[實(shí)用新型]鋼管混凝土墩柱沿空留巷主動(dòng)支護(hù)結(jié)構(gòu)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201720598527.8
• 申請(qǐng)日: 2017-05-26
• 公開（公告）號(hào): CN207212403U
• 公開（公告）日: 2018-04-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙紅超;高明仕;陳輝;周光能;張世安;呂金星;齊琦;李虎威
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 新疆大學(xué)
• 主分類號(hào): E21F15/02
• 分類號(hào): E21F15/02;E21D11/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種無煤柱開采巷旁充填支護(hù)技術(shù)，尤其是一種鋼管混凝土墩柱沿空留巷主動(dòng)支護(hù)結(jié)構(gòu)，用于沿空留巷巷旁充填支護(hù)技術(shù)中。

背景技術(shù)

鋼管混凝土墩柱沿空留巷以其突出的技術(shù)經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)在煤礦沿空留巷巷旁充填支護(hù)技術(shù)中得到越來越多的應(yīng)用。與傳統(tǒng)的混凝土墻體巷旁支護(hù)相比，鋼管混凝土墩柱的外部鋼管不僅在澆筑混凝土過程中充當(dāng)模板的作用，同時(shí)給內(nèi)部混凝土提供約束，使內(nèi)部混凝土處于三向應(yīng)力狀態(tài)，在一定程度上提高內(nèi)部混凝土的強(qiáng)度和延性。外部鋼管在內(nèi)部核心混凝土的約束作用下，由原來的單向應(yīng)力狀態(tài)變?yōu)殡p向應(yīng)力狀態(tài)，其力學(xué)特征也得到有效地發(fā)揮。因此，基于鋼管和混凝土組合結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)的鋼管混凝土墩柱沿空留巷技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。然而，由于井下巷道高度的不一致性，標(biāo)準(zhǔn)尺寸的鋼管混凝土柱在使用過程中與巷道頂板的接觸性問題一直沒有得到有效解決。為實(shí)現(xiàn)充分接頂，通常在鋼管混凝土墩柱上方架設(shè)不同厚度的枕木以適應(yīng)不同的巷道高度變化。枕木的強(qiáng)度和延性與鋼管混凝土墩柱相比存在較大的差異性，對(duì)于充分發(fā)揮鋼管混凝土墩柱結(jié)構(gòu)高強(qiáng)、高延展性的技術(shù)優(yōu)勢(shì)產(chǎn)生不利影響。具體表現(xiàn)為頂板來壓過程中枕木產(chǎn)生較大變形，但是承載力始終處于較低水平，最終導(dǎo)致在留巷初期出現(xiàn)較大范圍的頂板下沉，甚至?xí)鹕细矌r層的離層，繼而影響整個(gè)留巷系統(tǒng)的穩(wěn)定性。另一方面，鋼管混凝土墩柱本身隸屬于被動(dòng)支護(hù)體系，無法在架設(shè)初期提供有效的初撐力用以抵抗上覆巖層的移動(dòng)，特別是在留巷初期無法提供足夠的初撐力切斷工作面采空區(qū)側(cè)頂板以形成弧形三角板結(jié)構(gòu)。為解決鋼管混凝土墩柱的充分接頂問題和初撐力問題，本實(shí)用新型提出一種鋼管混凝土墩柱沿空留巷主動(dòng)支護(hù)結(jié)構(gòu)，最大限度地實(shí)現(xiàn)鋼管混凝土墩柱的充分接頂，并提供有效的可控的初撐力。

發(fā)明內(nèi)容

技術(shù)問題：本實(shí)用新型的目的是提供一種能夠充分接頂并提供可控初撐力的鋼管混凝土墩柱沿空留巷主動(dòng)支護(hù)結(jié)構(gòu)，解決傳統(tǒng)鋼管混凝土墩柱沿空留巷支護(hù)技術(shù)中無法充分接頂?shù)募夹g(shù)問題，同時(shí)改變現(xiàn)有鋼管混凝土墩柱沿空留巷的被動(dòng)支護(hù)形式為主動(dòng)支護(hù)，提供可以根據(jù)實(shí)際需要調(diào)節(jié)的初撐力。

一種鋼管混凝土墩柱沿空留巷主動(dòng)支護(hù)結(jié)構(gòu)，主要由鋼管混凝土墩柱，液壓千斤頂，混凝土注漿泵，乳化液泵站和橡膠軟管組成。

所述的鋼管混凝土墩柱由外部鋼管和內(nèi)部充填的混凝土組成，所述的液壓千斤頂?shù)闹睆奖蠕摴芑炷炼罩袖摴艿膬?nèi)徑小5 cm。

所述的鋼管混凝土墩柱的外部鋼管為除頂部留設(shè)有注漿孔和排氣孔外兩端封閉的圓形鋼管。外部鋼管通過在上下兩端焊接圓形鋼板的方式實(shí)現(xiàn)空間密閉。其中，上端頭鋼板焊接在距離外部鋼管上部邊緣3 cm的位置，空出的位置作為限位槽用以安放液壓千斤頂。鋼管頂部位置留設(shè)有注漿孔和排氣孔，其中排氣孔位置高于注漿孔，注漿孔外側(cè)焊接有可以通過混凝土漿液的空心螺絲，內(nèi)置有螺紋的橡膠軟管一端與空心螺絲連接，另一端通過快速接頭與混凝土注漿管連接。注漿孔通過空心螺絲與帶有單向閥的橡膠軟管連接。

所述的中部位置安設(shè)有單向注液閥的橡膠軟管可以防止混凝土漿液回流。橡膠軟管一端通過空心螺絲與注漿孔連接，另一端通過快速接頭與混凝土注漿管連通。注漿過程中鋼管內(nèi)的空氣在混凝土漿液壓力作用下通過排氣孔排出，當(dāng)排氣孔出現(xiàn)連續(xù)性混凝土漿液溢出時(shí)，表明鋼管已經(jīng)被混凝土完全充滿，此時(shí)可以停止注漿作業(yè)。

所述的液壓千斤頂為通過乳化液泵提供動(dòng)力的圓柱形液壓千斤頂。圓柱形液壓千斤頂配套有壓力表。所述的圓柱形液壓千斤頂可以直接放置在鋼管上端頭留設(shè)的高度為3 cm 的限位槽里。

所述的液壓千斤頂通過乳化液輸送管與布置在巷道底板上的乳化液泵站連通，通過乳化液泵站為液壓千斤頂?shù)幕钊\(yùn)動(dòng)提供動(dòng)力。

本實(shí)用新型的有益效果在于能夠改變傳統(tǒng)的鋼管混凝土沿空留巷的被動(dòng)支護(hù)形式為主動(dòng)支護(hù)，可以根據(jù)工程需要提供合適的初撐力，對(duì)于及時(shí)切斷沿空留巷采空區(qū)側(cè)上覆巖層，形成弧形三角板結(jié)構(gòu)具有重要的意義。同時(shí)，通過在鋼管上部限位槽中安設(shè)的液壓千斤頂在提供合適初撐力的前提下實(shí)現(xiàn)鋼管混凝土墩柱與巷道頂板良好的接觸，可以有效避免頂板離層對(duì)沿空留巷整體穩(wěn)定性造成的影響。此外，液壓千斤頂配套的壓力表可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)鋼管混凝土墩柱的承載力變化特征，減少了專門設(shè)置壓力監(jiān)測(cè)裝置產(chǎn)生的額外經(jīng)濟(jì)成本。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型鋼管混凝土墩柱沿空留巷主動(dòng)支護(hù)結(jié)構(gòu)的整體布置示意圖；

圖2是本實(shí)用新型鋼管混凝土墩柱沿空留巷主動(dòng)支護(hù)結(jié)構(gòu)的鋼管混凝土墩柱整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本實(shí)用新型鋼管混凝土墩柱沿空留巷主動(dòng)支護(hù)結(jié)構(gòu)的鋼管和液壓千斤頂連接示意圖；