[發明專利]一種巷道U型鋼套棚支護結構

在審

• 申請號: 201711387082.X
• 申請日: 2017-12-20
• 公開（公告）號: CN107939419A
• 公開（公告）日: 2018-04-20
• 發明（設計）人: 左宇軍;劉鎬;馬振乾;席仕軍;孫文吉斌;鄔忠虎;劉榮波
• 申請（專利權）人: 貴州大學
• 主分類號: E21D11/18
• 分類號: E21D11/18;E21D11/10;E21D20/02
• 代理公司: 貴陽中新專利商標事務所52100
• 代理人: 李龍,程新敏

技術領域

本發明屬于采礦工程巷道圍巖支護技術領域，涉及一種巷道套棚支護結構。

背景技術

研究表明，煤炭作為我國主體能源的地位在未來相當長一段時間內不會發生根本改變。隨著淺部煤炭資源日益枯竭，煤礦開采深度及開采強度不斷提高，隨著煤礦開采深度的增加、地質條件惡化、破碎巖體增多、地應力增大、水頭壓力增加、地溫升高等加劇了軟巖巷道礦壓顯現的劇烈程度，軟巖巷道變形破壞嚴重。深部巖體處在“三高一擾動”的復雜力學環境，使得煤礦深部軟巖巷道圍巖穩定受多因素綜合作用，圍巖控制問題日益突出。軟巖巷道支護仍是當今世界采礦及地下工程中的一項重要而復雜的技術問題，深部高應力軟巖巷道支護是一個重要的研究方向，它是舊礦井向深部拓展及進行深部資源開采的關鍵技術。

在公開的文獻中可以檢索到的專利有：申請號為201710147579.8的“深部動壓軟巖巷道U型鋼復合支護結構及其施工方法”，以及申請號為201510637612.6的“破碎軟巖巷道全斷面封閉式深淺耦合讓壓錨注支護方法”。以上兩個專利均提供了控制深部較破碎及軟巖巷道圍巖的方法，但前者在掘巷后沒有進行錨網噴，而是直接打錨桿鉆孔進行錨桿支護，這樣做首先是沒有形成一個錨索擠壓加固拱，這樣會導致支護強度較弱及護表能力較弱，其次是這樣會使圍巖進一步風化和潮解，使巷道兩幫及頂板載荷不能均勻作用在支架上以至于出現應力集中的現象，從而不能有效控制巷道開挖初期圍巖破碎的快速來壓變形和頂板垮落，最后加快巷道的破壞而達不到理想的效果；后者所不足的是沒有采用U型鋼進行加固支護，這樣會導致巷道維持時間不長從而增加巷道維護費用，產生不必要的經濟開支。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明提供一種巷道U型鋼套棚支護結構，可有效解決現有深部軟巖破碎巷道圍巖支護技術存在的問題。具體技術方案如下：

一種巷道U型鋼套棚支護結構，包括掛設于巷道圍巖面的金屬網，以及以直角交叉的方式布設的鋼筋梯，鋼筋梯設置于金屬網的內側，且金屬網和鋼筋梯通過錨索固定于巷道圍巖面上，金屬網和鋼筋梯的內側通過與巷道1橫截面相匹配的倒置的外層U型鋼8套棚支護，外層U型鋼的內側還設置有倒置的內層U型鋼，內層U型鋼的外側掛設有鋼筋網，鋼筋網外鋪設有油布，油布與外層U型鋼之間灌注有混凝土以形成支護剛性層，且支護剛性層內澆筑有加固鋼筋，加固鋼筋沿巷道的長度方向設置，且加固鋼筋在支護剛性層內等間距均勻分布設置，所述內側為面向巷道的一面，所述外側為面向圍巖面的一面。

前述支護結構中，所述外層U型鋼和內層U型鋼均沿巷道的長度方向依次等間距分布，且外層U型鋼和內層U型鋼一一對應設置，相鄰外層U型鋼和內層U型鋼各部位之間的距離相同，相鄰兩外層U型鋼和相鄰兩內層U型鋼均通過卡纜固定連接。

前述支護結構中，巷道的頂板及圍巖設置有錨索孔，錨索的一端固定于錨索孔內，另一端通過托盤卡設固定于金屬網或鋼筋梯的內側。

本發明的有益效果是：采用錨索+金屬網+噴漿+U型鋼套棚+灌漿的支護結構，首先形成錨網噴層，其具有防止圍巖進一步風化和潮解，使巷道兩幫及頂板載荷均勻作用在支架上以避免出現應力集中，從而能有效控制巷道開挖初期圍巖破碎的快速來壓變形和頂板垮落，最后形成巷道表面錨網噴組合隔離拱；其次在兩層U型鋼之間形成了一層支護剛性層，該結構既能高強度抗壓，又能適度讓壓，形成了“剛柔相濟”的雙層支護結構，大大提升了破碎軟巖巷道圍巖的穩定性和支護強度，為煤礦的安全生產提供了一定保障，同時也為企業減少了一定量的巷道維護費用，對煤炭企業的發展大有裨益，可進行大范圍推廣使用。

附圖說明

圖1是本發明的巷道圍巖支護結構示意圖。

圖2是本發明U型鋼套棚支架結構示意圖。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。