[發(fā)明專利]裝配式巷道加固支護(hù)結(jié)構(gòu)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110168621.0
• 申請日: 2021-02-07
• 公開（公告）號(hào): CN112943294B
• 公開（公告）日: 2023-07-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張儷齡;葉洲元;段宸章
• 申請（專利權(quán)）人: 湖南科技大學(xué)
• 主分類號(hào): E21D11/00
• 分類號(hào): E21D11/00;E21D20/00;E21D11/04;E21D11/14
• 代理公司: 廣州粵高專利商標(biāo)代理有限公司 44102
• 代理人: 楊千尋;杜梅花

本發(fā)明涉及巖土工程技術(shù)領(lǐng)域，公開一種裝配式巷道加固支護(hù)結(jié)構(gòu)，包括貼合巷道頂壁設(shè)置的多個(gè)豎向吸能單元和設(shè)置在巷道兩側(cè)的支撐柱，還包括在相鄰豎向吸能單元之間、豎向吸能單元和支撐柱之間起柔性連接作用的橫向緩沖單元；豎向吸能單元內(nèi)置彈性部件用于消耗沖擊地壓產(chǎn)生的能量。對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行單元體設(shè)計(jì)，采用模數(shù)化思路，將支護(hù)結(jié)構(gòu)由豎向吸能單元、橫向緩沖單元和支撐柱三者聯(lián)合組成，三者均可在工廠預(yù)制加工完成，便于施工作業(yè)，有效地提高工作效率，降低生產(chǎn)成本，且組合好的豎向吸能單元、和橫向緩沖單元沿巷道內(nèi)壁貼合布置，形成穩(wěn)定的整體，最后再與支撐柱相連接，將荷載傳遞于地面，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定加固效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及巖土工程技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種尤其適用于巖爆多發(fā)區(qū)域的裝配式巷道加固支護(hù)結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

由于深部巖體應(yīng)力場的復(fù)雜性，深井礦巷道首先面臨的是巖爆災(zāi)害，使得已有巷道面臨塌落等安全隱患。隨著開采深度的增加，巖爆發(fā)生的頻率也明顯增加，并且在深部條件下，高應(yīng)力巖爆型巖體破壞具有劇烈的沖擊破壞特征，破壞過程往往是突發(fā)的。

目前常用的巷道支護(hù)方式是利用錨桿或者錨索并結(jié)合支護(hù)頂板對(duì)巷道進(jìn)行支護(hù)，這種支護(hù)方式要求錨桿和錨索與支護(hù)頂板以及巷幫板成為一個(gè)整體，對(duì)巖壁或者巖壁的脫落提供支護(hù)力。但是在產(chǎn)生沖擊地壓時(shí)，這種支護(hù)結(jié)構(gòu)容易發(fā)生不可恢復(fù)的破壞，導(dǎo)致支護(hù)板無法提供原有的支護(hù)力并且還會(huì)出現(xiàn)斷裂等問題，這是由于支護(hù)板以及錨桿支護(hù)方式幾乎全部采用剛性連接，長期使用無法根據(jù)巖層的沉積等現(xiàn)象進(jìn)行自我糾正，無法保證受力的均勻性，無法減少受力集中。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種可有效降低沖擊地壓對(duì)巷道破壞程度的裝配式巷道加固支護(hù)結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種裝配式巷道加固支護(hù)結(jié)構(gòu)，包括貼合巷道頂壁設(shè)置的多個(gè)豎向吸能單元和設(shè)置在巷道兩側(cè)的支撐柱，還包括在相鄰豎向吸能單元之間、豎向吸能單元和支撐柱之間起柔性連接作用的橫向緩沖單元；豎向吸能單元內(nèi)置彈性部件用于消耗沖擊地壓產(chǎn)生的能量。

進(jìn)一步地，豎向吸能單元包括自巷道頂壁開始依次設(shè)置的固定層、消耗層和加固層，固定層和消耗層之間、消耗層和加固層之間還分別設(shè)有上傳導(dǎo)層和下傳導(dǎo)層，上傳導(dǎo)層對(duì)沖擊地壓產(chǎn)生的能量進(jìn)行傳遞，下傳導(dǎo)層用于承載豎向吸能單元的重量，固定層包括用于將豎向吸能單元錨固至巷道頂壁的錨桿和錨索，彈性部件設(shè)置在消耗層內(nèi)，加固層包括將豎向吸能單元連接成整體的連接件，通過調(diào)節(jié)連接件的松緊度可使加固層發(fā)生位移變化。

更進(jìn)一步地，傳導(dǎo)層為高強(qiáng)度鋼板層。

更進(jìn)一步地，消耗層包括兩塊將彈性部件夾設(shè)在中間形成三明治結(jié)構(gòu)的緩沖板。

再進(jìn)一步地，緩沖板由墊板和泡沫金屬板貼合組成，墊板貼合傳導(dǎo)層布置。

還進(jìn)一步地，彈性部件為彈簧。

進(jìn)一步地，橫向緩沖單元包括彈性緩沖件及設(shè)置在彈性緩沖件兩端的連接層，橫向緩沖單元通過連接層分別與豎向吸能單元側(cè)壁及支撐柱相接。

更進(jìn)一步地，橫向緩沖單元還包括設(shè)于兩個(gè)連接層之間的高強(qiáng)連桿。

再進(jìn)一步地，彈性緩沖件為緩沖彈簧，高強(qiáng)連桿為位于緩沖彈簧中心。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

1)對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行單元體設(shè)計(jì)，采用模數(shù)化思路，將支護(hù)結(jié)構(gòu)由豎向吸能單元、橫向緩沖單元和支撐柱三者聯(lián)合組成，三者均可在工廠預(yù)制加工完成，便于施工作業(yè)，有效地提高工作效率，降低生產(chǎn)成本，且組合好的豎向吸能單元、和橫向緩沖單元沿巷道內(nèi)壁貼合布置，形成穩(wěn)定的整體，最后再與支撐柱相連接，將荷載傳遞于地面，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定支護(hù)效果；