[發明專利]一種礦用多鋼絞線組合支護裝置及方法

有效

• 申請號: 201310396221.0
• 申請日: 2013-09-04
• 公開（公告）號: CN103498691A
• 公開（公告）日: 2014-01-08
• 發明（設計）人: 李桂臣;孫輝;衛英豪;張農;蔣作函;韓昌良
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: E21D21/00
• 分類號: E21D21/00
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 高桂珍

技術領域

本發明涉及一種支護裝置，尤其是通過多根鋼絞線組合支護控制巷道圍巖變形的一種礦用多鋼絞線組合支護裝置及方法。

背景技術

目前國內礦井主要采用由普通礦用單根鋼絞線錨索或中空注漿錨索對巷道深部圍巖進行加固。普通礦用單根錨索多通過端部樹脂錨固給圍巖以較高的預緊力，調動深部圍巖的承載能力。中空注漿錨索一般先進行端部樹脂錨固，張拉過后再進行注漿加固并實現全長錨固，兼有高預應力和全長錨固特性。

但隨開采水平的延深，深部巷道在高原巖應力、強采動擾動等條件下，圍巖變形表現出明顯的軟巖長時大變形特性，松動圈明顯增大(局部超過5m)，此時普通礦用單根錨索及中空注漿錨索將表現出不足：

1.?普通礦用單根錨索和中空注漿錨索的長度一般在6-7m，在大松動圈條件下，有限長度的錨索將不能錨入深部較穩定巖層中以充分調動其承載能力；

2.?考慮到單根鋼絞線的抗拉、抗剪強度較低，在原巖應力、構造應力、采動應力的復合影響下，普通單根礦用錨索和中空注漿錨索易承載過限而致拉斷、剪斷；

3.?中空注漿錨索雖能對一定范圍內的圍巖進行注漿加固，但注漿過后形成全長錨固，錨索整體極限延伸率降低，不能適應深部軟弱圍巖的持續變形特性；

4.?普通礦用單根錨索和中空注漿錨索的抗沖擊載荷能力差，與深部開采的沖擊傾向性不相適應。

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發明內容

為了解決現有的礦用單根鋼絞線錨索或中空注漿錨索不能對大松動圈巖層進行加固的問題，本發明提供一種礦用多鋼絞線組合支護裝置及方法，該支護裝置及方法既能較大程度提高支護構件的抗拉、抗剪強度，也能更好調動深部穩定圍巖的承載能力，在對圍巖進行注漿加固的同時能夠適應深部開采的沖擊傾向性及深部圍巖的持續變形特性，而且此支護裝置結構簡單，安裝方便，有較強的沖擊載荷能力；通過對多根鋼絞線進行同步張拉，使得多根鋼絞線均勻受力，有利于支護結構的穩定性，給礦井大松動圈巖層的加固工作帶來了很大的便利。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：該支護裝置從上到下分為錨固段，自由段，密封段及外露段，該支護裝置包括導向帽、鋼絞線、堵漿圓鋼、注漿管、出漿孔、箍環、鋼絞線套管、耳片式密封膠套、圓臺封孔膠套、托板、固定孔、夾片及多孔鎖具，所述鋼絞線的前端設有錐形的導向帽，鋼絞線的中心設有注漿管，注漿管的前端至導向帽的頂端之間設有堵漿圓鋼，注漿管的管壁上分布設有出漿孔，鋼絞線的外圍從上到下設有2-4個箍環，箍環將多根鋼絞線緊緊箍在注漿管的周圍，位于支護裝置自由段的鋼絞線外圍吻合套裝有鋼絞線套管，位于支護裝置密封段的鋼絞線外圍吻合套裝有耳片式密封膠套及圓臺封孔膠套，鋼絞線的尾端通過多孔鎖具緊固在托板上，托板上開有圓形的固定孔，便于施工時借助膨脹螺絲固定托板，鋼絞線與多孔鎖具之間設有夾片。

所述錨固段長度L1、自由段長度L2、密封段長度L3及外露段長度L4滿足關系式:7m＜L1＋L2＋L3＋L4＜13m，L1≈(L1＋L2＋L3＋L4)/3，150mm＜L3＜200mm，150mm＜L4＜250mm。

所述多根鋼絞線平行均勻的布置于注漿管周圍，鋼絞線采用礦用鋼絞線，直徑為15.24mm-17.8mm。

所述堵漿圓鋼為普通圓鋼，其直徑與注漿管內徑相匹配，注漿管為塑料管。

所述出漿孔分布于鋼絞線和注漿管的非接觸處，出漿孔的分布由自由段向錨固段逐漸增密。

所述耳片式密封膠套和圓臺封孔膠套均具有較好的彈性，且均沖有注漿管孔Ⅰ及鋼絞線孔Ⅰ，注漿管孔Ⅰ尺寸小于注漿管的外徑，以便固定位置；鋼絞線孔Ⅰ尺寸小于鋼絞線的直徑，以便固定位置，鋼絞線孔Ⅰ均勻分布于注漿管孔Ⅰ周圍。

所述托板上沖有注漿管孔Ⅱ和鋼絞線孔Ⅱ，注漿管孔Ⅱ的尺寸大于注漿管的外徑，以便安裝；鋼絞線孔Ⅱ的尺寸大于鋼絞線的直徑，以便安裝，鋼絞線孔Ⅱ均勻分布于注漿管孔Ⅱ的周圍。?

該礦用多鋼絞線組合支護裝置其施工方法為：