鋼管混凝土支架斷面及注漿口和排氣孔結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種鋼管混凝土支架斷面及注漿口和排氣孔結(jié)構(gòu)，包括圓形支架、直墻半圓拱形支架、橢圓形支架、馬蹄形支架、淺底拱圓形支架五種鋼管混凝土支架斷面結(jié)構(gòu)。根據(jù)巷道的斷面尺寸以及圍巖來壓特性，確定鋼管混凝土支架的結(jié)構(gòu)形式，并根據(jù)結(jié)構(gòu)形式進一步確定混凝土的灌注方式，解決了在巷道現(xiàn)場鋼管內(nèi)部澆筑混凝土的技術(shù)問題，保證鋼管填芯混凝土的順利灌注和混凝土的強度。
【專利說明】鋼管混凝土支架斷面及注漿口和排氣孔結(jié)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種鋼管混凝土支架，尤其涉及一種鋼管混凝土支架斷面及注漿口和排氣孔結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著煤炭資源向深部開采，軟巖巷道問題越來越突出。由于開采深度的不斷增加，地質(zhì)環(huán)境不斷惡化，地應(yīng)力增大，破碎巖體增多，巷道維護困難，地質(zhì)災(zāi)害增多，巷道圍巖與支護結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性問題已成為制約煤炭資源向深部開采的首要問題。
[0003]大量工程實踐表明，許多情況下現(xiàn)有巷道圍巖控制技術(shù)仍不能有效地控制高應(yīng)力軟巖巷道的強烈變形，而且造成這種情況的原因不是支護強度不夠，而是由于現(xiàn)有支護承載結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性較差，難以有效控制巷道圍巖的強烈變形。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中，鋼管混凝土支架支護作為一種新型的支護形式，具有承載力高、支護成本低等優(yōu)點。
[0005]上述現(xiàn)有技術(shù)至少存在以下缺點:
[0006]鋼管混凝土支架斷面及注漿口和排氣孔結(jié)構(gòu)不能更好的適應(yīng)深井軟巖巷道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是提供一種能夠適應(yīng)深井軟巖巷道的鋼管混凝土支架斷面及注漿口和排氣孔結(jié)構(gòu)。
[0008]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
[0009]本發(fā)明的鋼管混凝土支架斷面及注漿口和排氣孔結(jié)構(gòu)，包括以下五種鋼管混凝土支架斷面結(jié)構(gòu):
[0010]圓形支架:適用于圍巖軟弱，地壓較大，巷道底鼓現(xiàn)象較為嚴重，兩幫及頂?shù)资諗孔冃屋^大的巷道；
[0011]直墻半圓拱形支架:適用于圍巖中硬，垂向地壓較大，底板強度較大，沒有底鼓變形的巷道；
[0012]橢圓形支架:長軸方向水平的偏橢圓支架適用于水平地壓大于垂向地壓的巷道，長軸方向為鉛錘方向的立橢圓支架適用于垂向地壓大于水平地壓的巷道；
[0013]馬蹄形支架:適用于圍巖軟弱且底鼓較小的巷道；
[0014]淺底拱圓形支架:適用于圍巖軟弱、地壓很大、兩幫及頂?shù)资諗孔冃屋^大、巷道底鼓較小的巷道。
[0015]由上述本發(fā)明提供的技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明實施例提供的鋼管混凝土支架斷面及注漿口和排氣孔結(jié)構(gòu)，由于根據(jù)巷道的斷面尺寸以及圍巖來壓特性，確定鋼管混凝土支架的結(jié)構(gòu)形式，可以根據(jù)結(jié)構(gòu)形式進一步確定混凝土的灌注方式，解決了在巷道現(xiàn)場鋼管內(nèi)部澆筑混凝土的技術(shù)問題，保證鋼管填芯混凝土的順利灌注和混凝土的強度?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明實施例中圓形支架的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2為本發(fā)明實施例中直墻半圓拱支架的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖3為本發(fā)明實施例中橢圓形支架的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖4為本發(fā)明實施例中馬蹄形支架的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖5為本發(fā)明實施例中淺底拱圓形斷面的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖6為本發(fā)明實施例中和混凝土輸送泵灌注示意圖；
[0022]圖7為本發(fā)明實施例中支架底部單側(cè)頂升灌注法示意圖；
[0023]圖8為本發(fā)明實施例中支架底部雙側(cè)頂升灌注法示意圖；
[0024]圖9為本發(fā)明實施例中支架底拱頂升灌注法示意圖；
[0025]圖10為本發(fā)明實施例中支架頂部下落灌注法示意圖。
[0026]圖中:1、排氣孔，2、注漿口。
【具體實施方式】
[0027]下面將對本發(fā)明實施例作進一步地詳細描述。
[0028]本發(fā)明的鋼管混凝土支架斷面及注漿口和排氣孔結(jié)構(gòu)，其較佳的【具體實施方式】是:
[0029]包括以下五種鋼管混凝土支架斷面結(jié)構(gòu):
[0030]圓形支架:適用于圍巖軟弱，地壓較大，巷道底鼓現(xiàn)象較為嚴重，兩幫及頂?shù)资諗孔冃屋^大的巷道；
[0031]直墻半圓拱形支架:適用于圍巖中硬，垂向地壓較大，底板強度較大，沒有底鼓變形的巷道；
[0032]橢圓形支架:長軸方向水平的偏橢圓支架適用于水平地壓大于垂向地壓的巷道，長軸方向為鉛錘方向的立橢圓支架適用于垂向地壓大于水平地壓的巷道；
[0033]馬蹄形支架:適用于圍巖軟弱且底鼓較小的巷道；
[0034]淺底拱圓形支架:適用于圍巖軟弱、地壓很大、兩幫及頂?shù)资諗孔冃屋^大、巷道底鼓較小的巷道。
[0035]所述圓形支架、橢圓形支架、馬蹄形支架、淺底拱圓形支架的注衆(zhòng)口開在支架的最低端，排氣孔開在支架的最頂端。
[0036]所述直墻半圓拱形支架的注漿口和排氣孔按以下任一方式設(shè)置:
[0037]方式一:在支架一側(cè)的底部設(shè)置注漿口，在支架的頂部中間或偏向設(shè)置注漿口的一側(cè)開設(shè)第一排氣孔，在在支架的頂部偏向未設(shè)置注漿口的一側(cè)開設(shè)第二排氣孔；
[0038]方式二:在支架兩側(cè)的分別設(shè)置一個注漿口，在支架的頂部中間開設(shè)一個排氣孔；
[0039]方式三:在支架的頂部設(shè)置一個注漿口，在支架的頂部注漿口的兩側(cè)分別設(shè)置一個排氣孔。
[0040]深井軟巖巷道可劃分為三種類型:
[0041]①深井中硬圍巖，砂質(zhì)粘土巖類(巖石單軸抗壓強度大于30MPa)，且浸水24小時后不崩解不軟化；[0042]②軟弱巖層，膨脹粘土巖類(巖石單軸抗壓強度10_30MPa)，或浸水24小時后巖石碎裂崩解或軟化；
[0043]③極軟弱巖層，膨脹粘土巖類(巖石單軸抗壓強度小于lOMPa)，或浸水24小時后泥化。
[0044]本發(fā)明根據(jù)巷道的斷面尺寸以及圍巖來壓特性，確定鋼管混凝土支架的結(jié)構(gòu)形式，根據(jù)結(jié)構(gòu)形式進一步確定混凝土的灌注方式，解決了在巷道現(xiàn)場鋼管內(nèi)部澆筑混凝土的技術(shù)問題，保證鋼管填芯混凝土的順利灌注和混凝土的強度。
[0045]具體實施例:
[0046](I)鋼管混凝土支架的斷面結(jié)構(gòu)形式:
[0047]包括五種的支架斷面結(jié)構(gòu)形式:圓形支架、直墻半圓拱形支架、橢圓形支架、馬蹄形支架、淺底拱圓形支架?？筛鶕?jù)巷道圍巖條件與地壓大小，選擇不同的支架結(jié)構(gòu)形式。
[0048]圓形支架:適用于圍巖軟弱，地壓較大，巷道底鼓現(xiàn)象較為嚴重，兩幫及頂?shù)资諗孔冃屋^大的巷道，如圖1所示。
[0049]直墻半圓拱形支架:適用于圍巖中硬，垂向地壓較大，底板強度較大，沒有底鼓變形的巷道，如圖2所示。
[0050]橢圓形支架:長軸方向水平的偏橢圓支架，適用于水平地壓大于垂向地壓的巷道，如圖3所示；對于垂向地壓大于水平地壓的巷道，則可采用長軸方向為鉛錘方向的立橢圓支架。
[0051]馬蹄形支架:適用于圍巖軟弱且底鼓較小的巷道，如圖4所示。
[0052]淺底拱圓形支架:適用于圍巖軟弱、地壓很大、兩幫及頂?shù)资諗孔冃屋^大、巷道底鼓較小的巷道，如圖5所示。
[0053](2)鋼管混凝土支架的灌注方式:
[0054]提出了四種灌注方式:支架底部單側(cè)頂升灌注法、支架底部雙側(cè)頂升灌注法、支架底拱頂升灌注法、支架頂部下落灌注法。
[0055]泵送頂升灌注法是在鋼管混凝土支架拱腳位置安裝注漿短管，直接與混凝土輸送泵的輸送管相連，由混凝土輸送泵將混凝土連續(xù)不斷地灌入鋼管內(nèi)，無須振搗，氣泡及泌水從拱頂排出。灌注基本形式如圖6所示。
[0056]支架底部單側(cè)頂升灌注法:在支架的一側(cè)設(shè)置注漿口，頂部設(shè)置兩個排氣孔以利于左右兩側(cè)灌注的混凝土排氣，如圖7所示。
[0057]支架底部兩側(cè)頂升灌注法:在支架的兩側(cè)各設(shè)置一個注漿口，頂部設(shè)置一個排氣孔，注漿速度較快，如圖8所示。
[0058]支架底拱頂升灌注法:在底拱處設(shè)置一個注漿口，頂部設(shè)置一個排氣孔，如圖9所
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[0059]支架頂部下落灌注法:在頂部設(shè)置一個注漿口，支架兩側(cè)各設(shè)置一個排氣孔，自上而下灌注，如圖10所示。
[0060]本發(fā)明技術(shù)方案帶來的有益效果:
[0061]使用泵送頂升壓注技術(shù)，采用本發(fā)明的注漿口和排氣孔布置方式，可取得如下效果:
[0062](I)鋼管內(nèi)混凝土密實，無松散離析現(xiàn)象，混凝土勻質(zhì)性良好，灌注質(zhì)量可靠，可有效保障鋼管混凝土支架的承載能力。
[0063](2)混凝土灌注作業(yè)操作簡單、工效高、勞動強度低、施工進度快。
[0064]以上所述，僅為本發(fā)明較佳的【具體實施方式】，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員在本發(fā)明披露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書的保護范圍為準。
【權(quán)利要求】
1.一種鋼管混凝土支架斷面及注漿口和排氣孔結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括以下五種鋼管混凝土支架斷面結(jié)構(gòu): 圓形支架:適用于圍巖軟弱，地壓較大，巷道底鼓現(xiàn)象較為嚴重，兩幫及頂?shù)资諗孔冃屋^大的巷道； 直墻半圓拱形支架:適用于圍巖中硬，垂向地壓較大，底板強度較大，沒有底鼓變形的巷道; 橢圓形支架:長軸方向水平的偏橢圓支架適用于水平地壓大于垂向地壓的巷道，長軸方向為鉛錘方向的立橢圓支架適用于垂向地壓大于水平地壓的巷道； 馬蹄形支架:適用于圍巖軟弱且底鼓較小的巷道； 淺底拱圓形支架:適用于圍巖軟弱、地壓很大、兩幫及頂?shù)资諗孔冃屋^大、巷道底鼓較小的巷道。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼管混凝土支架斷面及注漿口和排氣孔結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述圓形支架、橢圓形支架、馬蹄形支架、淺底拱圓形支架的注漿口開在支架的最低端，排氣孔開在支架的最頂端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼管混凝土支架斷面及注漿口和排氣孔結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述直墻半圓拱形支架的注漿口和排氣孔按以下任一方式設(shè)置: 方式一:在支架一側(cè)的底部設(shè)置注漿口，在支架的頂部中間或偏向設(shè)置注漿口的一側(cè)開設(shè)第一排氣孔，在在支架的頂部偏向未設(shè)置注漿口的一側(cè)開設(shè)第二排氣孔； 方式二:在支架兩側(cè)的分別設(shè)置一個注漿口，在支架的頂部中間開設(shè)一個排氣孔； 方式三:在支架的頂部設(shè)置一個注漿口，在支架的頂部注漿口的兩側(cè)分別設(shè)置一個排氣孔。
【文檔編號】E21D15/50GK103485805SQ201310404232
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年9月6日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月6日
【發(fā)明者】高延法, 王軍, 何曉升, 王正澤 申請人:中國礦業(yè)大學(xué)(北京)