CN211851855U - 一种通过泥质破碎带的巷道支护结构 - Google Patents
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Abstract
一种通过泥质破碎带的巷道支护结构，属于地下矿山巷道设施技术领域，用于在泥质破碎带对巷道进行支护。其技术方案是：扩刷断面为设定在巷道设计断面外周的破碎断层，长管棚由多根平行的长钢管组成，多个长钢管沿着巷道的长度方向打入在巷道上方的扩刷断面内，长管棚的长度超过破碎断层的长度，长钢管上均布有多个注浆小孔，钢拱架位于长管棚的下方，多个钢拱架沿着巷道长度方向平行放置，钢拱架的上端与长管棚的下方的扩刷断面顶面顶紧连接，多个钢拱架之间由钢筋焊接连接，钢拱架内侧浇筑钢筋混凝土支护。本实用新型可增加松散围岩的整体稳定性，保证破碎段掘进安全，提高了支护质量，对后期工程的施工及设备的使用不会造成任何影响。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种通过泥质破碎带的巷道支护结构，属于地下矿山巷道设施技术领域。
背景技术
在地下矿山基建和生产过程中，井下工程总会穿越一些断层，这些断层大多较为破碎、泥化，并伴随着涌水。断层的存在，对矿山的正常施工存在着严重的安全隐患，直接影响着井下人员和设备的安全，对断层采取合理有效的治理方式尤为重要。一般情况下，对断层的治理一般是根据巷道围岩破碎及出水情况，采取短掘短支或完全通过后整体支护，保证工程安全。目前，长管棚超前支护在断层施工中较为普遍，地质情况复杂的情况下也会进行钢拱架或混凝土支护，进一步增加围岩的稳定性。但是，不论是长管棚超前支护还是钢拱架或混凝土浇筑支护，巷道断层处涌水的存在是一个极大的风险隐患，伴随着时间的推移，断层破碎处的泥质充填物也会随涌水流出，使围岩外部产生空洞，围岩受压增加，极容易对巷道产生二次更严重的破坏，掘进通过后的注浆施工不仅安全风险大，注浆效果也不理想。同时，钢拱架或混凝土支护的施工方式，不仅在一定程度上缩小巷道断面，而且也会影响后期工程的施工，对矿山生产期井下设备的使用也会造成影响，形成安全隐患，影响工作效率。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种通过泥质破碎带的巷道支护结构，这种巷道支护结构可以在增加工程安全性的同时，保证治水效果，增加巷道的支护强度，提高巷道的正常使用性，同时便于组织生产并操作方便。
解决上述技术问题的技术方案是：
一种通过泥质破碎带的巷道支护结构，它包括扩刷断面、长管棚、钢拱架、钢筋混凝土支护，扩刷断面为设定在巷道设计断面外周的破碎断层，长管棚由多根平行的长钢管组成，多个长钢管沿着巷道的长度方向打入在巷道上方的扩刷断面内，长管棚的长度超过破碎断层的长度，长钢管上均布有多个注浆小孔，钢拱架位于长管棚的下方，钢拱架由两个平行的支腿和半圆拱组成，半圆拱的两端与两个支腿的上端相连接，钢拱架平面与巷道长度方向垂直，多个钢拱架沿着巷道长度方向平行放置，钢拱架的上端与长管棚的下方的扩刷断面顶面顶紧连接，多个钢拱架之间由钢筋焊接连接，钢拱架内侧浇筑钢筋混凝土支护。
上述通过泥质破碎带的巷道支护结构，所述前后相邻的钢拱架之间的距离为800mm~1000mm，钢拱架的两个支腿的长度长于巷道高度，两个支腿下端埋于巷道底板以下。
上述通过泥质破碎带的巷道支护结构，所述钢拱架的两侧支腿与半圆拱的连接处分别安装卡箍。
上述通过泥质破碎带的巷道支护结构，它还有注浆加固孔，注浆加固孔沿着巷道水平方向均布，注浆加固孔的下端超过巷道底板的下底面，注浆加固孔与垂直方向倾斜1°-5°。
本实用新型的有益效果是：
本实用新型将巷道设计断面的外周设定为扩刷断面，多个长钢管平行打入巷道上方的扩刷断面内，长钢管上均布的注浆孔向扩刷断面的破碎断层中注浆，形成长管棚预注浆支护，对破碎断层进行挖掘前的加固；在加固后的扩刷断面进行巷道掘进，掘进过程中架设钢拱架，钢拱架架设后在钢拱架内侧浇筑钢筋混凝土支护，完成巷道支护。
本实用新型使用长管棚超前支护，可增加松散围岩的整体稳定性，保证破碎段掘进安全，在长管棚超前支护的同时进行了注浆施工，保证了注浆安全，减少了后期单独堵水注浆工期。本实用新型采用钢拱架支护与钢筋混凝土支护相结合，提高了支护质量。本实用新型的长管棚支护和钢拱架支护在扩刷断面中进行，不改变原有设计断面的大小，对后期工程的施工及设备的使用不会造成任何影响。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图；
图2是长钢管的结构示意图。
图中标记如下：设计断面1、扩刷断面2、长管棚3、钢拱架4、卡箍5、钢筋混凝土支护6、注浆加固孔7、注浆小孔8。
具体实施方式
本实用新型由扩刷断面2、长管棚3、钢拱架4、卡箍5、钢筋混凝土支护6、注浆加固孔7组成。
图1显示，设计断面1巷道建设完成后的巷道断面，在施工中要保证支护在设计断面1的外周，以保证巷道的工作空间。本实用新型的设计断面1处于破碎断层中，因此设计断面1的外周均为破碎断层，支护需要建在这样的破碎断层中，为了保证巷道和支护的建造质量，需要对设计断面1外周的破碎断层进行加固，加固范围的破碎断层设定为扩刷断面2。
扩刷断面2在提前于破碎断层2m处进行，以便方便长管棚3及后期掘进施工，保证长管棚3的钻孔角度和扩刷断面2的轮廓，扩刷断面2的大小要根据钢拱架4的型号及钢筋混凝土支护6的厚度来定。
图1、2显示，长管棚3由多根平行的长钢管组成，多个长钢管沿着巷道的长度方向打入在巷道上方的扩刷断面2内，长管棚3的长度超过破碎断层的长度，长钢管上均布有多个注浆小孔8。长钢管打入扩刷断面2后，从注浆小孔8向扩刷断面2内注浆，使扩刷断面2内的破碎岩石加固。
图1显示，钢拱架4位于长管棚的下方，钢拱架4由两个平行的支腿和半圆拱组成，半圆拱的两端与两个支腿的上端相连接，钢拱架4平面与巷道长度方向垂直，钢拱架4的上端与长管棚3的下方的扩刷断面2顶面顶紧连接，
图1显示，多个钢拱架4沿着巷道长度方向平行放置，多个钢拱架4之间由钢筋焊接连接，前后相邻的钢拱架4之间的距离为800mm~1000mm，钢拱架4的两个支腿的长度长于巷道高度，两个支腿下端埋于巷道底板以下。
图1显示，钢拱架4内侧浇筑钢筋混凝土支护6，钢拱架4安装完成后，浇筑钢筋混凝土支护6。
图1显示，钢拱架4的两侧支腿与半圆拱的连接处分别安装卡箍5，卡箍5具有一定的伸缩性，在方便支护的同时，后期巷道顶板来压时也可有利于对巷道的保护作用，增加拱架整体的支护强度。
图1显示，注浆加固孔7沿着巷道水平方向均布，注浆加固孔7的下端超过巷道底板的下底面，注浆加固孔7与垂直方向倾斜1-5°。注浆加固孔7的注浆范围要超出巷道底板，起到加固底板作用。
本实用新型的一个实施例的施工过程如下：
巷道原设计断面12.89m2，由于围岩泥质破碎并伴有涌水，掘进前将临近破碎段完整段巷道2m范围内断面扩刷至22.54m2。长管棚的超前支护、加固注浆及后期钢拱架混凝土支护，都是在扩刷断面内完成，在保证支护质量的同时，不对原设计断面进行改变，对后期工程的施工及设备的使用不造成影响。
首先，进行注浆加固孔7施工。注浆加固孔7施工优先于长管棚3及巷道掘进施工，以防长管棚3注浆过程中浆液对底板加压发生鼓底。注浆加固孔7位于巷道底板上200mm位置，注浆加固孔7均匀布置，钻孔角度斜向下1.5°，注浆加固长度超出巷道顺向方向2m，保证注浆范围超出巷道底板及破碎长度，起到加固底板作用。
然后，进行长管棚3的施工。长管棚3施工采用Φ108mm开孔钻头，长钢管的长度以超过破碎断层为准。长钢管的前部均布注浆小孔7，注浆小孔7的直径为Φ10mm，注浆小孔7之间的间距200mm，注浆范围贯穿整个破碎岩层。钻孔后，将Φ90mm的长钢管下至孔内，然后通过长钢管对破碎围岩段进行注浆堵水加固，如此反复，直至施工完长管棚3。对未掘巷道进行长管棚3预注浆，既能提高注浆效率30%以上，增加注浆压力，保证注浆效果，又能避免后期再次打钻注浆环节，可以节省工期20天。
在所有的长管棚3的长钢管下放及注浆完成后开始破碎断层的掘进，采取“多打眼、少装药、短进尺”的短掘短支的施工方式，每隔一定距离架设一个钢拱架4，进行初喷临时支护，如此循环，待完全通过破碎断层后，则进行永久混凝土浇筑。
每掘进800mm~1000mm，架设钢拱架4一个，钢拱架4采用U29型钢，相邻的钢拱架4的间距800mm，钢拱架4之间用钢筋进行横向连接。钢拱架4的左右支腿长于巷道高度200mm，埋于巷道底板以下，起到稳固拱架的作用，加大钢拱架4对破碎岩体的支撑力。
最后，在完全通过泥质断层及钢拱架4的架设后，利用设计断面1的尺寸进行模板的架设，进行整体钢筋混凝土支护6的浇筑施工，增加破碎断层的整体支护强度，保证支护效果。
Claims (4)
1.一种通过泥质破碎带的巷道支护结构，其特征在于：它包括扩刷断面（2）、长管棚（3）、钢拱架（4）、钢筋混凝土支护（6），扩刷断面（2）为设定在巷道设计断面（1）外周的破碎断层，长管棚（3）由多根平行的长钢管组成，多个长钢管沿着巷道的长度方向打入在巷道上方的扩刷断面（2）内，长管棚（3）的长度超过破碎断层的长度，长钢管上均布有多个注浆小孔（8），钢拱架（4）位于长管棚（3）的下方，钢拱架（4）由两个平行的支腿和半圆拱组成，半圆拱的两端与两个支腿的上端相连接，钢拱架平面与巷道长度方向垂直，多个钢拱架（4）沿着巷道长度方向平行放置，钢拱架（4）的上端与长管棚（3）的下方的扩刷断面（2）顶面顶紧连接，多个钢拱架（4）之间由钢筋焊接连接，钢拱架（4）内侧浇筑钢筋混凝土支护（6）。
2.根据权利要求1所述的通过泥质破碎带的巷道支护结构，其特征在于：前后相邻的钢拱架（4）之间的距离为800mm~1000mm，钢拱架（4）的两个支腿的长度长于巷道高度，两个支腿下端埋于巷道底板以下。
3.根据权利要求1所述的通过泥质破碎带的巷道支护结构，其特征在于：所述钢拱架（4）的两侧支腿与半圆拱的连接处分别安装卡箍（5）。
4.根据权利要求1所述的通过泥质破碎带的巷道支护结构，其特征在于：它还有注浆加固孔（7），注浆加固孔（7）沿着巷道水平方向均布，注浆加固孔（7）的下端超过巷道底板的下底面，注浆加固孔（7）与垂直方向倾斜1-5°。
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| CN202020107782.XU CN211851855U (zh) | 2020-01-17 | 2020-01-17 | 一种通过泥质破碎带的巷道支护结构 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112502730A (zh) * | 2020-11-10 | 2021-03-16 | 西北矿冶研究院 | 一种预防井下岩石破碎段巷道塌方的钢拱架及其支护方法 |
| CN115030746A (zh) * | 2022-06-17 | 2022-09-09 | 山东黄金矿业科技有限公司深井开采实验室分公司 | 一种金属矿山掘进注浆支护方法 |
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- 2020-01-17 CN CN202020107782.XU patent/CN211851855U/zh active Active
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