[發明專利]拱形巷道預應力錨索桁架與U型鋼聯合支護系統及方法

在審

• 申請號: 202010499485.9
• 申請日: 2020-06-04
• 公開（公告）號: CN111441807A
• 公開（公告）日: 2020-07-24
• 發明（設計）人: 張為星;李向東;李強;盛佳;劉東銳
• 申請（專利權）人: 長沙礦山研究院有限責任公司
• 主分類號: E21D21/00
• 分類號: E21D21/00;E21D11/18
• 代理公司: 長沙新裕知識產權代理有限公司 43210
• 代理人: 方暉

本發明公開了拱形巷道預應力錨索桁架與U型鋼聯合支護系統及方法，包括拱形巷道、U型鋼支架以及與所述U型鋼支架連接的錨桿索組件；所述錨桿索組件包括位于巖體的錨索件、錨索連接器和鎖具，所述錨索連接器位于所述U型鋼支架內，所述錨索件與所述U型鋼支架連接；所述錨索件包括位于所述U型鋼支架頂部的中錨索、位于所述中錨索右側的右錨索以及位于所述中錨索左側的左錨索，所述左錨索和所述右錨索通過所述錨索連接器分別與所述中錨索連接，所述中錨索通過所述鎖具與所述U型鋼支架頂部連接，并向U型鋼內部空腔內注入水泥砂漿。本發明通過錨索連接器和帶孔U型鋼支架實現拱形巷道的錨索桁架協同承載支護，增強了支護強度。

技術領域

本發明涉及礦山巷道支護技術領域，尤其涉及拱形巷道預應力錨索桁架與U型鋼聯合支護系統及方法。

背景技術

在礦山開采中，保障安全是生產的前提，尤其是井下巷道安全，巷道作為開采作業活動的通道，巷道支護是必需的重要工程，采礦工作面必須按作業規程規定及時支護，所有支架必須架設牢固。在支護工程中，對于巷道頂部的支護尤為重要，隨著在巷道中的掘進，為巷道提供有效支護的巷道支護設備及支護方式也需要額外加強，如果不能得到及時支護，則極其容易造成頂板坍塌冒落，進而引發安全事故，錨索桁架支護技術在煤礦的矩形巷道已有大量的應用，該技術的關鍵在于采用錨索特制連接器將錨索連接成一體，以實現錨索之間的協同承載。

目前，拱形巷道錨索桁架的運用主要是配合U型剛形成聯合支護結構，現有錨索桁架與U型剛支護方法的具體實現方式為將每根錨索與U型剛連接固定，組成錨索與U型剛桁架系統，但是其中并未用到錨索桁架支護技術中常用的錨索特制連接器。該方法中因為錨索之間的U型鋼為剛性結構，錨索之間沒有直接的相互作用，所以未實現錨索桁架支護技術中關鍵的錨索協同承載，另外也不能使錨固區巖體處于多向擠壓狀態，支護效果難以保證。

現有技術中(CN202544879U)公開了一種應用于井下破碎帶、斷層等破碎等級極高的地段以及地應力極易集中且服務時間較長地段的巷道支護裝置。其目的是為了提供一種高強度巷道支護裝置，能夠提供穩定良好的支護效果，消除由于巷道支護不穩定而帶來的安全隱患。本實用新型一種高強度巷道支護裝置包括若干排樹脂長錨索組、U型拱架、槽鋼和圓木。每排樹脂長錨索組均包括3根樹脂長錨索，形成網度為12×2.0米樹脂長錨索組合，兩排相臨的樹脂長錨索組之間用3根槽鋼連接，U型拱架為可縮性金屬拱支架，每排樹脂長錨索組的外端均設置有一個U型拱架，U型拱架與巷道巖壁之間的空隙內沿拉桿方向填充若干根圓木，U型拱架、巷道巖壁與圓木之間的間隙充填混凝土。

該裝置設置有數排樹脂長錨索組，排與排之間通過槽鋼剛性連接，每排設置有U型拱架，而U型拱架與樹脂長錨索組并無連接，使得樹脂長錨索和U型鋼架之間缺少協同承載，無法形成聯合支護，兩者只能作為獨立個體分別進行支護，支護強度不能疊加，無法達到增強支護的效果，并且樹脂長錨索之間也沒有相互連接，不能使錨固區巖體處于多向擠壓狀態，支護效果難以保證。

發明內容

針對上述現有技術的不足，本發明的目的是提供拱形巷道預應力錨索桁架與U型鋼聯合支護系統。

本發明為了解決錨索桁架與U型鋼支架之間無法形成協同承載技術問題，采用錨索連接器將錨索桁架與U型鋼支架之間形成聯合支護技術手段，達到錨索桁架和U型鋼支架協同承載的技術效果。

本發明是通過以下技術方案予以實現的。

一種拱形巷道預應力錨索桁架與U型鋼聯合支護系統，包括拱形巷道、U型鋼支架以及與所述U型鋼支架連接的錨桿索組件，所述拱形巷道設置有安裝孔，所述U型鋼支架與所述拱形巷道相適應，所述錨桿索組件包括錨索件、錨索連接器、鎖具，所述錨索件設置于所述安裝孔內，所述錨索連接器位于所述U型鋼支架內，所述錨索件通過所述鎖具與所述U型鋼支架連接，所述錨索件包括位于所述U型鋼支架頂部的中錨索、位于所述中錨索右側的右錨索以及位于所述中錨索左側的左錨索，所述左錨索和所述右錨索通過所述錨索連接器分別與所述中錨索連接，所述中錨索通過所述鎖具與所述U型鋼支架頂部連接。