[發明專利]一種預防井下巖石破碎段巷道塌方的鋼拱架及其支護方法

在審

• 申請號: 202011246647.4
• 申請日: 2020-11-10
• 公開（公告）號: CN112502730A
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發明（設計）人: 張睿;金明禎;嚴文炳;周通;王永智;雷明禮
• 申請（專利權）人: 西北礦冶研究院
• 主分類號: E21D11/00
• 分類號: E21D11/00;E21D11/18
• 代理公司: 蘭州中科華西專利代理有限公司 62002
• 代理人: 馬小瑞

本發明一種預防井下巖石破碎段巷道塌方的鋼拱架及其支護方法，包括超前鋼管和若干組拱架體，相鄰拱架體之間通過若干連接固定筋相接，所述拱架體包括左右兩個拱架柱腿以及連接左右拱架柱腿的拱架拱頂，在拱架柱腿的底部均設有拱架柱腿支撐板。本發明能有效縮短巷道塌方段或圍巖破碎段掘進工期，對巷道塌方段及時進行超前鋼管預支撐和鋼拱架聯合支護，避免了使用其它支護方式時強度不足容易引起二次塌方的風險，確保了施工的安全。

技術領域

本發明涉及井下巖石巷道防護裝置，具體地說是一種預防井下巖石破碎段巷道塌方的鋼拱架及其支護方法。

背景技術

在井下巷道施工過程中經常會碰到斷層或者巖石破碎段，在這種情況下掘進巷道存在巷道支護不及時引起的塌方，或者支護強度不夠導致的二次塌方等問題。同時，塌方段及圍巖破碎段永久支護一直以來都是井下巷道施工的重點、難點。傳統巷道塌方段施工技術存在以下缺點：1、超前小導管注漿對巖體要求高；2、進行鋼拱架、掛網、系統錨桿支護時，需對塌方段已穩定的塌方體進行擾動施工，開挖安全隱患大，極易出現二次塌方，現場施工作業人員安全無法得到保證；3、采用聯合支護技術及提前二次襯砌施工進度慢，成本高且安全無保證；4、塌方施工技術注漿成本、支護成本、工期滯后罰款等成本較高。

發明內容

本發明的目的是提供一種施工質量穩定、支護強度高、減少施工現場勞動強度、加快工程進度，能有效解決巷道掘進面臨塌方安全隱患的預防井下巖石破碎段巷道塌方的鋼拱架及其支護方法。

為實現上述目的，本發明所述一種預防井下巖石破碎段巷道塌方的鋼拱架，其特點是：包括超前鋼管和若干組拱架體，相鄰拱架體之間通過若干連接固定筋相接，所述拱架體包括左右兩個拱架柱腿以及連接左右拱架柱腿的拱架拱頂，在拱架柱腿的底部均設有拱架柱腿支撐板；其支護方法為：（1）根據巷道斷面和破碎段長度準備若干拱架體，將拱架柱腿、拱架拱頂和拱架柱腿支撐板拆分運至工作面，在工作面現場組裝拱架體，拱架體安裝間距根據現場實際掘進地質及塌方情況采用500mm—1000mm間距；相鄰拱架體之間采用連接固定筋焊接成一個整體鋼拱架；（2）在整體鋼拱架形成支撐后，在工作面拱頂和拱架柱腿側預打孔，將超前鋼管嵌入孔內形成預支撐，與工作面相連，形成一個保護假頂，超前鋼管環向布置，間距根據巖石破碎程度300-500mm，和鋼拱架支撐焊接成一整體；（3）在安裝完成后，組織噴漿作業對噴射強度大于C15的噴射混凝土，厚度大于150mm，使整個超前鋼管預支撐和鋼拱架聯合支護形成一個整體，形成永久性支護。

本發明一種預防井下巖石破碎段巷道塌方的鋼拱架及其支護方法技術方案中，進一步優選的技術方案特征是：

1、所述拱架拱頂為弧形拱頂；

2、所述拱架柱腿、拱架拱頂和拱架柱腿支撐板均采用工字鋼加工而成。

與現有技術相比，本發明的有益效果如下：

1、超前鋼管預支撐和鋼拱架聯合支護結合了噴射混凝土支護，極大的增強了支護強度，避免了使用其它支護方式時強度不足容易引起二次塌方的風險，確保了施工的安全；

2、使用超前鋼管預支撐和鋼拱架聯合支護技術進行臨時支護塌方段及圍巖破碎段，對圍巖穩定性、擾動等情況要求較低；

3、采用超前鋼管預支撐和鋼拱架聯合支護技術縮短了巷道塌方段或圍巖破碎段掘進工期，縮短了整體的建設工期。使用傳統過塌方施工技術超前注漿—出渣—支護，超前注漿設備使用多，工序復雜，每循環時間較長；而使用鋼拱架支護施工相對簡便，每循環時間縮短。

附圖說明

圖1為本發明鋼拱架的結構示意圖。

具體實施方式

下面將結合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。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。