一種深部巷道可縮性復合支護結構的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種深部巷道可縮性復合支護結構，它由三層結構組成，最外層是錨網噴支護由錨桿、錨索、鋼筋網、混凝土等組成，主要起到加固圍巖和初步支護作用；中間層是柔性與剛性層合結構由兩層柔性材料及中間夾一層剛性材料組成，主要起到緩沖和吸能的作用；最內層是可縮性金屬骨架與混凝土混合層由可縮性金屬骨架和混凝土組成，主要起到最終的支護作用。本實用新型可以很好地適用于地質構造復雜以及深部地壓破壞較大的松軟巖層巷道支護，達到剛柔并存的支護效果。
【專利說明】一種深部巷道可縮性復合支護結構
【技術領域】
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[0001]本實用新型涉及煤礦巷道支護領域，尤其適用于地質構造復雜以及深部地壓破壞較大的松軟巖層巷道支護。
【背景技術】
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[0002]巷道是進行地下礦井運輸、通風、排水、供電等系統(tǒng)的重要通道，是礦井生產延續(xù)的關鍵所在。淺層開采或地質條件較好的巷道穩(wěn)定性好，動壓破壞現象不嚴重。但是隨著我國煤礦資源開采逐漸向深部發(fā)展，條件復雜，地應力大，動壓的發(fā)生頻次越來越多，尤其針對深部松軟巖層的巷道支護，其危害性也愈加增大，造成巷道圍巖破壞、垮塌及人員傷亡事故，對煤礦安全生產造成極大的危害。近年來雖然采取了不少措施，但是針對深部地質構造復雜以及地壓破壞較大的松軟巖層巷道支護并沒有取得多少成果。可見，我國深部軟巖巷道的防治工作任務甚為艱巨，具有現實的迫切性和長遠的重大意義。
[0003]針對地質構造復雜且深部地壓破壞較大的松軟巖層巷道支護關鍵要做到兩點:第一、支護結構必須要能夠控制巷道圍巖較大的變形，第二、在一定程度上必須要適應圍巖的適度變形，不能硬碰硬。而現有的一些傳統(tǒng)技術基本上都不能很好地同時滿足這兩點要求，如工字鋼或U型鋼支護、錨網索或錨注支護、一般的耦合支護。本實用新型一種深部巷道可縮性復合支護結構由三層結構組成，特別是中間層具有緩沖和吸收能量的作用，可以很好地做到以上兩點，達到剛柔并存的效果。該實用新型對保障煤礦安全生產具有重要的實際應用價值。
實用新型內容:
[0004]本實用新型所要解決的問題是提供一種適用于地質構造復雜以及深部地壓破壞較大的松軟巖層巷道支護結構。
[0005]本實用新型所采用的技術方案是:一種深部巷道可縮性復合支護結構由三層結構組成，最外層是錨網噴支護、中間層是柔性與剛性層合結構、最內層是可縮性金屬骨架與混凝土混合層。
[0006]所述最外層是錨網噴支護由錨桿、錨索、鋼筋網、混凝土等組成，所述錨桿長度為
1.2?1.5m,間距為0.5m左右，預緊力為40?70kN ;所述錨索長度5?10m，具體長度根據工程條件選取，間距不小于錨索長度的三分之一，一般只布置在巷道的頂部圍巖中；所述鋼筋網的鋼筋直徑不小于5mm,網格在120_X 120mm左右；所述混凝土噴射不少于200_。最外層主要起到加固圍巖和初步支護作用。
[0007]所述中間層是柔性與剛性層合結構由兩層柔性材料及中間夾一層剛性材料組成，所述柔性材料一般選取高彈性變形能力的橡膠，其外層的橡膠層厚度為0.4m左右，內層的橡膠層厚度為0.3m左右；所述中間所夾的剛性材料一般選取鋼板，其厚度為80?150mm，具體厚度根據地質構造復雜程度及地壓破壞大小程度選取，一般地質構造越復雜或者地壓破壞越大，鋼板的厚度就越厚。中間層主要起到緩沖和吸能的作用。
[0008]所述最內層是可縮性金屬骨架與混凝土混合而成的混合層由可縮性金屬骨架和混凝土組成，所述可縮性金屬骨架是由直徑為20mm的鋼筋和直徑為1mm的鋼筋編制而成，其中直徑為20mm的鋼筋作為主梁鋼筋，直徑為1mm的鋼筋作為連接鋼筋，連接鋼筋與主梁鋼筋通過空間交叉編織成三角形，主要的目的是三角形具有穩(wěn)定性，從而保證整個架體的穩(wěn)定性；所述的混凝土噴射在可縮性金屬骨架上面，與可縮性金屬骨架連為一體，噴射的厚度不小于lm。最內層主要起到最終的支護作用。
[0009]本實用新型具有的優(yōu)點和積極效果是:本實用新型一種深部巷道可縮性復合支護結構由三層結構組成，特別是中間層具有緩沖和吸收能量的作用，可以很好地適用于地質構造復雜以及深部地壓破壞較大的松軟巖層巷道支護，達到剛柔并存的支護效果。
【專利附圖】
【附圖說明】
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[0010]圖1是本實用新型一種深部巷道可縮性復合支護結構布置示意圖；
[0011]圖2是橡膠與鋼板層合結構在受力前后的變化示意圖；
[0012]圖3是可縮性金屬骨架示意圖；
[0013]圖4是可縮性金屬骨架內部結構圖；
[0014]圖5是可縮性金屬骨架連接板結構圖。
[0015]其中:1-錨桿、2-錨索、3-巖殼、4-初次混凝土噴層、5-橡膠層、6_鋼板層、7_鋼板層連接板、8-可縮性金屬骨架連接板、9-可縮性金屬骨架、10-再次混凝土噴層、11-主梁鋼筋、12-連接鋼筋、13-連接螺栓、14-連接螺母。
【具體實施方式】
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[0016]下面結合附圖與具體實施例對本實用新型進行詳細說明。
[0017]如圖1所示，本實用新型所述的一種深部巷道可縮性復合支護結構由三層結構組成，最外層是錨網噴支護、中間層是柔性與剛性層合結構、最內層是可縮性金屬骨架與混凝土混合層。
[0018]首先是對開掘好的巷道進行錨網噴支護，即先將長度為1.2?1.5m的錨桿I以間距為0.5m左右布置在圍巖中，再注漿布網，最后噴射混凝土，使巷道淺部圍巖形成厚度不小于Im的巖殼3，當錨網噴支護的巷道圍巖基本穩(wěn)定后，再將錨索2布置在巷道的頂部圍巖中，對巖殼3起到加固作用。
[0019]然后布置中間層，即柔性與剛性層合結構的布置。先將厚度約為0.4m的外部橡膠層5布置在已經錨網噴后的巷道內壁上面，再布置鋼板層6，其中鋼板層6是由多塊鋼板通過鋼板層連接板7拼接在一起，最后再布置厚度約為0.3m的內部橡膠層5。如圖2所示，當沖擊地壓來臨時，其橡膠與鋼板層合結構在受力前后的變化，可以看出中間層的緩沖(力通過中間層后，由點受力變成面受力)和吸能(兩層橡膠層可以吸收一定的能量)作用。
[0020]如圖3、圖4、圖5所示，最后布置可縮性金屬骨架與混凝土混合層，即先將已編制的可縮性金屬骨架9通過可縮性金屬骨架連接板8布置在經過以上處理后的巷道內，再對可縮性金屬骨架9噴射混凝土，形成鋼筋網殼襯砌結構，起到最終的支護作用。
【權利要求】
1.一種深部巷道可縮性復合支護結構由三層結構組成，其特征是:最外層是錨網噴支護、中間層是柔性與剛性層合結構、最內層是可縮性金屬骨架與混凝土混合層。
2.如權利要求1所述深部巷道可縮性復合支護結構，其特征是:所述最外層是錨網噴支護由錨桿、錨索、鋼筋網、混凝土等組成，所述錨桿長度為1.2?1.5m,間距為0.5m左右，預緊力為40?70kN ;所述錨索長度5?10m，具體長度根據工程條件選取，間距不小于錨索長度的三分之一，一般只布置在巷道的頂部圍巖中；所述鋼筋網的鋼筋直徑不小于5_，網格在120_X120_左右；所述混凝土噴射不少于200_。
3.如權利要求1所述深部巷道可縮性復合支護結構，其特征是:所述中間層是柔性與剛性層合結構由兩層柔性材料及中間夾一層剛性材料組成，所述柔性材料一般選取高彈性變形能力的橡膠，其外層的橡膠層厚度為0.4m左右，內層的橡膠層厚度為0.3m左右；所述中間所夾的剛性材料一般選取鋼板，其厚度為80?150mm。
4.如權利要求3所述深部巷道可縮性復合支護結構，其特征是:所述鋼板具體厚度根據地質構造復雜程度及地壓破壞大小程度選取，一般地質構造越復雜或者地壓破壞越大，鋼板的厚度就越厚。
5.如權利要求3所述深部巷道可縮性復合支護結構，其特征是:所述柔性層與剛性層不僅僅指橡膠層和鋼板，包括所有的柔性材料與剛性材料。
6.如權利要求1所述深部巷道可縮性復合支護結構，其特征是:所述最內層是可縮性金屬骨架與混凝土混合層由可縮性金屬骨架和混凝土組成，所述可縮性金屬骨架是由直徑為20mm的鋼筋和直徑為1mm的鋼筋通過空間交叉成三角形編織而成；所述的混凝土噴射在可縮性金屬骨架上面，與可縮性金屬骨架連為一體，噴射的厚度不小于lm。
7.如權利要求1至6任意一項所述深部巷道可縮性復合支護結構，其特征是:所述支護結構形狀為圓形、馬蹄形、拱形。
【文檔編號】E21D11/00GK203925516SQ201420352596
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年6月25日 優(yōu)先權日:2014年6月25日
【發(fā)明者】高盼軍, 王磊, 彭雙武, 劉康健 申請人:安徽理工大學