[發明專利]一種控制巷道底臌的裝置

無效

• 申請號: 200710054871.1
• 申請日: 2007-07-20
• 公開（公告）號: CN101349155A
• 公開（公告）日: 2009-01-21
• 發明（設計）人: 郭保華;田采霞
• 申請（專利權）人: 河南理工大學
• 主分類號: E21D21/00
• 分類號: E21D21/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種巷道底臌的裝置，可用于各種因素引起的地下巷道底臌的防治，也適用于水利、人防等工程地下空間底臌控制。

背景技術

隨著煤礦開采深度的增加，部分礦山巷道呈現大變形、大地壓、難支護的顯著塑性變形破壞特征，許多巷道頂底板巖層表現出軟巖特性，常導致巷道嚴重底臌，增加了巷道的收斂率。現場調查表明，在底板不支護的深部巷道中，頂底板移近量的2/3～3/4是由底臌引起的，底臌造成的巷道維修量約占總維修量的50％。底臌控制手段總的來說有兩種，一種是提高圍巖強度，包括底板注漿、底板錨桿、封閉支架、混凝土反拱等，另一種是降低圍巖應力，包括底板切槽、巷幫切槽等。采用金屬底梁進行底板加固時，底梁一般采用反拱形，這種方法目前僅用于金屬支架支護巷道，施工時需臥底，工作量較大，且在底板二次來壓時，底梁可能失效。設計一種施工時不臥底，與錨桿支護能較好的匹配，可隨底臌量增加而伸長，又保持對底板的支護阻力的底臌控制裝置顯得較為必要。

發明內容

本發明提供一種控制底臌的裝置，通過對底板施加基本恒定的支護阻力使底臌量減少。

本發明利用幫錨索(桿)及底板錨桿固定兩條帶有齒槽的鋼帶，兩條鋼帶的底板錨桿孔為長條形，使鋼帶可在水平方向滑動，底板錨桿只承受鋼帶豎向分力。兩條鋼帶在巷道底板上方重疊，重疊處用恒力夾緊裝置將兩條鋼帶夾在一起，為兩條鋼帶之間的錯動提供一定的摩擦力。當底臌對鋼帶產生的壓力使兩條鋼帶的橫向拉力大于恒力夾緊裝置使鋼帶產生的摩擦力時，鋼帶錯動，底臌對鋼帶的壓力有一定的釋放，鋼帶對底板的支護阻力在某一設定值浮動。此裝置中底板錨桿同時起到抗滑樁的作用，鋼帶提供對底板的支護載荷。

所述鋼帶帶有若干孔，用所述錨桿托盤將所述鋼帶(1)、鋼帶(2)固定在巷道兩幫及底角。鋼帶單面帶有齒槽，以便增加鋼帶(1)與鋼帶(2)之間的摩擦力，鋼帶(1)帶齒槽的一面面向底板，鋼帶(2)帶齒槽的一面背向底板。鋼帶(1)在上，鋼帶(2)在下，兩者在底板上方重疊，用所述恒力夾緊裝置夾緊；鋼帶(1)和鋼帶(2)使用前預制成“L”型，其水平段應有足夠的可縮長度。

所述幫、底板錨桿與巷道幫、底板壁可為不呈90°的夾角，錨桿數目、長度、斷面及錨固長度可以根據受力情況改變。

所述鋼帶齒槽的齒高及齒間距可以改變，使兩條鋼帶之間具有足夠高的摩擦系數。

所述恒力夾緊裝置可采用彈簧裝置，在鋼帶齒槽錯動時，彈簧的收縮量相對于彈簧總的收縮量很小，則夾緊裝置的夾持力基本不變。

有益效果

本發明一種能夠控制巷道底臌的裝置，同時能有效減少巷道的頂板下沉量和兩幫的收斂量。底板注漿可提高底板較淺部巖層的強度，但如注漿達不到底板巖層的破壞深度，則上部已加固巖層會被下部巖層頂起；底板錨桿會由于在松軟底板巖層中錨固基礎差而錨固力不足或延伸量與底臌量不匹配而失效；混凝土反拱消耗材料多，重量大，需挖底，施工困難；封閉支架為被動維護底板，在高應力、松軟底板的條件下，底梁往往無法充分發揮其承載能力，另外巷道圍巖應力不均，連接件多，使封閉支架無法達到預定的承載能力。本發明不需挖底，施工相對反拱底梁簡單；連接件少，可靠性高；能有效的使用于錨桿支護巷道；具有可縮性，避免了裝置的破壞或變形失效；能提供基本恒定的支護阻力，有效減少巷道的底臌。

附圖說明

附圖為一種控制巷道底臌的裝置截面圖。

圖中1—巷道；2—底板；3—幫；4—鋼帶(1)；5—鋼帶(2)；6—托盤；7—錨桿；8—恒力夾緊裝置；9—齒；10—底梁。

具體實施方式

如附圖所示，本發明包括巷道1底板2和兩幫3錨桿7，錨桿7托盤6，帶齒9和圓孔、長條孔的鋼帶4、5，恒力夾緊裝置8，鋼帶4、5與恒力夾緊裝置共同構成了底梁10。巷道1底板2在各種因素下鼓起時，底板2對底梁10提供向上的作用力，在巷道1幫3和底角錨桿7的固定作用下，帶齒9和孔的鋼帶4、5受拉力作用。恒力夾緊裝置8作用下鋼帶4、5之間產生一定的摩擦力，當鋼帶4、5所受拉力大于鋼帶4、5之間的摩擦力時，鋼帶4與鋼帶5重疊處的齒槽發生錯動，使底梁10的長度增加，鋼帶所受拉力減少到小于鋼帶4、5之間的最大摩擦力，裝置處于暫時穩定狀態。持續底臌時，則裝置重復以上過程。通過本發明始終對巷道底板2施加基本恒定的支護阻力，減少巷道1底臌量，并起到減少巷道1整體變形量的作用。