CN214145509U - 一种深井软岩巷道支护结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种深井软岩巷道支护结构，包括多个预制板环，所述预制板环为由多个弧形的预制板拼接构成的环状结构，相邻预制板环拼接连接，相邻预制板环的拼接位置内侧面设置有安装槽，所述安装槽内设有钢管混凝土支架，所述预制板设有用于将预制板与围岩锚固的锚固件，本实用新型的支护结构承载能力好。

Description

一种深井软岩巷道支护结构

技术领域

本实用新型涉及深井软岩巷道技术领域，具体涉及一种深井软岩巷道支护结构。

背景技术

这里的陈述仅提供与本发明相关的背景技术，而不必然地构成现有技术。

目前，深井软岩巷道主要支护技术有：锚网喷支护系列技术、型钢支架支护系列技术、钢筋混凝土结构支护系列技术和钢管混凝土支架支护技术等。

发明人发现，随着巷道埋深的增加，单纯的锚杆锚索等常规支护手段已经不能满足巷道稳定性的需求，锚网喷和支架形成的复合支护结构体在强大的巷道围岩压力作用下，巷道需要不断返修，软岩巷道变形严重甚至破坏。

钢管混凝土支架尽管具有高强的承载能力，在工程实践当中也取得了不错的支护效果，但是其较高的成本一直制约着它的推广应用。

U型钢支架参与的联合支护，是解决高压力软碎围岩巷道支护难题的重要途径之一。U型钢支架成本低廉且具有较大的承载能力。但发明人发现，在工程实践当中由于巷道围岩表面凹凸不平，支架受力条件复杂，极易形成应力集中或者偏载作用。U型钢支架在巷道围岩压力作用下经常会发生平面内的折弯和错断，或者平面外的翻转扭曲，其中不乏由于结构失稳、纵向受力、偏载侧倾造成的低阻折损，使得U型钢支架的承载力不能完全发挥。支架一旦发生上述情况的破坏，几乎丧失全部承载力，后期不断的返修不仅造成资金的浪费，而且时间成本高昂。

综上所述，深井软岩巷道支护技术中主要存在支护结构承载力低，成本高，巷道需要不断返修的问题。

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，提供一种深井软岩巷道支护结构，保证了支护结构的强度，缓解了应力集中、偏载等不利条件造成的结构损坏，降低了巷道返修率。

为了实现上述目的，本实用新型通过如下技术方案来实现：

第一方面，本实用新型的实施例提供了一种深井软岩巷道支护结构，包括多个预制板环，所述预制板环为由多个弧形的预制板拼接构成的环状结构，相邻预制板环拼接连接，相邻预制板环的拼接位置内侧面设置有安装槽，所述安装槽内设有钢管混凝土支架，所述预制板设有用于将预制板与围岩锚固的锚固件。

进一步的，所述钢管混凝土支架为由多个钢管拼接构成的环形结构，相邻钢管通过套管拼接固定。

进一步的，至少一个钢管上设置有注浆孔。

进一步的，所述注浆孔设置在位于最底部的钢管上。

进一步的，相邻所述预制板环的拼接位置内侧面设置有与套管相匹配的套管槽。

进一步的，相邻预制板环中，其中一个预制板环用于拼接的端面设置有第一凸起，另一个预制板环用于拼接的端面设置有第一凹槽，相邻预制板环通过第一凸起和第一凹槽拼接。

进一步的，同一个预制板环的相邻两个预制板中，其中一个预制板用于拼接的端面设置有第二凸起，另一个预制板用于拼接的端面设置有第二凹槽，相邻预制板通过第二凸起和第二凹槽拼接。

进一步的，所述预制板环的内侧面沿纵向的两端均设有弧形槽，相邻两个预制板环的弧形槽构成安装槽。

进一步的，所述预制板上设置有多个用于安装锚固件的锚孔。

进一步的，所述锚固件采用锚杆或锚索。

上述本实用新型的实施例的有益效果如下：

1.本实用新型的支护结构，在钢管混凝土支架与围岩之间设置有预制板环，其作为围岩与钢管混凝土支架之间的过渡构件，可以将巷道围岩施加给钢管混凝土支架复杂的受力条件转化为预制板施加给钢管混凝土支架的均布荷载，改善了钢管混凝土支架的受力条件，避免了应力集中、偏载等不利条件的发生，充分发挥支架承载能力，降低了巷道的返修率。

2.本实用新型的支护结构，由多个预制板环拼接构成，预制板环由多个预制板拼接构成，使得支护结构各部件模块化，井下拼装即可，提高施工速度的同时也降低了人工成本。

3.本实用新型的支护结构，预制板能够在地面预制，能够保证预制板具有较高的强度，使得井下拼装成型的支护结构体可以给围岩提供强大的支护力。

4.本实用新型的支护结构，锚固件直接锚固在预制板上，使得锚固件对围岩的锚固作用由点变成面，从而大幅提高了对围岩的锚固效果，保证了支护强度，提高了支护的承载能力。

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是本实用新型实施例1整体结构示意图；

图2是本实用新型实施例1单个预制板环结构示意图；

图3是本实用新型实施例1未设置套管槽的预制板结构示意图一；

图4是本实用新型实施例1未设置套管槽的预制板结构示意图二；

图5是本实用新型实施例1设置套管槽的预制板结构示意图一；

图6是本实用新型实施例1设置套管槽的预制板结构示意图二；

图7是本实用新型实施例1预制板拼接为预制板环示意图；

图8是本实用新型实施例1钢管混凝土支架结构示意图；

图9是本实用新型实施例1施工流程图；

其中，1.预制板环，2.钢管混凝土支架，3.锚固件；

1-1.预制板，2-1.钢管，2-2.套管，2-3.注浆孔；

1-1-1.第一凸起，1-1-2.第一凹槽，1-1-3.第二凸起，1-1-4.第二凹槽，1-1-5.弧形槽，1-1-6.套管槽，1-1-7.锚孔。

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。

正如背景技术所介绍的，深井软岩巷道支护技术中存在着支护结构承载力低，成本高，巷道需要不断返修的问题，针对上述问题，本申请提出了一种深井软岩巷道支护结构。

本申请的一种典型实施方式实施例1中，如图1所示，一种深井软岩巷道支护结构，包括多个沿深井巷道纵向设置的预制板环1，相邻预制板环拼接连接，预制板环的外侧面用于贴合深井巷道的围岩，对围岩进行支护，相邻预制板环拼接位置处的内侧面设置有安装槽，所述安装槽内设置有钢管混凝土支架2，钢管混凝土支架同预制板环共同作用，对深井巷道围岩进行支护。

在钢管混凝土支架与围岩之间设置有预制板环，其作为围岩与钢管混凝土支架之间的过渡构件，可以将巷道围岩施加给钢管混凝土支架复杂的受力条件转化为预制板施加给钢管混凝土支架的均布荷载，改善了钢管混凝土支架的受力条件，避免了应力集中、偏载等不利条件的发生，充分发挥支架承载能力，降低了巷道的返修率。

如图2所示，所述预制板环为多块弧形的预制板1-1拼接构成的环状结构，所述预制板为预先在地面预制的钢筋混凝土板，能够保证其具有较高的强度，使得井下的支护结构体可以给围岩提供强大的支护力。本实施例中，一个预制板环由六块预制板拼接构成，可以理解的是，所述预制板环也可采用其他数量的预制板拼接构成，本领域技术人员可根据实际需要进行设置。

如图3-7所示，沿纵向拼接的相邻两个预制板中，其中一个预制板用于沿纵向拼接的端面设置有两个第一凸起1-1-1，另一个预制板用于沿纵向拼接的端面设置有两个与第一凸起相匹配的第一凹槽1-1-2，第一凸起能够插入第一凹槽中，本实施例中，所述第一凸起采用圆柱体结构，所述第一凹槽采用圆形槽，沿纵向相邻的两个预制板通过第一凸起和第一凹槽拼接连接，进而实现了沿巷道纵向的相邻两个预制板环的拼接。

本实施例中，所述第一凸起也可采用长方体或其他形状，本领域技术人员可根据实际需要进行设置。第一凸起和第一凹槽的数量也可根据预制板大小进行设置。

同一个预制板环中，沿环向的相邻两个预制板中，其中一个预制板的用于拼接的端面设置有一个第二凸起1-1-3，另一个预制板的用于拼接的端面设置有第二凹槽1-1-4，第二凸起能够插入第二凹槽中，实现相邻两个预制板沿环向的拼接连接。

本实施例中，所述第二凸起也可采用长方体或其他形状，本领域技术人员可根据实际需要进行设置。第二凸起和第二凹槽的数量也可根据预制板大小进行设置。

第一凸起、第一凹槽、第二凸起和第二凹槽在预制板安装过程中起到定位的作用，使预制板轴向和环向的连接更精准，同时可以防止预制板之间发生错动。

本实施例中，相邻两个预制板环可采用通缝拼接或错缝拼接。

如图8所示，所述钢管混凝土支架包括三个钢管2-1，相邻钢管通过套管2-2连接，三个钢管和套管构成环形结构，其中至少一个管道设置有注浆孔，本实施例中，位于最底部的钢管设置注浆孔2-3，能够通过注浆孔向钢管内注入混凝土。

可以理解的是，所述钢管的数量不限于三段，可以根据巷道直径大小进行设置。

本实施例的预制板环，井下拼装即可，提高施工速度的同时也降低了人工成本。

所述预制板内侧面沿纵向的两端开设有弧形槽1-1-5，所述弧形槽截面为1/4圆截面，多个预制板沿环向拼接后，构成一个截面为1/4圆的环形槽，相邻两个预制板环拼接后，两个环形槽构成安装槽，所述钢管混凝土支架的外侧面贴合安装槽的槽面，

由于套管直径比钢管直径大，为了更好的嵌固钢管混凝土支架，其中部分预制板沿纵向的两端设置有套管槽1-1-6，所述套管槽与安装槽连通，用于设置钢管混凝土支架的套管。

所述套管槽的位置根据套管的位置进行设置，在此不进行详细说明。

所述预制板上还设置有两个锚孔1-1-7，预制板通过锚孔固定有锚固件，本实施例中，所述锚固件3采用锚杆或锚索，所述锚杆或锚索穿过锚孔，并插入围岩中，将预制板与围岩进行锚固，锚杆或锚索直接锚固在预制板上，使得锚杆或锚索对围岩的锚固作用由点变成面，从而大幅提高了对围岩的锚固效果，保证了支护强度，提高了支护的承载能力，同时便于后续预制板的安装。

所述锚孔的数量可根据预制板轴向宽度及环向长度确定，并不限于每块预制板预留两个锚孔。

本实施例中，所述预制板环和钢管混凝土支架可采用浅底拱圆形、扁椭圆形、立椭圆形、直墙半圆拱形等环形结构，本领域技术人员可根据实际需要进行设置。

如图9所示，本实施例支护结构的施工方法为：

步骤1：首先安装最底部的预制板，并利用锚固件与围岩进行锚固；

步骤2：将最底部预制板沿环向两侧的预制板与其进行拼接固定，并利用锚固件进行锚固；

步骤3：将最顶部预制板两侧的预制板与其下方的预制板进行拼接固定，并利用锚固件进行锚固；

步骤4：安装最顶部的预制板，并利用锚固件锚固，此时完成第一个预制板环的施工；

步骤5：安装相邻第二个预制板环中最底部的预制板，与安装好的预制板环中最底部的预制板拼接固定；

步骤6：安装预先装配好的钢管混凝土支架，使得钢管混凝土支架与弧形槽的槽面贴合，通过注浆孔向钢管混凝土支架的钢管中注入混凝土；

步骤7：按照由下到上的顺序拼接好第二个预制板环的施工；

采用相同的方法，沿巷道纵向完成多个预制板环及钢管混凝土支架的施工。

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 (10)

1.一种深井软岩巷道支护结构，其特征在于，包括多个预制板环，所述预制板环为由多个弧形的预制板拼接构成的环状结构，相邻预制板环拼接连接，相邻预制板环的拼接位置内侧面设置有安装槽，所述安装槽内设有钢管混凝土支架，所述预制板设有用于将预制板与围岩锚固的锚固件。

2.如权利要求1所述的深井软岩巷道支护结构，其特征在于，所述钢管混凝土支架为由多个钢管拼接构成的环形结构，相邻钢管通过套管拼接固定。

3.如权利要求2所述的深井软岩巷道支护结构，其特征在于，至少一个钢管上设置有注浆孔。

4.如权利要求3所述的深井软岩巷道支护结构，其特征在于，所述注浆孔设置在位于最底部的钢管上。

5.如权利要求2所述的深井软岩巷道支护结构，其特征在于，相邻所述预制板环的拼接位置内侧面设置有与套管相匹配的套管槽。

6.如权利要求1所述的深井软岩巷道支护结构，其特征在于，相邻预制板环中，其中一个预制板环用于拼接的端面设置有第一凸起，另一个预制板环用于拼接的端面设置有第一凹槽，相邻预制板环通过第一凸起和第一凹槽拼接。

7.如权利要求1所述的深井软岩巷道支护结构，其特征在于，同一个预制板环的相邻两个预制板中，其中一个预制板用于拼接的端面设置有第二凸起，另一个预制板用于拼接的端面设置有第二凹槽，相邻预制板通过第二凸起和第二凹槽拼接。

8.如权利要求1所述的深井软岩巷道支护结构，其特征在于，所述预制板环的内侧面沿纵向的两端均设有弧形槽，相邻两个预制板环的弧形槽构成安装槽。

9.如权利要求1所述的深井软岩巷道支护结构，其特征在于，所述预制板上设置有多个用于安装锚固件的锚孔。

10.如权利要求1所述的深井软岩巷道支护结构，其特征在于，所述锚固件采用锚杆或锚索。

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