專利名稱：煤巷縱向梁復(fù)合式支護(hù)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及采用縱向梁的煤巷支護(hù)方法，尤其適用于高礦壓、煤巖體破碎的煤巷支護(hù)。
背景技術(shù)：
煤層面積占巷道斷面4/5或4/5以上的巷道，稱為煤巷。煤巷是回采工作面的主要通道，維護(hù)其在服務(wù)期內(nèi)的整體穩(wěn)定性及安全性具有重要意義。我國(guó)煤巷現(xiàn)場(chǎng)條件復(fù)雜多變，圍巖物理力學(xué)參數(shù)普遍較低；同時(shí)，由于煤層開(kāi)采深度不斷增加，使巷道圍巖應(yīng)力日益增大且分布復(fù)雜，導(dǎo)致煤巷支護(hù)難度越來(lái)越大。如圖1所示，常規(guī)煤巷支護(hù)方法主要在巷道頂板與幫部，一排一排地打設(shè)多根錨桿、錨索進(jìn)行支護(hù)，使得巷道錨桿、錨索支護(hù)力只能一排一排單獨(dú)發(fā)揮作用，未能發(fā)揮整體支護(hù)效果。此外，煤巷圍巖一般松散破碎，強(qiáng)度和彈性模量低，在較大礦壓作用下，巷道冒頂、片幫等事故時(shí)有發(fā)生。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出一種煤巷縱向梁復(fù)合式支護(hù)方法，該方法能提供一種整體復(fù)合式支護(hù)方式，提高煤巷支護(hù)強(qiáng)度，從而達(dá)到改善煤巷圍巖受力狀態(tài)，增加煤巷整體穩(wěn)定性的效果。本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):煤巷縱向梁復(fù)合式支護(hù)方法利用縱向梁(工字鋼縱向梁或W型鋼帶縱向梁)將錨桿、錨索、橫向鋼帶和鋼筋網(wǎng)連接成整體，使得錨桿、錨索的支護(hù)力被合理地分配到縱向梁和橫向鋼帶，進(jìn)一步通過(guò)鋼筋網(wǎng)均勻地分配到煤巷圍巖的表面，提高煤巷的整體穩(wěn)定性。首先，鋪設(shè)Φ 6.5mm鋼筋網(wǎng)；然后，用Φ 18 22臟，長(zhǎng)度2.0 2.4m的左旋螺紋鋼錨桿與橫向鋼帶(W型鋼帶或鋼筋鋼帶等)進(jìn)行橫向支護(hù)；最后，用縱向梁(工字鋼縱向梁或W型鋼帶縱向梁)和Φ 21.6mm，長(zhǎng)度6 IOm的錨索進(jìn)行縱向支護(hù)，形成整體支護(hù)結(jié)構(gòu)，提高巷道穩(wěn)定性。利用工字鋼縱向梁實(shí)現(xiàn)時(shí)，將兩根工字鋼通過(guò)數(shù)根厚度為10mm、寬度為20mm的鋼條焊接在一起，兩端焊接帶4個(gè)螺栓孔的優(yōu)質(zhì)鋼板。鋼板厚度為16mm，高度為工字鋼高度與兩個(gè)鋼條厚度之和。前后相鄰的兩個(gè)工字鋼縱向梁通過(guò)端部的鋼板用4個(gè)高強(qiáng)度螺栓進(jìn)行連接。利用W型鋼帶縱向梁實(shí)現(xiàn)時(shí)，采用厚度為3 5臟，寬度為280mm的W型鋼帶縱向梁。將前后相鄰的兩個(gè)W型鋼帶縱向梁端部的孔重合，用一根錨索連接，并錨固在煤巷圍巖上。由本發(fā)明的技術(shù)方案可見(jiàn)，縱向梁煤巷支護(hù)方法能形成一種整體復(fù)合式支護(hù)方式，將錨桿、錨索的支護(hù)力較均勻的施加到煤巷圍巖表面，提供很強(qiáng)的整體支護(hù)力，從而提高煤巷整體穩(wěn)定性，保證煤巷的安全性。
圖1為煤巷常規(guī)頂板支護(hù)示意圖；圖2為煤巷單根縱向梁復(fù)合式支護(hù)示意圖；圖3為煤巷兩根縱向梁復(fù)合式支護(hù)示意圖；圖4為單根工字鋼縱向梁結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為工字鋼縱向梁連接處斜俯視圖；圖6為工字鋼縱向梁連接處斜仰視圖；圖7為W型鋼帶縱向梁連接處斜俯視圖；圖8為W型鋼帶縱向梁連接處斜仰視圖。圖中:1-錨桿，2-橫向鋼帶(W型鋼帶或鋼筋鋼帶等)，3_錨索，4-鐵絲網(wǎng)，5-縱向梁(工字鋼縱向梁或W型鋼帶縱向梁)，6-鋼筋網(wǎng)，7-鋼條，8-工字鋼，9-鋼板，10-螺栓 L 11-螺栓，12-錨索托盤(pán)，13-W型鋼帶，14-W型鋼帶孔。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提出的煤巷縱向梁復(fù)合式支護(hù)方法較佳的具體實(shí)施方式
如下:煤巷開(kāi)掘后，第一步進(jìn)行橫向支護(hù)，第二步進(jìn)行縱向支護(hù)。(I)進(jìn)行橫向支護(hù) 。(參照?qǐng)D2、3)鉆錨桿孔后，在煤巷圍巖鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)6，用14#鐵絲將鋼筋網(wǎng)6與先前鋪設(shè)的鋼筋網(wǎng)相連接。安裝橫向鋼帶2，橫向鋼帶2采用W型鋼帶或鋼筋鋼帶等。然后安裝錨桿1，對(duì)錨桿I施加預(yù)緊力，通過(guò)錨桿托盤(pán)將橫向鋼帶2與鋼筋網(wǎng)6貼緊煤巷圍巖，從而提供橫向支護(hù)力。錨桿I為Φ 18 22mm,長(zhǎng)度2.0 2.4m的左旋螺紋鋼錨桿。每根錨桿用兩卷錨固劑(一卷MSK2355樹(shù)脂錨固劑與一卷MSCK2355樹(shù)脂錨固劑，MSCK2355樹(shù)脂錨固劑在孔底)。橫向鋼帶2可選用厚度為3 5mm，寬度為280mm的W型鋼帶或Φ 14mm鋼筋制作的鋼筋鋼帶。鋼筋網(wǎng)6選用Φ6.5_鋼筋加工制作。(2)進(jìn)行縱向支護(hù)。利用縱向梁將錨桿、錨索、橫向鋼帶和鋼筋網(wǎng)連接成整體。一條煤巷設(shè)一道或多道縱向梁，縱向梁有工字鋼縱向梁和W型鋼帶縱向梁兩種形式。①工字鋼縱向梁。(參照?qǐng)D2 6)鉆錨索孔后，安裝工字鋼縱向梁5，通過(guò)高強(qiáng)度螺栓11連接縱向梁端部的鋼板9，從而將這根工字鋼縱向梁5與相鄰的工字鋼縱向梁連接在一起。安設(shè)一根或數(shù)根錨索3，然后對(duì)錨索3施加預(yù)應(yīng)力，使工字鋼縱向梁5和橫向鋼帶2緊密結(jié)合，從而提供縱向支護(hù)力，同時(shí)把錨桿1、橫向鋼帶2、鋼筋網(wǎng)6等連接成一個(gè)支護(hù)整體。錨索3為Φ 21.6mm,長(zhǎng)度6 10m。每根錨索用三卷錨固劑(兩卷MSK2355樹(shù)脂錨固劑與一卷MSCK2355樹(shù)脂錨固劑，MSCK2355樹(shù)脂錨固劑在孔底)。工字鋼縱向梁由兩根工字鋼8通過(guò)數(shù)根厚度為10mm、寬度為20mm鋼條7焊接在一起，兩端焊接帶四個(gè)螺栓孔10的優(yōu)質(zhì)鋼板9。鋼板9厚度為16mm，高度為工字鋼高度與兩個(gè)鋼條厚度之和。②W型鋼帶縱向梁。(參照?qǐng)D2、3、7、8)
鉆錨索孔后，安裝W型鋼帶縱向梁13，使W型鋼帶縱向梁13的端部孔14與前后相鄰W型鋼帶縱向梁端部孔重合，用一根錨索3穿入此孔14，并錨固在煤巷圍巖上。對(duì)錨索3施加預(yù)應(yīng)力，使W型鋼帶縱向梁13和橫向鋼帶2緊密結(jié)合，從而提供縱向支護(hù)力，同時(shí)把錨桿1、橫向鋼帶2、鋼筋網(wǎng)6等連接成一個(gè)支護(hù)整體。錨索3為Φ21.6mm，長(zhǎng)度6 10m。每根錨索用三卷錨固劑(兩卷MSK2355樹(shù)脂錨固劑與一卷MSCK2355樹(shù)脂錨固劑，MSCK2355樹(shù)脂錨固劑在孔底)。W型鋼帶13的厚度為3 5mm,寬度為280mm。本發(fā)明在煤巷項(xiàng)板支護(hù)與幫部支護(hù)中均具有適用性。煤巷縱向梁復(fù)合式支護(hù)方法通過(guò)與FLAC3d軟件相結(jié)合，針對(duì)具體的工程概況優(yōu)化煤巷支護(hù)參數(shù)，如錨桿具體長(zhǎng)度和間排距、錨索具體長(zhǎng)度和間排距、橫向鋼帶和縱向梁具體長(zhǎng)度等，從而得出科學(xué)的煤巷支護(hù)方案，提高煤巷穩(wěn)定性。煤巷縱向梁復(fù)合式支護(hù)方法，能改善圍巖應(yīng)力狀態(tài)，減小巷道變形量與極限平衡區(qū)，提高巷道整體穩(wěn)定性，從而使煤巷支護(hù)效果得到大幅提高與改善，保證巷道在服務(wù)期內(nèi)的安全性。以上所述，僅為較佳的具體實(shí)施方式
。本發(fā)明的保護(hù)范圍不局限于此，任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種煤巷縱向梁復(fù)合式支護(hù)方法，其特征在于:利用縱向梁將錨桿、錨索、橫向鋼帶和鋼筋網(wǎng)連接成整體，將錨桿、錨索的支護(hù)力合理地分配到縱向梁和橫向鋼帶，再通過(guò)鋼筋網(wǎng)均勻地分配到煤巷圍巖的表面，提高煤巷的整體穩(wěn)定性；包括以下步驟:首先，鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)，然后，用錨桿與橫向鋼帶進(jìn)行橫向支護(hù)，最后，用縱向梁和錨索進(jìn)行縱向支護(hù)，形成整體支護(hù)結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤巷縱向梁復(fù)合式支護(hù)方法，其特征在于:鉆錨桿孔后，在煤巷圍巖鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)，用鐵絲將鋼筋網(wǎng)與先前鋪設(shè)的鋼筋網(wǎng)相連接，安裝橫向鋼帶，橫向鋼帶采用W型鋼帶或鋼筋鋼帶等，然后安裝錨桿，對(duì)錨桿施加預(yù)緊力，通過(guò)錨桿托盤(pán)將橫向鋼帶與鋼筋網(wǎng)貼緊煤巷圍巖，從而提供橫向支護(hù)力。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤巷縱向梁復(fù)合式支護(hù)方法，其特征在于:一條煤巷設(shè)一道或多道縱向梁，縱向梁有工字鋼縱向梁和W型鋼帶縱向梁兩種形式。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、3所述的煤巷縱向梁復(fù)合式支護(hù)方法，其特征在于:鉆錨索孔后，安裝工字鋼縱向梁，通過(guò)高強(qiáng)度螺栓連接縱向梁端部的鋼板，從而將這根工字鋼縱向梁與相鄰的工字鋼縱向梁連接在一起，安設(shè)一根或數(shù)根錨索，然后對(duì)錨索施加預(yù)應(yīng)力，使工字鋼縱向梁和橫向鋼帶緊密結(jié)合，從而提供縱向支護(hù)力，同時(shí)把錨桿、橫向鋼帶、鋼筋網(wǎng)等連接成一個(gè)支護(hù)整體；其中工字鋼縱向梁由兩根工字鋼通過(guò)數(shù)根鋼條焊接在一起，兩端焊接帶四個(gè)螺栓孔的優(yōu)質(zhì)鋼板。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、3所述的煤巷縱向梁復(fù)合式支護(hù)方法，其特征在于:鉆錨索孔后，安裝W型鋼帶縱向梁，使W型鋼帶縱向梁的端部孔與前后相鄰W型鋼帶縱向梁端部孔重合，用一根錨索穿入此孔，并錨固在煤巷圍巖上，對(duì)錨索施加預(yù)應(yīng)力，使W型鋼帶縱向梁和橫向鋼帶緊密結(jié)合，從而提供縱向支護(hù)力，同時(shí)把錨桿、橫向鋼帶、鋼筋網(wǎng)等連接成一個(gè)支護(hù)整體。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4、5所述的煤巷縱向梁復(fù)合式支護(hù)方法，其特征在于:支護(hù)材料必須選用以下參數(shù): 錨桿:選用Φ 18 22mm，長(zhǎng)度2.0 2.4m的左旋螺紋鋼錨桿； 錨索:選用Φ 21.6mm,長(zhǎng)度6 IOm的錨索； 鋼條:選用厚度為10mm、寬度為20mm的鋼條； 鋼板:選用厚度為16mm，高度為工字鋼高度與兩個(gè)鋼條厚度之和的優(yōu)質(zhì)鋼板； W型鋼帶:選用厚度為3 5mm，寬度為280mm的W型鋼帶； 鋼筋網(wǎng):選用Φ 6.5mm鋼筋加工制作的鋼筋網(wǎng)； 鋼筋鋼帶:選用Φ 14mm鋼筋加工制作的鋼筋鋼帶。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種煤巷縱向梁復(fù)合式支護(hù)方法。利用縱向梁(工字鋼縱向梁或W型鋼帶縱向梁)將錨桿、錨索、橫向鋼帶和鋼筋網(wǎng)連接成整體，將錨桿、錨索的支護(hù)力合理地分配到縱向梁和橫向鋼帶，再通過(guò)鋼筋網(wǎng)均勻地分配到煤巷圍巖的表面，提高煤巷整體穩(wěn)定性。用工字鋼縱向梁時(shí)，將兩根工字鋼通過(guò)數(shù)根鋼條焊接在一起，兩端焊接帶4個(gè)螺栓孔的優(yōu)質(zhì)鋼板；前后相鄰的工字鋼縱向梁通過(guò)端部鋼板用高強(qiáng)度螺栓連接。用W型鋼帶縱向梁時(shí)，將前后相鄰的兩個(gè)W型鋼帶縱向梁端部的孔重合，用一根錨索連接，并錨固在煤巷圍巖上。本發(fā)明通過(guò)改善圍巖應(yīng)力狀態(tài)，減小煤巷變形量與極限平衡區(qū)，提高整體穩(wěn)定性與支護(hù)效果，保證煤巷在服務(wù)期內(nèi)的安全性。
文檔編號(hào)E21D20/00GK103075165SQ20131000842
公開(kāi)日2013年5月1日 申請(qǐng)日期2013年1月10日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月10日
發(fā)明者單仁亮, 孔祥松, 陶宇 申請(qǐng)人:中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京)