[發明專利]礦山隔熱三維鋼筋混凝土襯砌

在審

• 申請號: 201510909386.2
• 申請日: 2015-12-08
• 公開（公告）號: CN105401963A
• 公開（公告）日: 2016-03-16
• 發明（設計）人: 龐建勇;姚韋靖;薛俊華
• 申請（專利權）人: 安徽理工大學
• 主分類號: E21D11/38
• 分類號: E21D11/38;E21D11/10;C04B28/00
• 代理公司: 合肥順超知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 34120
• 代理人: 周發軍

技術領域

本發明涉及煤礦巷道隔熱技術，具體涉及一種礦山隔熱三維鋼筋混凝土襯砌。

背景技術

隨著我國煤礦開采年限的增加，開采深度逐漸深入地下，受地熱的影響也越來越嚴重。高溫、高濕環境會嚴重影響井下作業人員的生產效率和安全。礦工在高溫高濕環境下長時間工作，會造成體溫升高，新陳代謝出現紊亂，引發中暑、嘔吐、暈倒和濕疹等疾病，嚴重時還會出現死亡，致使勞動生產率降低和生產事故率的增加。依照國家頒布的法規《煤礦安全規程》規定，生產礦井采掘工作面空氣溫度不得超過26℃，機電設備硐室的空氣溫度不得超過30℃，礦井溫度超過30℃嚴禁施工，因此礦井降溫也將提上日程。據調查，高溫礦井的熱源主要來自巷道壁面的巖溫。礦井常用的降溫方式有通風降溫和制冷降溫，都不能有效解決降低礦井巷道溫度，且通風降溫易帶起粉塵飛揚，制冷降溫則由于和巷道熱交換量大，需要耗費大量能源。目前采用的隔熱方式是直接將隔熱材料噴涂到巷道巖石上，但這種隔熱方式往往噴涂的不夠均勻，而且容易脫落，隔熱效果不足。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供了一種具有較好隔熱能力，又有一定強度的礦山隔熱三維鋼筋混凝土襯砌，不但能夠對巷道隔熱，且還具有一定的支護作用。

為實現以上目的，本發明通過以下技術方案予以實現：

一種礦山隔熱三維鋼筋混凝土襯砌，由三維鋼筋網殼支架和隔熱支護混凝土噴層兩部分組成，所述三維鋼筋網殼支架是由幾塊網殼構件拼裝成全封閉三心拱形，固定在圍巖表面，形成外部支撐骨架，與巖石加固圈共同承受地壓，所述隔熱支護混凝土是在普通混凝土中摻入陶粒、玻化微珠和聚丙烯纖維，包裹于網殼支架。

優選地，所述三維鋼筋網殼支架為全封閉三心拱形，按巷道斷面分為7片網殼構件，由1片頂網殼、鏡像對稱的2片上側網殼、2片下側網殼和2片底網殼拼裝而成，網殼兩端各焊接一塊帶螺栓孔的聯接板，頂、上側、下側、底網殼拼裝時在兩個接頭處夾一塊可縮墊板，再用螺栓聯結而成。

優選地，所述頂網殼圓心角為60°，上側網殼弧面4/7處圓心角25°，弧面3/7處圓心角為15°，下側網殼圓心角為36°21'31。

優選地，所述隔熱支護混凝土噴層包括以下原料：膠凝材料、石子、砂子、水、陶粒、玻化微珠、聚丙烯纖維、早強劑、速凝劑和減水劑。

優選地，所述膠凝材料：石子：砂子：水的重量比為1：0.78：0.78：0.45。

優選地，所述膠凝材料包括水泥和粉煤灰，粉煤灰占膠凝材料總質量的5-20％，所述陶粒為黏土陶粒、粉煤灰陶粒、頁巖陶粒中的至少一種，粒徑為10-15mm，質量為石子質量的10-40％，所述玻化微珠為憎水玻化微珠，質量為砂子質量的5％-20％。

優選地，所述聚丙烯纖維為束狀單絲聚丙烯纖維，長度為14-18mm，直徑為3-60μm，摻量為0.95-1.5Kg/m³。

優選地，所述早強劑、速凝劑、減水劑分別為膠凝材料質量的3.5％-5％、3％-4％、0.6％-1.1％。

礦山隔熱三維鋼筋混凝土襯砌的施工方法，包括以下步驟：

1)架設支架：將7片網殼構件對接處嵌入木墊板，一架緊接著一架進行安裝，用螺栓鏈接，架間不留間隔，支架與圍巖表面直接接觸，架設完畢后，其承載體不是鋼筋梁拱，而是眾多縱橫相聯的小跨度雙向鋼筋拱殼，可充分削弱鋼筋的彎曲變形，增強支架的三向承載能力；

2)噴覆隔熱支護混凝土：將膠凝材料、石子、砂子、水、陶粒、玻化微珠和聚丙烯纖維按一定比例混合后攪拌成混凝土，用泵將攪拌好的混凝土經輸料管壓送至噴嘴處，與早強劑、速凝劑和減水劑相混合，噴射到三維鋼筋網殼支架上，將鋼筋網殼支架上的外層鋼筋及各小跨雙向鋼筋拱殼全部覆蓋，形成三維網架配筋襯砌結構，噴層厚度為60-200mm。

優選地，所述噴覆隔熱支護混凝土時，采用分段、分片、分層依次進行，噴射順序自下而上，往復噴射，分段長度不大于6m，噴嘴與受噴面間保持1.5-2.0m的距離，噴射角度為90°，噴射應連續、緩慢作橫向環形移動，一圈壓半圈。

本發明各原料有以下作用：

玻化微珠是一種以火山巖為原材料，經過粉碎特殊加工而成，其理化性能穩定，具有輕質、抗老化、吸水率小、隔熱防火、導熱系數低等優異特性，是一種無機輕質環保型絕熱材料；