[發明專利]薄壁金屬結構與巷道錨固圍巖耦合作用的防沖支護結構

有效

• 申請號: 201310543094.2
• 申請日: 2013-11-06
• 公開（公告）號: CN103557008A
• 公開（公告）日: 2014-02-05
• 發明（設計）人: 王桂峰;竇林名;李振雷;鞏思園;賀虎;何江
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: E21D11/00
• 分類號: E21D11/00;E21D11/15;E21D20/00
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司 32218
• 代理人: 瞿網蘭

技術領域

???本發明涉及一種礦山支護技術，尤其是一種礦山巷道防沖技術，具體地說是一種薄壁金屬結構與巷道錨固圍巖耦合作用的防沖支護結構。

背景技術

目前，隨著我國礦井開采進入深部，沖擊礦壓災害越發嚴重，發生強烈動力災害的礦井已經達到100多個，頻繁出現巷道因動力破壞而傷亡人員的事故發生，嚴重制約著煤炭資源的安全高效開采。沖擊傾向巷道的支護問題是沖擊礦壓研究的主要內容之一，是一項關系深部煤炭資源安全高效開采的重要課題。

錨網支護結構就是一種錨網構件和圍巖形成有機共同承載結構的支護方式，這是一種現場普遍采用的支護方式，錨網支護對沖擊傾向巷道有良好的適應性，尤其是對于小震級的動力顯現，錨網支護結構一般不會損傷破壞，但對于震級大的動力現象，錨網支護結構有很多嚴重損傷破壞和失效的案例。

發明內容

本發明的目的是針對現有錨網支護技術難以承受大震級破壞的問題，設計一種能有效抵抗大能力沖擊，減少沖擊礦壓引起的安全事故的薄壁金屬結構與巷道錨固圍巖耦合作用的防沖支護結構。

本發明的技術方案是：

一種薄壁金屬結構與巷道錨固圍巖耦合作用的防沖支護結構，其特征是它由錨網支護體3、剛性支護體1和薄壁金屬構件2組成，所述的錨網支護體3的錨桿插入圍巖4中形成相當于鋼筋混凝土的殼體承載結構，所述的薄壁金屬構件2位于錨網支護體3與剛性支護體1之間并與剛性支護體1固定連接以及時抑制錨固區的變形和移動，抑制沖擊發生時內部巖體積聚能量的大量釋放并起到對錨網支護體3和剛性支護體1的保護，防止其受沖擊破壞。

所述的薄壁金屬構件2為根據防沖能力和強度的設計要求，選擇不同截面形狀、不同厚度、不同尺寸、不同材質的單元胞或多元胞的薄壁金屬結構，它由上下鋼面板5和夾層6焊接組成，所述的夾層6為環形薄壁管件或薄壁蜂窩結構。

所述的薄壁金屬構件2之間的鋼面板通過焊接連成一個整體。

所述的剛性支護體1之間，剛性支護體1和薄壁金屬構件2之間固連在一起，構成一個整體結構，相互之間不會產生位移，且所述的剛性支護體1與薄壁金屬構件2對位的鋼面板5的中心位置處焊接相連，以充分發揮鋼面板的抗變形能力和承載能力。

本發明的有益效果：

1、本發明將錨網支護的“柔性功能”和薄壁金屬結構的吸能功能進行了有機的結合，“柔性功能”可以在一定的圍巖變形和整體移動范圍內，保持錨固圍巖的整體性和穩定性，這為薄壁金屬結構在圍巖向巷道自由空間變形和整體移動過程中，有效吸收錨固區上動態能量提供了前提和有利條件；而薄壁金屬結構及時抑制錨固區的變形和移動，使錨固區盡快穩定下來，對內部圍巖起到有效的支撐作用，抑制了內部巖體積聚能量的大量釋放，又可以有效保護錨固區和支護構件，避免其受到更劇烈的沖擊破壞，從而可以將錨網錨固和薄壁金屬結構有效衰減沖擊能作用有機結合在一起，二者相輔相成、耦合作用，最大限度地調動巷道圍巖自身防沖能力，降低沖擊礦壓發生的破壞烈度，對保障煤礦安全高效開采具有重大意義。

2、本發明的薄壁金屬構件具有成本低、耗能低、易加工和易于在煤礦現場安全使用的優點。

3、本發明的環形薄壁管或薄壁蜂窩狀薄壁金屬構件具有重量輕、承壓能力高，安裝方便的優點，同時利用鋼面板的大接觸面來與剛性支護體進行機械連接，能充分發揮剛性支護體與薄壁金屬構件組合作用產生的吸能防沖能力。

附圖說明

圖1是本發明的結構示意圖。

圖2是本發明的原理結構示意圖。

圖3是本發明的薄壁金屬構件的結構示意圖之一。

圖4是本發明的薄壁金屬構件的結構示意圖之二。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步的說明。

????如圖1-4所示。