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一种高强度巷道支护装置

阅读：100发布：2023-02-11

专利汇可以提供一种高强度巷道支护装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型涉及一种应用于井下破碎带、断层等破碎等级极高的地段以及地应力极易集中且服务时间较长地段的巷道支护装置。其目的是为了提供一种高强度巷道支护装置，能够提供稳定良好的支护效果，消除由于巷道支护不稳定而带来的安全隐患。本实用新型一种高强度巷道支护装置包括若干排树脂长锚索组、U型拱架、槽钢和圆木。每排树脂长锚索组均包括3根树脂长锚索，形成网度为12×2.0米树脂长锚索组合，两排相临的树脂长锚索组之间用3根槽钢连接，U型拱架为可缩性金属拱支架，每排树脂长锚索组的外端均设置有一个U型拱架，U型拱架与巷道岩壁之间的空隙内沿拉杆方向填充若干根圆木，U型拱架、巷道岩壁与圆木之间的间隙充填混凝土。，下面是一种高强度巷道支护装置专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种高强度巷道支护装置，其特征在于：包括若干排树脂长锚索组、若干U型拱架(1)、若干槽钢(2)和若干圆木(3)，
所述同排树脂长锚索组均包括3根树脂长锚索(4)，所述同排树脂长锚索组的中间的树脂长锚索(4)垂直于巷道拱顶(5)，且位于巷道拱顶(5)的中间位置，所述同排树脂长锚索组的两侧的树脂长锚索(4)与中间的树脂长锚索(4)的夹角不大于15度，所述同排树脂长锚索组的3根树脂长锚索(4)两两之间的间距为1.2米，两两相临的两排树脂长锚索组的间距为2米，形成网度为1.2×2.0米树脂长锚索组合，所述每根树脂长锚索(4)均包括锚索(6)、托盘(7)和锁具(8)，所述两排相临的树脂长锚索组之间用3根槽钢(2)连接，所述3根槽钢(2)互相平行，每根槽钢(2)上至少开设有一个通孔，所述每根槽钢(2)的开口均朝向巷道拱顶(5)，且与巷道拱顶(5)的岩壁接触，所述树脂长锚索(4)的托盘(7)压在槽钢(2)上，所述锚索(6)的外端依次穿过槽钢(2)上的通孔、托盘(7)后，用锁具(8)锁紧，
所述U型拱架(1)为可缩性金属拱支架，所述每个U型拱架均包括一个拱梁(9)和两个拱腿(10)，所述拱梁(9)与两个拱腿(10)的搭接长度均为0.3-0.4米，搭接处均用两个卡箍(11)固定，所述每排树脂长锚索组的外端均设置有一个U型拱架(1)，所述两两相临的U型拱架(1)之间用5根直径不小于20毫米的金属拉杆连接，其中每个拱梁(9)设置一根拉杆，每个拱腿(10)各设置两根拉杆，5根拉杆两两之间间距相等，每根拉杆的两端均与对应的U型拱架(1)固定连接，所述U型拱架(1)与巷道岩壁之间的空隙内沿拉杆方向填充若干根圆木(3)，所述圆木(3)的长度不小于3米，圆木(3)小头的直径不小于120毫米，所述巷道拱顶(5)处的圆木(3)不少于两层，所述U型拱架(1)、巷道岩壁与圆木(3)之间的间隙充填混凝土。
2.根据权利要求1所述的一种高强度巷道支护装置，其特征在于：所述每根树脂长锚索(4)的锚索(6)均使用预应力钢绞线，直径为17.8毫米，长度为6.5-8.0米。
3.根据权利要求2所述的一种高强度巷道支护装置，其特征在于：所述每根树脂长锚索(4)使用的树脂药卷均为3根长度为500毫米的快速凝固树脂药卷。
4.根据权利要求1所述的一种高强度巷道支护装置，其特征在于：所述U型拱架(1)的每个拱腿(10)的下端均固定安装有垫板。
5.根据权利要求4所述的一种高强度巷道支护装置，其特征在于：所述每个U型拱架(1)的两个拱腿(10)的下端均用钢轨固定连接。
6.根据权利要求5所述的一种高强度巷道支护装置，其特征在于：所述U型拱架(1)与圆木(3)构成的远离巷道岩壁的表面上设置一层厚度不小于50mm的混凝土护层。

说明书全文

一种高强度巷道支护装置

技术领域

[0001] 本实用新型涉及一种巷道支护装置，特别是涉及一种应用于井下破碎带、断层等破碎等级极高的地段以及地应力极易集中且服务时间较长地段的巷道支护装置。

背景技术

[0002] 在倾斜矿体中，上下盘间的断层带极度破碎，该位置一般位于进路开口向里10～15米处，此地段形同人体“咽喉”，这地段一旦垮塌，向里的几百米巷道很难进行回采，因此该位置的巷道的支护就非常重要，并且对于其它破碎等级极高的地段以及地应力极易集中且服务时间较长地段，采用传统的支护方式，支护效果差，巷道支护不稳定，给矿井生产带来了很大的安全隐患。
实用新型内容

[0003] 本实用新型要解决的技术问题是提供一种工序简单、工人操作安全及作业周期短的高强度巷道支护装置，能够提供稳定良好的支护效果，消除由于巷道支护不稳定而带来的安全隐患。

[0004] 本实用新型一种高强度巷道支护装置，包括若干排树脂长锚索组、若干U型拱架、若干槽钢和若干圆木。同排树脂长锚索组均包括3根树脂长锚索，同排树脂长锚索组的中间的树脂长锚索垂直于巷道拱顶，且位于巷道拱顶的中间位置，同排树脂长锚索组的两侧的树脂长锚索与中间的树脂长锚索的夹角不大于15度，同排树脂长锚索组的3根树脂长锚索两两之间的间距为1.2米，两两相临的两排树脂长锚索组的间距为2米，形成网度为1.2×2.0米树脂长锚索组合，每根树脂长锚索均包括锚索、托盘和锁具，两排相临的树脂长锚索组之间用3根槽钢连接，3根槽钢互相平行，每根槽钢上至少开设有一个通孔，每根槽钢的开口均朝向巷道拱顶，且与巷道拱顶的岩壁接触，树脂长锚索的托盘压在槽钢上，锚索的外端依次穿过槽钢上的通孔、托盘后，用锁具锁紧。U型拱架为可缩性金属拱支架，每个U型拱架均包括一个拱梁和两个拱腿，拱梁与两个拱腿的搭接长度均为0.3-0.4米，搭接处均用两个卡箍固定，每排树脂长锚索组的外端均设置有一个U型拱架，两两相临的U型拱架之间用5根直径不小于20毫米的金属拉杆连接，其中每个拱梁设置一根拉杆，每个拱腿各设置两根拉杆，5根拉杆两两之间间距相等，每根拉杆的两端均与对应的U型拱架固定连接，U型拱架与巷道岩壁之间的空隙内沿拉杆方向填充若干根圆木，圆木的长度不小于3米，圆木小头的直径不小于120毫米，巷道拱顶处的圆木不少于两层，U型拱架、巷道岩壁与圆木之间的间隙充填混凝土。

[0005] 本实用新型一种高强度巷道支护装置，其中所述每根树脂长锚索的锚索均使用预应力钢绞线，直径为17.8毫米，长度为6.5-8.0米。

[0006] 本实用新型一种高强度巷道支护装置，其中所述每根树脂长锚索使用的树脂药卷均为3根长度为500毫米的快速凝固树脂药卷。

[0007] 本实用新型一种高强度巷道支护装置，其中所述U型拱架的每个拱腿的下端均固定安装有垫板。通过设置垫板，能够防止U型拱架下沉。

[0008] 本实用新型一种高强度巷道支护装置，其中所述每个U型拱架的两个拱腿的下端均用钢轨固定连接，通过在两个拱腿间固定安装钢轨，能够起到支撑作用，防止U型拱架内缩，使巷道的宽度不受影响。

[0009] 本实用新型一种高强度巷道支护装置，其中所述U型拱架与圆木构成的远离巷道岩壁的表面上设置一层厚度不小于50mm的混凝土护层。用于密闭整个巷道岩壁，提高支护强度。

[0010] 本实用新型一种高强度巷道支护装置的有益效果是：

[0011] 通过使用树脂长锚索，把多层层状矿体连在一起，增大了层理间的摩阻力，充分发挥加强“悬吊”支护作用，通过将槽钢固定于长锚索的端部，起到对松散的矿岩起到挤压、连接加固的作用，使矿岩的稳定性提高，通过使用U型拱架，能够通过U型拱架的屈服缩动，使矿岩作用于U型拱架上的压力下降，从而避免了矿岩的压力大于支架的承载力而导致支架破坏，保证巷道的完整性，因此，该装置能够提供稳定良好的支护效果，消除由于巷道支护不稳定而带来的安全隐患。

[0012] 下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

附图说明

[0013] 图1为本实用新型一种高强度巷道支护装置的结构示意图；

[0014] 图2为图1中A处的局部放大图；

[0015] 图3为本实用新型一种高强度巷道支护装置的U型拱架的主视图；

[0016] 图4为图3中B处的局部放大图；

[0017] 图5为本实用新型一种高强度巷道支护装置的树脂长锚索和槽钢的展开图。

具体实施方式

[0018] 如图1、图2所示，本实用新型一种高强度巷道支护装置包括若干排树脂长锚索组、若干U型拱架1、若干槽钢2和若干圆木3。同排树脂长锚索组均包括3根树脂长锚索4，同排树脂长锚索组的中间的树脂长锚索4垂直于巷道拱顶5，且位于巷道拱顶5的中间位置，同排树脂长锚索组的两侧的树脂长锚索4与中间的树脂长锚索4的夹角不大于15度。
每根树脂长锚索4的锚索6均使用预应力钢绞线，直径为17.8毫米，长度为6.5-8.0米，且每根树脂长锚索4均使用3根长度为500毫米的快速凝固树脂药卷。

[0019] 结合图5所示，同排树脂长锚索组的3根树脂长锚索4两两之间的间距为1.2米，两两相临的两排树脂长锚索组的间距为2米，形成网度为1.2×2米树脂长锚索组合。每根树脂长锚索4均包括锚索6、托盘7和锁具8，两排相临的树脂长锚索组之间用3根槽钢2连接，3根槽钢2互相平行，每根槽钢2上至少开设有一个用于穿过锚索6的通孔，本实施例中使用的槽钢2是12号槽钢，长度为6米，在每根槽钢2上开设有三个通孔，两根相连的槽钢2之间焊接或者通过托盘7连接，每根槽钢2的开口均朝向巷道拱顶5，且与巷道拱顶5的岩壁接触。树脂长锚索4的托盘7压在槽钢2上，且锚索6的外端依次穿过槽钢2上的通孔、托盘7后，用锁具8锁紧。

[0020] 结合图3、图4所示，U型拱架1为可缩性金属拱支架，每个U型拱架均包括一个拱梁9和两个拱腿10，拱梁9与两个拱腿10的搭接长度均为0.3-0.4米，搭接处均用两个卡箍11固定，每排树脂长锚索组的外端均设置有一个U型拱架1，两两相临的U型拱架1之间用5根直径不小于20毫米的金属拉杆连接，其中每个拱梁9设置一根拉杆，每个拱腿10各设置两根拉杆，5根拉杆两两之间间距相等，每根拉杆的两端均与U型拱架1焊接，U型拱架1的每个拱腿10的下端均焊接有垫板，垫板由180×150×10毫米的钢板制成，每个U型拱架1的两个拱腿10的下端均用钢轨固定连接。U型拱架1与巷道岩壁之间的空隙内沿拉杆方向填充若干根圆木3，圆木3的长度不小于3米，圆木3小头的直径不小于120毫米，巷道拱顶5处的圆木3不少于两层，U型拱架1、巷道岩壁与圆木3之间的间隙充填混凝土，U型拱架1与圆木3构成的远离巷道岩壁的表面上设置一层厚度不小于50mm的混凝土护层。

[0021] 本实用新型一种高强度巷道支护装置的安装方法为：

[0022] 1、在巷道岩壁上采用MQT-130/2.8 气动锚杆钻机钻孔，孔径为∮28mm。

[0023] 2、安装树脂长锚索。安装前要检查树脂长锚索的规格、孔径、孔位、孔深是否合格，不合格的坚决不能安装，安装时首先将3支树脂药卷用钢绞线送入孔底，将钢绞线用专用工具与锚杆机固定牢固，开动锚杆机，边推进边搅拌，此过程约40秒，停止搅拌，继续保持锚杆机的推力约1分钟后，退下锚杆机。

[0024] 3、20分钟后，将槽钢装好，然后上好托板、索具。

[0025] 4、给树脂长锚索施加预应力。用YCD-200张拉千斤顶将钢绞线拉紧，张拉预紧力应控制在80～100千牛，然后上牢索具。钢绞线外露于索具外端长度在150毫米至300mm之间，索具以外多余的钢绞线要截掉。

[0026] 5、安装U型拱架。U型拱架所用U型钢型号不小于25#，具体拱架尺寸根据实际情况选择2.8米或3.0米。每处拱梁与拱腿搭接位置用两个卡箍固定，卡箍螺栓直径不得小于26mm，卡箍垫板厚度不得小于15mm，卡箍两螺栓间距为200mm，，卡箍用双螺帽上紧。拱腿下部焊接180×150×10mm的钢板作为垫板。U型拱架间用直径不小于20mm的金属拉杆连接，每个拱腿各2根、拱梁1根，共5根，平均排列，使之形成整体，加强支架沿巷道轴线方向的稳定性。拱梁与拱腿搭接处安装楔铁，保证拱架支护好后，拱腿与巷道地板垂直。在拱腿间焊接径向钢轨(24公斤/米)，防止因地压拱腿内移，以加强支护效果。

[0027] 6、U型拱架支好后，在U型拱架与巷道岩壁间空隙安装圆木支护。所使用的支护圆木规格长度不小于3米；圆木小头部分直径不小于120毫米。拱顶部分的支护圆木不能少于两层。

[0028] 7、U型拱架、圆木与巷道岩壁之间的所有间隙，用混凝土充填密实，保证拱架受力均匀。

[0029] 8、在U型拱架与圆木表面喷射一层混凝土护层，厚度不小于50mm，密闭整个巷道岩壁，提高支护强度。

[0030] 本实用型新一种高强度巷道支护装置所采用的树脂长锚索的锚固长度很长，达到6.5～8.0米，能穿过松动区内的矿体，锚固于相对较稳固的矿岩中，把缓倾斜的多层层状矿体连在一起，增大了层理间的摩阻力，充分发挥加强“悬吊”支护作用，并且树脂长锚索可以施加高预应力(单根锚索抗拉强度可以达到40吨)，极大提高了支护强度。将12#槽钢固定于长锚索的端部，对松散的矿岩起到挤压、连接加固的作用，使矿岩的稳定性提高，起到了补强作用。U型拱架具有较高的撑力作用，增阻速度快，它最大优点是当矿岩作用于支架上的压力达到一定值时，支架便产生屈服缩动，缩动的结果使矿岩作用于支架上的压力下降，从而避免了矿岩的压力大于支架的承载力而导致支架破坏，保证巷道的完整性。本实用新型充分利用树脂长锚索、槽钢及U型拱架，针对井下极度破碎且要求服务时间较长的地段进行加强支护，支护强度很高，适用于井下破碎带、断层等破碎等级最高的地段及地应力极易集中且服务时间较长的巷道，为长进路的完全回采提供了有力保障，并且工序简单、工人操作安全及作业周期短，实践证明此支护效果非常好。

[0031] 以上所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。

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