[發(fā)明專利]一種大變形巷道采用的抗剪錨索支護(hù)結(jié)構(gòu)及支護(hù)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110631467.6
• 申請(qǐng)日: 2021-06-07
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113202530B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-02-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 肖同強(qiáng);余子豪;王澤源;王偉;許磊;趙帥;王猛;神文龍;劉勤裕
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 河南理工大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): E21D21/00
• 分類(lèi)號(hào): E21D21/00
• 代理公司: 北京科億知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11350
• 代理人: 李興林

1.一種大變形巷道采用的抗剪錨索支護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于：包括組裝到一起的組合式抗彎鋼梁、孔口抗剪護(hù)管組件和加密錨索；

所述組合式抗彎鋼梁包括第一型鋼和第二型鋼，所述第二型鋼為︹形或非對(duì)稱V形，所述第二型鋼的開(kāi)口一側(cè)扣入到所述第一型鋼內(nèi)，所述第一型鋼采用槽型鋼，所述槽型鋼的平面部分緊貼圍巖表面；所述孔口抗剪護(hù)管組件的一端連接在所述槽型鋼的平面部分，孔口抗剪護(hù)管組件的另一端進(jìn)入圍巖鉆孔內(nèi)；所述加密錨索包括錨索和錨索鎖具，所述錨索的前端插入到圍巖鉆孔中并采用樹(shù)脂錨固劑錨固，錨索的尾端依次貫穿所述第一型鋼上的孔口抗剪護(hù)管組件、所述第二型鋼，并將孔口抗剪護(hù)管組件的一端壓入到圍巖鉆孔內(nèi)，然后采用所述錨索鎖具鎖緊定位在所述第二型鋼的外部。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大變形巷道采用的抗剪錨索支護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于：一個(gè)所述組合式抗彎鋼梁上設(shè)置有多個(gè)所述加密錨索，所述加密錨索設(shè)置為三根時(shí)分別位于所述組合式抗彎鋼梁的兩端和中間。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大變形巷道采用的抗剪錨索支護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述組合式抗彎鋼梁設(shè)置為D形時(shí)，所述第一型鋼采用的槽型鋼截面設(shè)置為[形，所述槽型鋼的平面部分設(shè)置有多個(gè)與所述孔口抗剪護(hù)管組件直徑相匹配的腰形孔，所述腰形孔的長(zhǎng)邊沿著槽型鋼的長(zhǎng)度方向；所述第二型鋼的截面設(shè)置為︹形，︹形型鋼的沿長(zhǎng)度方向的中心線上設(shè)置有多個(gè)與所述錨索相匹配的圓形孔。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的大變形巷道采用的抗剪錨索支護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述孔口抗剪護(hù)管組件包括墊板和圓形護(hù)管，所述圓形護(hù)管焊接在所述墊板的一側(cè)面上，且所述墊板與所述圓形護(hù)管的中心對(duì)應(yīng)處設(shè)置有通孔；所述墊板位于所述第一型鋼的凹槽內(nèi)，所述圓形護(hù)管貫穿所述腰形孔后進(jìn)入圍巖鉆孔內(nèi)；所述錨索安裝時(shí)從所述通孔和圓形護(hù)管內(nèi)孔中穿過(guò)。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的大變形巷道采用的抗剪錨索支護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述孔口抗剪護(hù)管組件包括圓形護(hù)管，所述圓形護(hù)管的一端穿過(guò)所述第一型鋼上的腰形孔且高出凹槽一側(cè)表面20～30mm，所述圓形護(hù)管的另一端貫穿所述腰形孔后進(jìn)入圍巖鉆孔內(nèi)；所述錨索安裝時(shí)從所述圓形護(hù)管內(nèi)孔中穿過(guò)且錨索索體緊貼圓形護(hù)管的內(nèi)壁,并靠相互擠壓形成的摩擦力固定。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的大變形巷道采用的抗剪錨索支護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述孔口抗剪護(hù)管組件包括圓形護(hù)管和墊板，所述圓形護(hù)管和墊板采用分體式結(jié)構(gòu)，所述墊板連接在所述第一型鋼的凹槽內(nèi)，所述墊板上設(shè)置有錨索孔，所述錨索孔與所述第一型鋼上的腰形孔重合，所述圓形護(hù)管的一端穿過(guò)所述第一型鋼、墊板且高出凹槽一側(cè)表面20～30mm，所述圓形護(hù)管的另一端貫穿所述腰形孔后進(jìn)入圍巖鉆孔內(nèi)；所述錨索安裝時(shí)從所述圓形護(hù)管內(nèi)孔中穿過(guò)且錨索索體緊貼圓形護(hù)管的內(nèi)壁，并靠相互擠壓形成的摩擦力固定。

7.根據(jù)權(quán)利要求4或6所述的大變形巷道采用的抗剪錨索支護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述墊板采用平墊板或拱形墊板，所述墊板的寬度與所述槽型鋼的內(nèi)部寬度剛好適應(yīng)，所述墊板的長(zhǎng)度不小于300mm；所述圓形護(hù)管與所述錨索緊密接觸并擠緊，圓形護(hù)管的長(zhǎng)度不小于500mm。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大變形巷道采用的抗剪錨索支護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于：相鄰兩個(gè)所述錨索的間距小于1000mm。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大變形巷道采用的抗剪錨索支護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述組合式抗彎鋼梁設(shè)置為異形時(shí)，所述第一型鋼采用的槽型鋼截面設(shè)置為[形，所述槽型鋼的平面部分設(shè)置有多個(gè)與所述孔口抗剪護(hù)管組件直徑相匹配的腰形孔，所述腰形孔的長(zhǎng)邊沿著槽型鋼的長(zhǎng)度方向；所述第二型鋼的截面設(shè)置為非對(duì)稱V形，非對(duì)稱V形型鋼的兩個(gè)邊一個(gè)為長(zhǎng)邊一個(gè)為短邊，所述長(zhǎng)邊上設(shè)置有多個(gè)與所述錨索相匹配的圓形孔。

10.一種如權(quán)利要求1-9任意一項(xiàng)所述的大變形巷道采用的抗剪錨索支護(hù)結(jié)構(gòu)的支護(hù)方法，其特征在于：包括以下操作步驟，

步驟一、計(jì)算并備料：根據(jù)巷道圍巖應(yīng)力條件、圍巖結(jié)構(gòu)及力學(xué)性質(zhì)參數(shù)、巷道斷面形狀及尺寸和生產(chǎn)技術(shù)條件，確定錨索的材質(zhì)、直徑、長(zhǎng)度及間排距，組合式抗彎鋼梁的材質(zhì)、規(guī)格及尺寸，以及孔口抗剪護(hù)管組件的材質(zhì)、規(guī)格及尺寸，并準(zhǔn)備所有零件的材料；

步驟二、組合式抗彎鋼梁的加工：依據(jù)錨索直徑及間距，確定第一型鋼上腰形孔和第二型鋼上圓形孔的位置，根據(jù)錨索的規(guī)格確定加工尺寸，然后加工制作相應(yīng)的腰形孔和圓形孔；

步驟三、巷道圍巖中錨索鉆孔作業(yè)：依據(jù)錨索直徑及長(zhǎng)度，采用礦用錨索鉆機(jī)在巷道圍巖中打設(shè)錨索鉆孔，錨索鉆孔直徑比錨索直徑大8～12mm，錨索鉆孔長(zhǎng)度比錨索的長(zhǎng)度小200～300mm；

步驟四、錨索的安裝：錨索鉆孔鉆進(jìn)完成后，采用錨索前端將樹(shù)脂錨固劑送入孔底，之后采用錨索鉆機(jī)配合攪拌器將樹(shù)脂錨固劑一邊推進(jìn)一邊攪拌，直至錨索前端進(jìn)入鉆孔孔底，攪拌時(shí)間為20～30s；

步驟五、整體組裝：按照每根組合式抗彎鋼梁配備的錨索數(shù)量，完成所有配備錨索錨固后，將第一型鋼、孔口抗剪護(hù)管組件、第二型鋼依次套入錨索的尾部，并將其托至緊貼頂板的位置，將錨索鎖具安裝套入錨索的尾部，然后采用張拉千斤頂套在錨索上，開(kāi)泵進(jìn)行張拉預(yù)緊,錨索預(yù)緊力不小于200kN；

步驟六、按照巷道抗剪錨索支護(hù)布置要求，依次完成整條巷道抗剪錨索支護(hù)結(jié)構(gòu)的布置安裝，最終形成高強(qiáng)抗剪支護(hù)結(jié)構(gòu)。