CN211549726U - 一种三心拱钢拱架联合支护系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种三心拱钢拱架联合支护系统，由若干个三心拱钢拱架单元依次连接组成；相邻两个钢拱架单元之间间距为500～800mm；相邻两个钢拱架单元通过水平的槽钢固接。三心拱钢拱架单元包括拱形顶架；顶架两端均竖直固接有侧架；顶架均匀开设有若干个锚孔；锚孔通过超前锚杆与待支护壁体紧固连接；侧架通过锁角锚杆与待支护壁体紧固连接；侧架底面固接有底衬板。具有安装速度快、对巷道断面变化适应性好的特点。

Description

一种三心拱钢拱架联合支护系统

技术领域

本实用新型属于土木工程技术领域，具体涉及一种三心拱钢拱架联合支护系统。

背景技术

库鲁—捷盖列克矿床位于散达达石山脉的东南坡上，处于恰克马克苏、库鲁、捷盖列克等溪流的分水岭，巷道施工区域内出露的地层为下石炭系多内昔组和维宪组灰岩在井巷施工项目中，受土质影响，容易冒顶，所以入场的首要任务之一就是对巷道的支护。该项目地质构造复杂，除在穿过石灰岩地段基本不需要支护外，在其他地段的工程几乎全部都要间隔或紧密支护。同时裂隙水丰富，造成掘进工作面岩石破碎，裂隙水发达，丰水期总涌水量达到1200立方/每小时(实测)，复杂的工作环境掘进工作带来很大的挑战，计划支护率为50％，实际支护率已经达到99％。

在石炭系多内昔组和维宪组灰岩巷道支护施工中，原有的此类岩层巷道支护，主要以传统单一钢拱架支护、混凝土支护、喷砼支护等方式，或几种方式结合使用的方式进行，同时复杂的工作环境对掘进工作带来现有支护方法结构强度不足、安全管理难度大、支护区域有限，施工速度较慢等问题。因此选取一种安全稳定且施工速度较快的支护系统是在施工过程中需要解决的技术难题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种三心拱钢拱架联合支护系统，具有安装速度快、对巷道断面变化适应性好的特点。

本实用新型所采用的技术方案是，一种三心拱钢拱架联合支护系统，由若干个三心拱钢拱架单元依次连接组成；相邻两个钢拱架单元之间间距为500～800mm；相邻两个钢拱架单元通过水平的槽钢固接。

本实用新型的特点还在于：

三心拱钢拱架单元包括拱形顶架；顶架两端均竖直固接有侧架；顶架均匀开设有若干个锚孔；锚孔通过超前锚杆与待支护壁体紧固连接；侧架通过锁角锚杆与待支护壁体紧固连接；侧架底面固接有底衬板。

顶架与侧架的具体连接方式为，包括满焊于顶架端部底面的上衬板；侧架顶面满焊有下衬板；上衬板及下衬板的四个边角处均开设有螺栓孔，上衬板及下衬板通过高强度螺栓紧固连接。

底衬板与侧架的具体连接方式为，底衬板满焊于侧架底面。

顶架采用工字钢冷弯成型。

侧架采用工字钢。

本实用新型的有益效果是：

(1)三心拱钢拱架联合支护系统可在工厂内制作成型，是响应矿山节能的发展趋势；具有施工现场快速安装，在最短的时间内形成支撑系统，达到安全支护的特点。三心拱钢拱架联合支护系统的整体刚度较大，可以提供较大的早期支护强度；可以很好地与其他支护结构相结合，构成联合支护，增强巷道支护的有效性，且受力条件较好。三心拱钢拱架联合支护系统采用现场加工制作，可模块化制作及安装，施工速度快、安装架设方便；对巷道断面变化适应性好，支撑强度高；

(2)通过在巷道采用三心拱钢拱架联合支护系统的方式，提高作业人员安全系数，组合单元采用现场机械加工，模块化安装，提高了施工进度。

附图说明

图1是本实用新型三心拱钢拱架联合支护系统的结构示意图；

图2是本实用新型三心拱钢拱架联合支护系统中三心拱钢拱架单元的主视图；

图3是本实用新型三心拱钢拱架联合支护系统的侧视图。

图中，1.顶架，2.侧架，3.锚孔，4.上衬板，5.下衬板，6.高强度螺栓，7.锁角锚杆，8.底衬板，9.超前锚杆。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。

如图1，本实用新型一种三心拱钢拱架联合支护系统，由若干个三心拱钢拱架单元依次连接组成；相邻两个钢拱架单元之间间距为500～800mm；相邻两个钢拱架单元通过水平的槽钢固接。

如图2、图3所示，三心拱钢拱架单元包括拱形顶架1；顶架1两端均竖直固接有侧架2；顶架1均匀开设有若干个锚孔3；锚孔3通过超前锚杆9与待支护壁体紧固连接；侧架2通过锁角锚杆7与待支护壁体紧固连接；侧架2底面固接有底衬板8。

顶架1与侧架2的具体连接方式为，包括满焊于顶架1端部底面的上衬板4；侧架2顶面满焊有下衬板5；上衬板4及下衬板5的四个边角处均开设有螺栓孔，上衬板4及下衬板5通过高强度螺栓6紧固连接。

底衬板8与侧架2的具体连接方式为，底衬板8满焊于侧架2底面。

顶架1采用工字钢冷弯成型。

侧架2采用工字钢。

本实用新型一种三心拱钢拱架联合支护系统的工作过程(原理)为：巷道内设置三心拱钢拱架联合支护单元，单元顶部由冷弯三心拱工字钢1，钢拱架三心拱选用20#工字钢采用机械冷弯加工制成；冷弯三心拱工字钢1与连接衬板上衬板4满焊连接，焊接前在连接衬板上衬板4上四角开螺栓孔。三心拱钢拱架立柱采用工字钢2与连接衬板下衬板5满焊连接，焊接前在连接衬板下衬板5上四角开螺栓孔，冷弯三心拱工字钢1与三心拱钢拱架立柱采用工字钢2通过连接衬板上衬板四角位置螺栓孔穿高强螺栓6连接。形成三心拱钢拱架主体，起到支撑三心拱顶板岩石的作用。冷弯三心拱工字钢1拱部内布设锚孔3，锚孔直径为50毫米，锚孔数量15-25个(根据岩石破碎程度选择锚孔数量，特别破碎选择最大数量锚孔25个)锚孔间距一般为195-316毫米。布置超前锚杆9，超前锚杆9采用长度为4米厚壁为40毫米的无缝钢管，掘进时用2.5米钎杆凿岩，炮效为2.1米左右，一头支撑在三心拱钢拱架单元上，另一头支撑掌子头的岩石里，形成超前管棚支护，支撑顶板岩石，防止冒顶，如果地压过大超前锚杆9里必须加圆钢，加大支撑力。在三心拱钢拱架单元立柱工字钢2和冷弯三心拱工字钢1连结处下200毫米打两根锁脚固定锚杆10作为锁角固定柱腿，距柱腿底600毫米处打两根锁脚固定锚杆10锁住立柱工字钢2。一个三心拱钢拱架单元要施工8根固定锚杆10固定三心拱钢拱架系统。对三心拱钢拱架立柱工字钢2脚部加底部固定衬板8，起到支撑作用；三心拱钢拱架系统各单元之间采用100毫米的槽钢作为三心拱钢拱架单元间的连结。拱顶连结为三根，每边柱腿用两根柱腿连结。其间距根据岩石情况和地压大小调整，岩石情况不好时，地压大，间距为500毫米；岩石情况较好时，地压小，间距为800毫米。最后喷射混凝土支护，作为封闭和支撑的联合支护。

本实用新型一种三心拱钢拱架联合支护系统的优点为：通过在石炭系多内昔组和维宪组灰岩巷道支护施工中采用三心拱钢拱架系统，组合单元采用现场机械加工，模块化安装，提高了施工进度。采用多单元组合系统具有了更强的稳定性，支撑强度高，能对石炭系多内昔组和维宪组灰岩地质条件下的巷道形成稳固的支撑结构。最终解决了对该复杂的工作环境对掘进工作带来现有支护方法结构强度不足、安全管理难度大、支护区域有限，施工速度较慢等问题。

Claims (6)

1.一种三心拱钢拱架联合支护系统，其特征在于：由若干个三心拱钢拱架单元依次连接组成；相邻两个钢拱架单元之间间距为500～800mm；相邻两个钢拱架单元通过水平的槽钢固接。

2.如权利要求1所述的三心拱钢拱架联合支护系统，其特征在于：所述三心拱钢拱架单元包括拱形顶架(1)；顶架(1)两端均竖直固接有侧架(2)；顶架(1)均匀开设有若干个锚孔(3)；锚孔(3)通过超前锚杆(9)与待支护壁体紧固连接；侧架(2)通过锁角锚杆(7)与待支护壁体紧固连接；侧架(2)底面固接有底衬板(8)。

3.如权利要求2所述的三心拱钢拱架联合支护系统，其特征在于：所述顶架(1)与侧架(2)的具体连接方式为，包括满焊于顶架(1)端部底面的上衬板(4)；侧架(2)顶面满焊有下衬板(5)；上衬板(4)及下衬板(5)的四个边角处均开设有螺栓孔，上衬板(4)及下衬板(5)通过高强度螺栓(6)紧固连接。

4.如权利要求2所述的三心拱钢拱架联合支护系统，其特征在于：所述底衬板(8)与侧架(2)的具体连接方式为，底衬板(8)满焊于侧架(2)底面。

5.如权利要求2所述的三心拱钢拱架联合支护系统，其特征在于：所述顶架(1)采用工字钢冷弯成型。

6.如权利要求2所述的三心拱钢拱架联合支护系统，其特征在于：所述侧架(2)采用工字钢。

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