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[發(fā)明專利]深井馬頭門支護(hù)結(jié)構(gòu)及其施工方法有效

專利信息
申請(qǐng)?zhí)枺?/td> 201310449959.9 申請(qǐng)日: 2013-09-28
公開(公告)號(hào): CN103470270A 公開(公告)日: 2013-12-25
發(fā)明(設(shè)計(jì))人: 程樺;蔡海兵;姚直書;榮傳新;宋海清;王曉健;鄭騰龍 申請(qǐng)(專利權(quán))人: 安徽理工大學(xué)
主分類號(hào): E21D11/00 分類號(hào): E21D11/00
代理公司: 北京五洲洋和知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11387 代理人: 劉春成;張向琨
地址: 232001 安徽*** 國省代碼: 安徽;34
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摘要:
搜索關(guān)鍵詞: 深井 馬頭 支護(hù) 結(jié)構(gòu) 及其 施工 方法
【說明書】:

技術(shù)領(lǐng)域

發(fā)明涉及煤礦建筑領(lǐng)域,更具體地說,本發(fā)明特別涉及一種用于泥巖等強(qiáng)膨脹性軟巖處的深井馬頭門支護(hù)結(jié)構(gòu)及其施工方法。

背景技術(shù)

煤礦馬頭門是指立井井筒與井底車場(chǎng)水平硐室相連接的部位,為一空間交叉結(jié)構(gòu),是礦井的咽喉部位,因其位置的特殊性,具有斷面大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、服務(wù)年限長等特點(diǎn),為礦井工程的施工難點(diǎn)。在中國,煤礦深埋馬頭門破壞的例子屢見不鮮,如亭南礦、唐口煤礦、劉莊煤礦、曲江煤礦和望風(fēng)崗煤礦等,其馬頭門在施工過程中相繼發(fā)生圍巖失穩(wěn)、支護(hù)結(jié)構(gòu)破壞等重大事故,具體表現(xiàn)為馬頭門及其上下段井壁均不同程度發(fā)生了斷裂、掉頂、破損等現(xiàn)象,反復(fù)維修多次,給煤礦造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失,嚴(yán)重威脅著礦井的安全生產(chǎn)。

馬頭門失穩(wěn)破壞的原因是多方面的,除了位置選擇不當(dāng)、斷面形狀設(shè)計(jì)不合理、支護(hù)質(zhì)量差、工程管理松懈等原因外,其主要原因是上述馬頭門多處于以泥巖為主的軟弱巖層中。泥巖易風(fēng)化且遇水膨脹,當(dāng)馬頭門掘砌后,周邊圍巖松動(dòng)圈在產(chǎn)生、發(fā)展過程中出現(xiàn)碎脹變形的同時(shí),破裂巖體產(chǎn)生宏觀裂隙,從而導(dǎo)致圍巖強(qiáng)度降低,松動(dòng)圈再次擴(kuò)大,并且加劇了具有膨脹性巖石的物理化學(xué)膨脹和力學(xué)膨脹,體積成倍增加,其過程中的巖體膨脹變形壓力巨大。又由于高地應(yīng)力的作用,如馬頭門支護(hù)結(jié)構(gòu)無法承載巨大的膨脹壓力,將導(dǎo)致結(jié)構(gòu)實(shí)效。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種深井馬頭門支護(hù)結(jié)構(gòu)及其施工方法,以解決現(xiàn)有技術(shù)存在的處于軟弱巖層中的深井馬頭門支護(hù)結(jié)構(gòu)容易失效等問題。

為了解決上述問題,本發(fā)明提供一種深井馬頭門支護(hù)結(jié)構(gòu)的施工方法,其包括采用噴射混凝土、設(shè)置鋼筋網(wǎng)、安裝錨桿、安裝錨索的聯(lián)合支護(hù)形式,形成初期支護(hù)結(jié)構(gòu),其中,還包括:待馬頭門圍巖變形穩(wěn)定后,緊鄰所述初期支護(hù)結(jié)構(gòu),依次設(shè)置瀝青板滑動(dòng)層、槽鋼井圈層、全斷面鋼筋混凝土層,構(gòu)成二次組合支護(hù)形式,形成二次支護(hù)結(jié)構(gòu)。

根據(jù)上述深井馬頭門支護(hù)結(jié)構(gòu)的施工方法的一種優(yōu)選實(shí)施方式,其中,所述混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C20~C25,厚度為100~150mm。

根據(jù)上述深井馬頭門支護(hù)結(jié)構(gòu)的施工方法的一種優(yōu)選實(shí)施方式,其中,所述鋼筋網(wǎng)為Φ8~10mm圓鋼,網(wǎng)孔間距為100×100~150×150mm。

根據(jù)上述深井馬頭門支護(hù)結(jié)構(gòu)的施工方法的一種優(yōu)選實(shí)施方式,其中,所述錨桿為高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力樹脂錨桿,規(guī)格為Φ22mm×2500~3000mm,間排距為800×800mm,梅花狀布置。

根據(jù)上述深井馬頭門支護(hù)結(jié)構(gòu)的施工方法的一種優(yōu)選實(shí)施方式,其中,所述錨索為Φ18.9mm或Φ21.6mm的鋼絞線,長度8~12m,排距1.4~1.6m。

根據(jù)上述深井馬頭門支護(hù)結(jié)構(gòu)的施工方法的一種優(yōu)選實(shí)施方式,其中,所述瀝青板滑動(dòng)層由瀝青板鋪設(shè)形成,所述瀝青板尺寸為長400mm、高250mm、厚100~150mm。

根據(jù)上述深井馬頭門支護(hù)結(jié)構(gòu)的施工方法的一種優(yōu)選實(shí)施方式,其中,所述瀝青板的材料包括作為粘結(jié)材料的瀝青、作為骨料的膨脹珍珠巖和粉煤灰,所述瀝青、膨脹珍珠巖和粉煤灰的混合物在攪拌站攪拌之后,倒入模具中冷卻成型為長方體形。

根據(jù)上述深井馬頭門支護(hù)結(jié)構(gòu)的施工方法的一種優(yōu)選實(shí)施方式,其中,所述瀝青為100號(hào)甲或乙道路石油瀝青;所述膨脹珍珠巖粒徑大于2.5毫米的不超過所述膨脹珍珠巖總重量的5%,粒徑小于0.15毫米的不大于所述膨脹珍珠巖總重量的8%;所述粉煤灰為要求燃燒完全的色淺粉末狀干燥物。

根據(jù)上述深井馬頭門支護(hù)結(jié)構(gòu)的施工方法的一種優(yōu)選實(shí)施方式,其中,在鋪設(shè)所述瀝青板之前先用砂漿墊平,且上下相鄰的所述瀝青板的豎縫錯(cuò)開,并將所述瀝青板從馬頭門底板鋪設(shè)至拱基線位置。

根據(jù)上述深井馬頭門支護(hù)結(jié)構(gòu)的施工方法的一種優(yōu)選實(shí)施方式,其中,所述槽鋼井圈層包括多個(gè)依次堆置的槽鋼井圈,每一所述槽鋼井圈由6~8節(jié)20#b槽鋼對(duì)接形成;在同一所述槽鋼井圈中,相鄰的槽鋼采用端立板和螺栓連接,槽鋼翼緣背向所述瀝青板滑動(dòng)層。

為了解決上述問題,本發(fā)明提供一種深井馬頭門支護(hù)結(jié)構(gòu),其包括初期支護(hù)結(jié)構(gòu),所述初期支護(hù)結(jié)構(gòu)包括混凝土噴射層、鋼筋網(wǎng)、錨桿和錨索,其中,還包括二次支護(hù)結(jié)構(gòu),所述二次支護(hù)結(jié)構(gòu)包括依次設(shè)置的瀝青板滑動(dòng)層、槽鋼井圈層、全斷面鋼筋混凝土層,其中,所述瀝青板滑動(dòng)層緊鄰所述初期支護(hù)結(jié)構(gòu)。

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說明:

1、專利原文基于中國國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專利說明書;

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