專利名稱：一種防止交叉大斷面硐室頂板垮冒結(jié)構(gòu)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種防止交叉大斷面硐室頂板垮冒結(jié)構(gòu)及方法，尤其適用于隧道和煤巷中交叉大斷面頂板支護(hù)。
背景技術(shù)：
隧道工程或礦山開采支護(hù)中，形成的交叉大斷面硐室由于數(shù)量大、范圍廣、樣式多，事故率高，成為生產(chǎn)現(xiàn)場亟需解決的問題之一。這類硐室共同特征表現(xiàn)為頂板懸空面積大，區(qū)域性應(yīng)カ高且受カ復(fù)雜，頂板垮塌事故多，尤其對于交叉大斷面厚層復(fù)合型頂板、泥巖組合型或淋水型頂板，在受鄰近工作面采動影響或鄰近巷道掘進(jìn)放炮震動等工程擾動下，采用傳統(tǒng)支護(hù)構(gòu)件布置容易導(dǎo)致頂板大幅下沉甚至突發(fā)性垮冒事故，給現(xiàn)場作業(yè)人員 埋下極大的安全隱患。一般而言，現(xiàn)場常用的交叉大斷面硐室頂板支護(hù)方法包括兩類注漿+澆鑄+噴漿+U型鋼等以及疊加錨桿鋼帶支護(hù)+單點錨索支護(hù)，有時也用槽鋼代替鋼帶支護(hù)。前者對交叉大斷面頂板控制效果較好，但由于エ序繁瑣復(fù)雜，エ序間配合要求高且成本昂貴等因素影響，除用于少量永久性巖巷硐室支護(hù)外，一般難以在大量煤巷大斷面中推廣采用；后者在工程擾動影響小、頂板穩(wěn)定及埋深較淺等情況下能基本保證頂板支護(hù)安全，但支護(hù)材料所需費用高，對于深井支護(hù)中越來越多的具有復(fù)雜特征的交叉大斷面硐室頂板，工程擾動下鋼帶極易撕裂，而槽鋼控制范圍小，單體錨索較難形成良好的支護(hù)結(jié)構(gòu)，不能有效控制頂板大變形和垮塌事故。

發(fā)明內(nèi)容
一.發(fā)明目的本發(fā)明的目的是針對已有技術(shù)存在的不足，提供ー種防止交叉大斷面硐室頂板垮冒結(jié)構(gòu)及方法，它能有效控制頂板下沉，使開掘后的交叉大斷面硐室頂板圍巖由雙向受壓轉(zhuǎn)為近似三向受壓，増大頂板圍巖的抗壓強(qiáng)度，防止交叉大斷面硐室頂板垮冒，保障硐室交叉大斷面區(qū)域的支護(hù)安全。
ニ·技術(shù)方案本申請的防止交叉大斷面硐室頂板垮冒結(jié)構(gòu)及方法包括多筒弧形聯(lián)接器1，抗滑抗摩擦環(huán)形墊圈2，鋼絞線3和鎖具4。ー組鋼絞線3 —端斜穿過頂板并錨固于深部穩(wěn)定巖層中，另一端穿過多筒弧形聯(lián)接器I中的ー對雙筒，施加高預(yù)緊カ后用鎖具4鎖緊；另ー組鋼絞線3 —端斜穿過頂板并錨固于深部穩(wěn)定巖層中，另一端穿過多筒弧形聯(lián)接器I中的另ー對雙筒，前后兩組鋼絞線3在多筒弧形聯(lián)接器I內(nèi)部接觸部分有抗滑抗摩擦環(huán)形墊圈2隔開，施加高預(yù)緊カ后用鎖具4鎖緊。所述多筒弧形聯(lián)結(jié)器I，從垂直該聯(lián)接器上表面方向看，為在一矩形的基礎(chǔ)上四個角為相同的圓弧形倒角形狀的薄板式鋼結(jié)構(gòu)，ー對直通雙筒貫穿ー對相對的聯(lián)接器側(cè)面直邊，另ー對直通雙筒貫穿另一對相對的聯(lián)接器的側(cè)面直邊，多筒弧形聯(lián)接器I上表面為平面密閉結(jié)構(gòu)，下表面為含有空心圓的平面結(jié)構(gòu)，內(nèi)部含有一中空圓柱，中空圓柱位于多筒弧形聯(lián)接器I下表面中部區(qū)域，中空圓柱頂部與兩對直通雙筒相交的區(qū)域貫通。抗滑抗摩擦環(huán)形墊圈2為高分子材料制成的塑料墊圏。鋼絞線3直徑為15-21_，鋼絞線3長度為6-12m。具體實施步驟為隧道或煤礦井下交叉大斷面硐室開掘后，利用錨索鉆機(jī)向頂板打傾斜孔，將ー根鋼絞線3的一端伸入鉆孔內(nèi)并利用樹脂錨固劑將鋼絞線3端部錨固于深部穩(wěn)定巖層中，伸出孔口外的鋼絞線3從多筒弧形聯(lián)連器I中一對雙筒中單筒5的a端穿過b端，并利用錨索張拉機(jī)具施加高預(yù)緊カ后用鎖具4鎖緊；同樣，在交叉大斷面硐室頂板另一端打孔并將一根鋼絞線3 —端錨固于深部穩(wěn)定巖層中，イ申出孔口外的鋼絞線3從多筒弧形聯(lián)接器I中雙筒中單筒6的c端穿過d端，并利用錨索張拉機(jī)具施加高預(yù)緊カ后用鎖具4鎖緊，鎖緊過程中調(diào)整多筒弧形聯(lián)接器I位置，使得多筒弧形聯(lián)接器I緊固于硐室頂板中部區(qū)域；將抗滑抗摩擦環(huán)形墊圈2安裝于多筒弧形聯(lián)連器I內(nèi)部鋼絞線3表面，并按照同樣安裝方法，將另外兩根鋼絞線3中的一根一端穿過頂板內(nèi)鉆孔，另一端順序穿過多筒弧形聯(lián)接器I中另ー對雙筒中單筒7的e端和f端，兩根鋼絞線3中的另ー根一端穿過頂板內(nèi)鉆孔，另一端順序穿過多筒弧形聯(lián)接器I中雙筒中單筒8的g端h端，從多筒弧形聯(lián)接器I內(nèi)部鋼絞線3位置來看，使得后面安裝的兩條鋼絞線3在位置上處于前面安裝的兩條鋼絞線3接觸面上方，接觸區(qū)域通過抗滑抗摩擦環(huán)形墊圈2隔開，并利用錨索張拉機(jī)具施加高預(yù)緊カ后用鎖具4鎖緊。
三.技術(shù)效果本發(fā)明ー種防止交叉大斷面硐室頂板垮冒結(jié)構(gòu)及方法，適用于隧道工程與煤礦開采地下巷道工程。包括多筒弧形連接器，抗滑抗摩擦環(huán)形墊圈、鋼絞線和鎖具，多筒弧形聯(lián)結(jié)器為上表面密閉，內(nèi)部為中空圓柱的對稱弧形筒式結(jié)構(gòu)。鋼絞線的一端穿過雙筒，另一端斜穿過頂板錨固于圍巖深部穩(wěn)定巖層中，內(nèi)層鋼絞線之間設(shè)計環(huán)形墊圈以防止鋼絞線接觸部分應(yīng)カ集中，對鋼絞線施加高預(yù)緊カ后利用鎖具鎖緊，將聯(lián)接器緊固于硐室頂板中部區(qū)域，大大增加頂板巖層整體抗壓強(qiáng)度，有效控制大斷面硐室頂板下沉和垮冒，支護(hù)面積大，安全系數(shù)高，結(jié)構(gòu)簡單優(yōu)美，安裝快捷方便，易加工，成本低，支護(hù)效果好，具有廣泛的實用性。


附圖I是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。附圖2是圖I的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式下面將結(jié)合附圖中的一個實施例對本發(fā)明作進(jìn)ー步的描述本發(fā)明ー種防止交叉大斷面硐室頂板垮冒結(jié)構(gòu)及方法，使用多筒弧形聯(lián)接器1，高分子材料制成的抗滑抗摩擦環(huán)形墊圈2，鋼絞線3和鎖具4。所述多筒弧形聯(lián)結(jié)器1，從垂直該聯(lián)接器上表面方向看，為在一矩形的基礎(chǔ)上四個角為相同的圓弧形缺角形狀的薄板式鋼結(jié)構(gòu)，ー對直通雙筒貫穿ー對相對的聯(lián)接器側(cè)面直邊，另ー對直通雙筒貫穿另一對相對的聯(lián)接器的側(cè)面直邊，多筒弧形聯(lián)接器I上表面為平面密閉結(jié)構(gòu)，下表面為含有空心圓的平面結(jié)構(gòu)，內(nèi)部含有一中空圓柱，中空圓柱位于多筒弧形聯(lián)接器I下表面中部區(qū)域，中空圓柱頂部與兩對直通雙筒相交的區(qū)域貫通。具體支護(hù)步驟為隧道或煤礦井下交叉大斷面硐室開掘后，利用錨索鉆機(jī)向頂板打傾斜孔，將ー根鋼絞線3的一端伸入鉆孔內(nèi)并利用樹脂錨固劑將鋼絞線3端部錨固于深部穩(wěn)定巖層中，伸出孔口外的鋼絞線從多筒弧形聯(lián)連器I中一對雙筒中單筒5的a端穿過b端，并利用錨索張拉機(jī)具施加高預(yù)緊カ后用鎖具4鎖緊；同樣，在交叉大斷面硐室頂板另一端打孔并將一根鋼絞線一端錨固于深部穩(wěn)定巖層中，伸出孔ロ外的鋼絞線從多筒弧形聯(lián)接器I中該對雙筒中另ー單筒6的與a端相対的另ー側(cè)的c端穿過與a端相同側(cè)的d端，并利用錨索張拉機(jī)具施加高預(yù)緊カ后用鎖具4鎖緊，鎖緊過程中調(diào)整多筒弧形聯(lián)接器I位置，使得多筒弧形聯(lián)接器I緊固于硐室頂板中部區(qū)域；將抗滑抗摩擦環(huán)形墊圈2安裝于多筒弧形聯(lián)連器I內(nèi)部鋼絞線表面，并按照同樣安裝方法，將另外兩根鋼絞線3中的一根一端穿過頂板內(nèi)鉆孔，另一端順序穿過多筒弧形聯(lián)接器I中另ー對雙筒中單筒7的e端和f端，兩根鋼絞線3中的另ー根一端穿過頂板內(nèi)鉆孔 ，另一端從多筒弧形聯(lián)接器I中所述另ー對雙筒中另ー單筒8的與e端相対的另ー側(cè)的g端穿過與e端相同側(cè)的h端，從多筒弧形聯(lián)接器I內(nèi)部鋼絞線位置來看，使得后面安裝的兩條鋼絞線3在位置上處于前面安裝的兩條鋼絞線3接觸面上方，接觸區(qū)域通過抗滑抗摩擦環(huán)形墊圈2隔開，并利用錨索張拉機(jī)具施加高預(yù)緊カ后用鎖具4鎖緊?？够鼓Σ镰h(huán)形墊圈2為高分子材料制成的塑料墊圏，鋼絞線3直徑為15-21mm，鋼絞線3長度為6_12m。
權(quán)利要求
1.一種防止交叉大斷面硐室頂板垮冒結(jié)構(gòu)及方法，它包括多筒弧形聯(lián)接器(1)，抗滑抗摩擦環(huán)形墊圈(2)，鋼絞線(3)和鎖具(4)，一組鋼絞線(3) —端斜穿過頂板并錨固于深部穩(wěn)定巖層中，另一端穿過多筒弧形聯(lián)接器(I)中的一對雙筒，施加高預(yù)緊力后用鎖具(4)鎖緊；另一組鋼絞線(3) —端斜穿過頂板并錨固于深部穩(wěn)定巖層中，另一端穿過多筒弧形聯(lián)接器(I)中的另一對雙筒，前后兩組鋼絞線(3)在多筒弧形聯(lián)接器(I)內(nèi)部接觸部分有抗滑抗摩擦環(huán)形墊圈(2)隔開，施加高預(yù)緊力后用鎖具(4)鎖緊，所述多筒弧形聯(lián)結(jié)器(1)，從垂直該聯(lián)接器上表面方向看，為在一矩形的基礎(chǔ)上四個角為相同的圓弧形缺角形狀的薄板式鋼結(jié)構(gòu)，一對直通雙筒貫穿一對相對的聯(lián)接器側(cè)面直邊，另一對直通雙筒貫穿另一對相對的聯(lián)接器的側(cè)面直邊，多筒弧形聯(lián)接器I上表面為平面密閉結(jié)構(gòu)，下表面為含有空心圓的平面結(jié)構(gòu)，內(nèi)部含有一中空圓柱，中空圓柱位于多筒弧形聯(lián)接器(I)下表面中部區(qū)域，中空圓柱頂部與兩對直通雙筒相交的區(qū)域貫通。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種防止交叉大斷面硐室頂板垮冒結(jié)構(gòu)及方法，其特征在于所述抗滑抗摩擦環(huán)形墊圈(2)為高分子材料制成的塑料墊圈。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所示的一種防止交叉大斷面硐室頂板垮冒結(jié)構(gòu)及方法，其特征在于所述鋼絞線⑶直徑為15-21mm，鋼絞線(3)長度為6_12m。
4.應(yīng)用權(quán)利要求1-3所述的一種防止交叉大斷面硐室頂板垮冒結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于隧道或煤礦井下交叉大斷面硐室開掘后，利用錨索鉆機(jī)向頂板打傾斜孔，將一根鋼絞線(3)的一端伸入鉆孔內(nèi)并利用樹脂錨固劑將鋼絞線(3)端部錨固于深部穩(wěn)定巖層中，伸出孔口外的鋼絞線從多筒弧形聯(lián)連器I中一對雙筒中單筒(5)的a端穿過b端，并利用錨索張拉機(jī)具施加高預(yù)緊力后用鎖具(4)鎖緊；同樣，在交叉大斷面硐室頂板另一端打孔并將一根鋼絞線一端錨固于深部穩(wěn)定巖層中，伸出孔口外的鋼絞線從多筒弧形聯(lián)接器(I)中該對雙筒中另一單筒(6)的與a端相對的另一側(cè)的c端穿過與a端相同側(cè)的d端，并利用錨索張拉機(jī)具施加高預(yù)緊力后用鎖具(4)鎖緊，鎖緊過程中調(diào)整多筒弧形聯(lián)接器(I)位置，使得多筒弧形聯(lián)接器(I)緊固于硐室頂板中部區(qū)域；將抗滑抗摩擦環(huán)形墊圈(2)安裝于多筒弧形聯(lián)連器(I)內(nèi)部鋼絞線表面，并按照同樣安裝方法，將另外兩根鋼絞線(3)中的一根一端穿過頂板內(nèi)鉆孔，另一端順序穿過多筒弧形聯(lián)接器(I)中另一對雙筒中單筒07的e端和f 端，兩根鋼絞線(3)中的另一根一端穿過頂板內(nèi)鉆孔，另一端從多筒弧形聯(lián)接器⑴中所述另一對雙筒中另一單筒(8)的與e端相對的另一側(cè)的g端穿過與e端相同側(cè)的h端，從多筒弧形聯(lián)接器(I)內(nèi)部鋼絞線位置來看，使得后面安裝的兩條鋼絞線(3)在位置上處于前面安裝的兩條鋼絞線(3)接觸面上方，接觸區(qū)域通過抗滑抗摩擦環(huán)形墊圈(2)隔開，并利用錨索張拉機(jī)具施加高預(yù)緊力后用鎖具(4)鎖緊。
全文摘要
一種防止交叉大斷面硐室頂板垮冒結(jié)構(gòu)及方法，適用于隧道工程與煤礦開采地下巷道工程。包括多筒弧形聯(lián)接器，抗滑抗摩擦環(huán)形墊圈、鋼絞線和鎖具，多筒弧形聯(lián)結(jié)器是上表面密閉、內(nèi)部為中空圓柱的對稱弧形筒式結(jié)構(gòu)。鋼絞線的一端穿過雙筒，另一端斜穿過頂板錨固于圍巖深部穩(wěn)定巖層中，內(nèi)層鋼絞線之間設(shè)計環(huán)形塑料墊圈以防止鋼絞線接觸部分應(yīng)力集中，對鋼絞線施加高預(yù)緊力后利用鎖具鎖緊，將聯(lián)接器緊固于硐室頂板中部區(qū)域，大大增加頂板巖層整體抗壓強(qiáng)度，有效控制大斷面硐室頂板下沉和垮冒，支護(hù)面積大，安全系數(shù)高，結(jié)構(gòu)簡單優(yōu)美，安裝快捷方便，易加工，成本低，效果好，具有廣泛的實用性。
文檔編號E21D20/00GK102704967SQ20121015691
公開日2012年10月3日 申請日期2012年5月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月21日
發(fā)明者嚴(yán)紅 申請人:嚴(yán)紅