[實(shí)用新型]用于富水砂礫層巷道的多級層次支護(hù)裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201821133281.8
• 申請日: 2018-07-17
• 公開（公告）號: CN208502786U
• 公開（公告）日: 2019-02-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 袁越;付金磊;王本生;付浩;秦堅(jiān)
• 申請（專利權(quán)）人: 湖南科技大學(xué)
• 主分類號: E21D11/00
• 分類號: E21D11/00;E21D11/10;E21D11/38;E21D20/00;E21D20/02;E21D21/00;E21F16/00
• 代理公司: 徐州市淮海專利事務(wù)所 32205
• 代理人: 張旭

本實(shí)用新型公開了一種用于富水砂礫層巷道的多級層次支護(hù)裝置，包括超前承載拱、被動承載拱和滯后承載拱，通過采用礦用自鉆式超前短錨桿對巷道掘進(jìn)工作面上方巖土體進(jìn)行超前支護(hù)，進(jìn)而形成一個(gè)礦用自鉆式超前短錨桿錨固的超前承載拱，即一級支護(hù)；工字鋼格柵支架被動地承受著部分圍巖壓力形成被動承載拱，即二級支護(hù)；通過導(dǎo)注管導(dǎo)水卸壓后，進(jìn)行富水松散圍巖的注漿堵水與強(qiáng)度強(qiáng)化，進(jìn)而形成圍巖的滯后承載拱，即三級支護(hù)；本實(shí)用新型通過多級、多個(gè)層次對富水砂礫層巷道在煤層工作面開掘的前期、開采期及采后期的進(jìn)行協(xié)同支護(hù)，從而降低發(fā)生圍巖片幫、冒頂?shù)目赡苄裕岣吒凰暗[層巷道的圍巖穩(wěn)定性。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種巷道的支護(hù)裝置，具體是一種用于富水砂礫層巷道的多級層次支護(hù)裝置。

背景技術(shù)

砂礫層是由結(jié)構(gòu)松散、顆粒大小差異大、固結(jié)成巖作用低的巖土體介質(zhì)構(gòu)成，該地層巷道易發(fā)生頂板冒落、失穩(wěn)垮塌、支架變形失效等問題。特別是圍巖富水情況下，地下水排放、滲漏封堵問題不受重視，導(dǎo)致巷道圍巖壓力急劇增大、穩(wěn)定性大幅下降，極大增加了巷道支護(hù)難度。因此，富水條件下砂礫層巷道的施工、支護(hù)成為我國部分礦區(qū)生產(chǎn)、建設(shè)的一大難題。

礦井巷道常規(guī)支護(hù)方法在應(yīng)對富水砂礫層巷道圍巖變形、失穩(wěn)方面依然存在諸多方面的問題。第一，普通單一支護(hù)方法(錨網(wǎng)索或金屬支架)無法有效解決圍巖片幫、冒頂?shù)葐栴}。例如，采用錨桿(索)時(shí)，由于砂礫層圍巖介質(zhì)顆粒極不均勻、硬度較大、膠結(jié)性差，導(dǎo)致錨固孔尤其是錨索孔成孔比較困難，并且錨桿(索)無可靠的著力基礎(chǔ)，故錨固支護(hù)絕大部分是失效的；而采用金屬支架支護(hù)時(shí)，因其為被動支護(hù)，強(qiáng)度、剛度有限，無法抵抗松動、水壓形成的巨大圍壓，造成支架扭曲、折斷、架間漏冒破壞等。第二，目前對于存在滲漏的富水松散圍巖巷道支護(hù)，一般進(jìn)行注漿堵水與加固，但嚴(yán)重忽視了圍巖的排水導(dǎo)壓，尚沒有一套排水卸壓、止水、加固的一體化解決方案。第三，砂礫層巷道圍巖強(qiáng)度低、整體性差，不僅在服務(wù)階段容易產(chǎn)生片冒災(zāi)害，在施工開掘期間也極易發(fā)生冒頂破壞，故超前支護(hù)十分重要。但采用常見的超前管棚(注漿)或超前錨桿將會遇到頻繁塌孔、成孔率低等棘手的問題，所以有必要從開掘前、開掘中到開掘后綜合防治松散圍巖片冒破壞。由此可見，目前的巷道支護(hù)方法、支護(hù)結(jié)構(gòu)無法滿足富水砂礫層巷道圍巖穩(wěn)定性控制的要求，不能保證巷道安全使用。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本實(shí)用新型提供一種用于富水砂礫層巷道的多級層次支護(hù)裝置，能在煤層工作面開掘的前期、開采期及采后期，均能有效對巷道頂板及兩幫進(jìn)行支護(hù)，從而降低發(fā)生圍巖片幫、冒頂?shù)目赡苄?，提高富水砂礫層巷道的圍巖穩(wěn)定性。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是：一種用于富水砂礫層巷道的多級層次支護(hù)裝置，包括超前承載拱、被動承載拱和滯后承載拱，

所述超前承載拱由多個(gè)礦用自鉆式超前短錨桿沿巷道兩幫及巷道頂板的鉆孔布設(shè)組成，所述礦用自鉆式超前短錨桿包括空心錨桿體、環(huán)塞、鉆頭、緊固螺母和墊板，所述鉆頭內(nèi)部設(shè)有中空腔，鉆頭固定在空心錨桿體的前端且中空腔與空心錨桿體的內(nèi)部連通，鉆頭側(cè)壁上開設(shè)多個(gè)與中空腔連通的溢流孔，空心錨桿體外表面設(shè)有螺紋，鉆頭及部分空心錨桿體處于鉆孔內(nèi)，空心錨桿體的尾端處于鉆孔外，環(huán)塞套在處于鉆孔內(nèi)的空心錨桿體外表面，墊板套在空心錨桿體的尾端并通過緊固螺母壓緊在鉆孔周圍的巷道壁，處于鉆孔內(nèi)的空心錨桿體內(nèi)部裝有流態(tài)防水粘結(jié)劑；

所述被動承載拱為工字鋼格柵支架，工字鋼格柵支架沿巷道兩幫及巷道頂板呈拱形布置，所述工字鋼格柵支架由多個(gè)工字鋼格柵模塊通過螺栓連接組成，工字鋼格柵模塊為網(wǎng)格式結(jié)構(gòu)，其由多個(gè)工字鋼縱橫交錯(cuò)焊接組成；

所述滯后承載拱由多個(gè)導(dǎo)注裝置和加固層組成，多個(gè)導(dǎo)注裝置分別布設(shè)在工字鋼格柵支架中網(wǎng)格間隙的巷道壁內(nèi)，加固層為向多個(gè)導(dǎo)注裝置內(nèi)注漿后凝固形成，所述導(dǎo)注裝置為設(shè)有錐形導(dǎo)頭的導(dǎo)注管，導(dǎo)注管的側(cè)壁上開設(shè)多個(gè)條形孔，多個(gè)條形孔呈梅花形分布在導(dǎo)注管的側(cè)壁，導(dǎo)注管的導(dǎo)頭處于巷道壁內(nèi)，導(dǎo)注管的尾端處于巷道壁外。