸水井支护系统。

本申请的一种典型实施方式中，如图1-8所示，一种装配式泵房吸水井支护系统，包括：组合支架1及浇注在组合支架上的混凝土层2。

所述组合支架包括：

吸水井支架，包括多个平行且水平分布的环形钢管1-1，相邻的所述环形钢管之间通过第一标准连接件1-2连接多个竖直分布的竖直钢管1-3。

壁龛支架，壁龛支架传来的载荷直接作用于吸水井支架上，协助吸水井支架承担围岩竖向压力，包括多个竖直分布的“门”型钢管1-4，“门”型钢管通过第二标准连接件1-5及固定于第二标准连接件上的插接套管1-6与吸水井支架连接，具体的，所述“门”型钢管由一根钢管折弯而成，包括两段竖向管段1-4-1 及连接在两根竖向管段之间的横向管段1-4-2，“门”型钢管通过两根竖向管段插入插接套管中，第二标准连接件固定于吸水井支架上，实现“门”型钢管与吸水井支架的固定连接。

泵房搭接支，包括多个竖直分布的C型钢管1-7，所述C型钢管的两端通过第二标准连接件与吸水井支架及壁龛支架连接。

所述环型钢管、竖直钢管、“门”型钢管及C型钢管上设有注浆口，其内部通过注浆口灌注混凝土。

所述“门”型钢管通过第二标准连接件连接有对称分布的斜支撑1-8。斜支撑一端通过第二标准连接件与竖向管段连接，另一端通过第二标准连接件与横向管段连接，壁龛支架除承受围岩压力外，还需要承受泵房搭接架的压力，因此“门”型钢管上加装斜支撑。

所述第一标准连接件1-2包括两个半圆形套筒1-2-1，两个半圆形套筒通过螺栓固定连接，形成圆柱型空腔，钢管穿过圆柱型空腔，利用螺栓将钢管卡紧在两个半圆型套筒之间。

所述第二标准连接件1-5包括用于钢管穿过的圆形套筒1-5-1，所述圆形套筒与焊接板1-5-2通过螺栓固定连接。

所述插接套管焊接于焊接板上，所述插接套管与焊接板之间设置加强板 1-9。

本实用新型还公开了一种装配式泵房吸水井支护系统的施工方法：包括以下步骤：

步骤1：根据地质资料和端面尺寸要求，工厂预加工环形钢管、竖直钢管、“门”型钢管及C型钢管，并与第一标准连接件、第二标准连接件进行装配及焊接调试。

步骤2：开挖巷道，采用人工搬运，将钢管搬运至井下，在井下进行组合支架的组装，先组合环形钢管及竖直钢管，完成吸水井支架安装，将“门”型钢管安装到吸水井支架上，并安装斜支撑，完成壁龛支架的安装，最后将C型钢管两端分别安装到吸水井支架和壁龛支架上，完成泵房搭接支架的安装。

步骤3：通过注浆口向吸水井支架的环形钢管、竖直钢管、壁龛支架的“门”型钢管、斜支撑及泵房搭接支架的C型钢管内灌注混凝土，使各钢管成为钢管混凝土，增强其承载能力，在吸水井支架、壁龛支架及泵房搭接支架的外周浇注混凝土，使其各个钢管埋入混凝土内部，形成混凝土层。

所述步骤2中，吸水井支架的安装方法为：将多个第一标准连接固定在环形钢管上，环形钢管穿过第一标准连接件的圆周型空腔，利用螺栓将半圆形套筒卡紧在环形钢管上，将竖直钢管的一端焊接在半圆形套筒的圆周面上，然后将其另一端焊接在相邻的上方的环形钢管所连接的第一标准连接件的半圆形套筒上，采用此种方法，自下向上逐层安装环形钢管及竖直钢管，最上层的环形钢管安装第二标准连接件，最上层的环形钢管穿过圆形套筒，其下方的竖直钢管与圆形套筒的圆周面焊接，所述最上层的环形钢管还安装用于与泵房搭接支架连接的第二标准连接件，竖直钢管的间距及环形钢管的间距可根据地质条件确定。

所述步骤2中，壁龛支架的安装方法为：首先在吸水井支架最上方环形钢管所装配的第二标准连接件的焊接板上焊接插接套管，所述插接套管与相对应的竖直管同心，防止偏心载荷，“门”型钢管的竖向管段插入插接套管中，实现壁龛支架与吸水井支架的固定，两个斜支撑两端利用第二标准连接件与“门”型钢管固定连接。斜支撑的两端分别焊接在第二标准连接件的焊接板上，竖向管段和横向管段穿过第二标准连接件的圆形套筒。

所述步骤3中，泵房搭接支架的安装方法为：C型钢管的一端通过第二标准连接件与“门”型钢管连接，其连接部位于“门”型钢管的横向管上，另一端通过第二标准连接件与最上方的环形弯管连接，C型钢管的两端焊接在第二标准连接件的焊接板上。第二标准连接件的使用方法与吸水井支架及壁龛支架中第二标准连接件的使用方法相同，再次不进行详细叙述。

所述步骤3中，C型钢管的反底拱处外周浇注混凝土层，浇注混凝土层时， C型钢管位于泵房地面以下部分不会埋入混凝土层，为了增加其装配强度，在C 型钢管的反底拱处外周浇注混凝土层，可以通过在反底拱处挖凹槽，然后浇注混凝土来实现，C型钢管位于泵房地面以下部分的其他管段周围不浇注混凝土，节省材料，降低成本。

本实用新型的支护系统，组合支架采用钢管混凝土，相对于传统的钢筋混凝土结构具有较高的承载能力，初始状态时，混凝土未固化就可由钢管承受较大的围岩载荷，避免了传统泵房吸水井钢筋混凝土结构初始缺陷大，后期容易破坏，造成巷道失稳，泵房系统破坏的缺陷，有效保证了支护系统的初始强度，提高了支护系统的整体稳定性，降低了巷道后期返修率，延长支护系统的使用寿命，对于深部资源的安全高效开采具有重要意义。组合支架采用装配式结构，结构简单，施工方便。

本实用新型中未详细叙述部分采用本领域的现有技术，再次不进行详细叙述。

上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。

Claims (5)

1.一种装配式泵房吸水井支护系统，其特征在于，包括：组合支架及浇注在组合支架上的混凝土层，所述组合支架包括：

吸水井支架，包括多个平行且水平分布的环形钢管，相邻的所述环形钢管之间通过第一标准连接件连接多个竖直分布的竖直钢管；

壁龛支架，包括多个竖直分布的“门”型钢管，“门”型钢管通过第二标准连接件及固定于第二标准连接件上的插接套管与吸水井支架连接；

泵房搭接支架，包括多个竖直分布的C型钢管，所述C型钢管的两端通过第二标准连接件与吸水井支架及壁龛支架连接。

2.如权利要求1所述的一种装配式泵房吸水井支护系统，其特征在于，所述环型钢管、竖直钢管、“门”型钢管及C型钢管上设有注浆口，其内部通过注浆口灌注混凝土。

3.如权利要求1所述的一种装配式泵房吸水井支护系统，其特征在于，所述“门”型钢管通过第二标准连接件连接有对称分布的斜支撑。

4.如权利要求1所述的一种装配式泵房吸水井支护系统，其特征在于，所述第一标准连接件包括两个半圆形套筒，两个半圆形套筒固定连接，形成用于钢管穿过的圆柱型空腔。

5.如权利要求1所述的一种装配式泵房吸水井支护系统，其特征在于，所述第二标准连接件包括用于钢管穿过的圆形套筒，所述圆形套筒与焊接板固定连接，所述插接套管固定于焊接板上，所述插接套管与焊接板之间设置加强板。