專利名稱：一種保持全煤巷道松散破碎頂煤離層穩(wěn)定的錨索組合支護(hù)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種支護(hù)裝置，具體涉及一種保持全煤巷道松散破碎頂煤離層穩(wěn)定的錨索組合支護(hù)裝置。
背景技術(shù)：
深部開采特厚松散破碎煤層在各大礦區(qū)普遍存在，放頂煤開采已得到廣泛使用，為此，采準(zhǔn)巷道必須采用沿煤層底板布置。由于巷道頂部松散破碎煤層和直接頂巖石結(jié)構(gòu)面之間易產(chǎn)生不穩(wěn)定層間離層而失穩(wěn)，支護(hù)難度很大。錨索能主動(dòng)提供預(yù)緊力從而能有效的阻止復(fù)合頂板結(jié)構(gòu)面產(chǎn)生不穩(wěn)定層間分離，但由于巷道頂部松散破碎煤體較厚，錨索孔施工后極易塌孔，錨索穿孔極為困難，錨固劑藥卷進(jìn)入孔中遇塌落在孔中的碎塊極易破裂，送不到孔底，起不到應(yīng)有的效果；由于煤體松散，托盤固定錨索時(shí)托盤常被吸入到煤層中，采用一般的托盤不能有效的固定錨索，錨索施加的荷載并不能有效均勻的作用于結(jié)構(gòu)面 上，作用于結(jié)構(gòu)面荷載相當(dāng)于點(diǎn)荷載，不能有效阻止結(jié)構(gòu)面分離。工程中不得不采用金屬支架支護(hù)(主要為梯形棚)，由于金屬支架不能主動(dòng)提供給結(jié)構(gòu)面預(yù)緊力，金屬支架受荷主要為離層失穩(wěn)后松散破碎煤體重量，結(jié)構(gòu)面分離仍不能保持穩(wěn)定。
發(fā)明內(nèi)容針對(duì)目前工程中深部開采松散破碎全煤巷道常用金屬支架(主要為梯形棚支架)不能提供預(yù)緊力保持頂部松散破碎煤層離層穩(wěn)定，錨索不易施工安裝固定以及錨索作用力不能均勻作用于結(jié)構(gòu)面而起不到應(yīng)有支護(hù)效果的問題，本實(shí)用新型涉的目的在于提供一種保持松散破碎煤層與直接頂結(jié)構(gòu)面離層穩(wěn)定的錨索組合支護(hù)裝置，其能確保錨索、錨固劑順利到達(dá)孔底，有效固定錨索并將錨索作用力較為均勻作用到結(jié)構(gòu)面上。本實(shí)用新型為實(shí)現(xiàn)其目的所采取的技術(shù)方案一種保持全煤巷道松散破碎頂煤離層穩(wěn)定的組合支護(hù)裝置，包括錨索和托梁，所述托梁上端面之間的縱向位置布設(shè)若干條鋼帶，所述錨索下部設(shè)導(dǎo)管并穿過導(dǎo)管和鋼帶上的安裝孔固定在所述托梁上，所述導(dǎo)管采用外徑25-35mm、壁厚2-3 mm、長(zhǎng)為2000-3000mm的無縫鋼管，所述導(dǎo)管底端設(shè)把手，導(dǎo)管通過其把手與所述鋼帶固接。所述托梁采用18 #普通工字鋼。本實(shí)用新型的錨索組合支護(hù)裝置的施工工藝，包括下述步驟[I]鉆導(dǎo)管孔，孔深控制在2000-3000mm范圍內(nèi)；[2]鉆錨索孔，孔底進(jìn)入老頂之中，孔深范圍在8500-9500mm ；[3]安裝導(dǎo)管，將導(dǎo)管把手和相對(duì)應(yīng)鋼帶固接；[4]錨索穿孔并將錨固劑藥卷送到孔底，通過錨固劑將錨索錨固在老頂中；[5]錨索施加預(yù)緊力并穿過鋼帶與托梁固定；[0014][6]鋼帶布置在托梁之間，通過錨索將鋼帶和托梁連在一起。由上述技術(shù)方案可知根據(jù)特厚松散破碎煤層圍巖應(yīng)力分布特點(diǎn)，錨索孔一般在距巷道頂部松散破碎煤體表面2. 0-2. 5米范圍內(nèi)容易塌孔，因此在該范圍內(nèi)安裝導(dǎo)管，錨索和藥卷通過導(dǎo)管可以順利進(jìn)入孔底；由于煤體松散，采用一般托盤不易固定錨索，因此采用托梁，將錨索直接固定托梁上可有效的固定松散破碎煤體中的錨索，為增加托梁的抗彎能力，將托梁的礦用工字鋼截面改為普通工字鋼截面，為將錨索作用力均勻作用于結(jié)構(gòu)面，在托梁之間用鋼帶連接。錨索順利安裝固定以及有效阻止了結(jié)構(gòu)面分離，保證了巷道安全使用，大大降低工程成本，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

圖I為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為錨索導(dǎo)管結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為用作托梁的18 #普通工字鋼截面圖。圖中1、錨索，2、導(dǎo)管，2. I、把手，3 :鋼帶4:托梁。
具體實(shí)施方式
參見圖1，本實(shí)用新型包括錨索I和托梁4，該實(shí)施例中，托梁4上端面之間的縱向位置布設(shè)三條鋼帶3，分別為O、O1, O2，鋼帶布置的數(shù)量視煤巷寬度和煤層的松散破碎情況而定。與鋼帶相對(duì)應(yīng)，錨索I也設(shè)三條，分別為A、A1;A2，錨索下部設(shè)導(dǎo)管并穿過導(dǎo)管2和鋼帶3上的安裝孔固定在4托梁上。導(dǎo)管2布置在松散破碎層中，即圖I中的I層，導(dǎo)管以上的錨索布置在復(fù)合頂板層中，即圖I中的II層。錨索下部設(shè)導(dǎo)管是為解決松散破碎煤層表面一定范圍內(nèi)錨索孔極易塌孔造成錨索不易穿孔的問題，在錨索孔孔口一定范圍內(nèi)布置導(dǎo)管來保證錨索孔施工。為減小導(dǎo)管穿行阻力，導(dǎo)管端部可加工成倒角，為了便于導(dǎo)管固定，在其底端設(shè)把手2. 1，導(dǎo)管結(jié)構(gòu)如圖2所示。為固定錨索以及將錨索作用力均勻分配到結(jié)構(gòu)面上，托梁4采用18#普通工字鋼并將托梁用鋼帶3連接，鋼帶3采用W型鋼帶，材質(zhì)為Q235，寬度可據(jù)錨索間距確定，一般400-600111111，厚度為5.0111111，鋼帶剛度應(yīng)滿足鋼帶變形要求。由托梁、錨索、導(dǎo)管及鋼帶組成的阻止松散破碎頂煤不穩(wěn)定離層的組合支護(hù)裝置如圖I所示。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單、施工方便，保證錨索能有效的阻止復(fù)合頂板不穩(wěn)定層間離層，以最低的支護(hù)成本保持圍巖穩(wěn)定。其效果體現(xiàn)在(I)采用導(dǎo)管錨索施工、托梁固定錨索以及鋼帶均勻傳遞錨索作用力于結(jié)構(gòu)面的支護(hù)裝置保證了極松散破碎煤層中錨索順利施工、安全固定以及結(jié)構(gòu)面均勻荷載作用。改變梯形棚支護(hù)(或U型棚支護(hù))巷道需經(jīng)3-4次翻修才能保持巷道頂部松散破碎煤體穩(wěn)定的缺點(diǎn)。(2)每米巷道節(jié)約支護(hù)成本3000元/m，掘進(jìn)工效提高1_2倍。(3 )保證巷道正常安全使用，避免由于巷道修復(fù)對(duì)其正常使用造成的影響，保證了煤炭的可持續(xù)開采。以新集礦區(qū)新集一礦162302回風(fēng)巷為例進(jìn)行具體說明。新集一礦厚煤層采用放頂煤開采，采準(zhǔn)巷道普遍采用沿底掘進(jìn)，埋深一般為550m左右，巷道兩幫及頂部為松散破碎煤體，頂煤厚度約為3000-4000mm，直接頂厚度一般為3500-4500mm。巷道斷面為梯形，斷面尺寸為上寬X下寬X高度=4000mmX 4400mmX 2800mm。原巷道支護(hù)形式為12 #礦用工字鋼梯形棚支護(hù)，棚距一般為500_，支護(hù)效果不理想，梯形棚頂梁顯著彎曲變形，根據(jù)頂板離層儀觀測(cè)可以看出頂板松散破碎煤層已產(chǎn)生不穩(wěn)定的層間離層。原梯形棚支護(hù)形式及參數(shù)保持不變，同時(shí)在巷道頂部松散破碎煤體中采用本實(shí)用新型。為保證錨索及錨固藥卷能順利穿過松散破碎煤體并固定在老頂中，在距巷道表面2500mm深度范圍內(nèi)安裝導(dǎo)管，為便于固定，導(dǎo)管外焊接兩把手，導(dǎo)管長(zhǎng)度2500mm，錨索和錨固劑藥卷經(jīng)導(dǎo)管穿過松散煤層達(dá)到孔底；錨索端部固定在托梁上(或直接采用梯形棚頂梁固定)；托梁(或頂梁)用鋼帶連接。為增強(qiáng)梯形棚頂梁抗彎能力，托梁不采用12#礦用工字鋼，改用18 #普通工字鋼，截面形狀如圖3所示。經(jīng)采用本實(shí)用新型，解決目前該種類巷道頂部松散破碎煤層離層難于保持穩(wěn)定，支護(hù)難度大，成本高，易產(chǎn)生冒頂安全事故等問題。本實(shí)用新型施工工藝步驟如下[I]用Φ32πιπι的鉆頭鉆導(dǎo)管孔，孔深控制在2500mm范圍內(nèi)；[2]用Φ27mm的鉆頭鉆錨索孔，孔底進(jìn)入老頂之中，孔深一般在9000mm左右；[3]安裝導(dǎo)管，導(dǎo)管采用外徑30mm壁厚2. 5m的無縫鋼管，導(dǎo)管應(yīng)安裝到孔底，用鋼絲將導(dǎo)管兩把手和附近鋼帶連在一起；[4]錨索穿孔并將錨固劑藥卷送到孔底，通過錨固劑將錨索錨固在老頂中；[5]錨索施加預(yù)緊力并穿過鋼帶與梯形棚頂梁固定在一起；[6]鋼帶布置在托梁之間，通過錨索將鋼帶和托梁連在一起。本實(shí)用新型提出在錨索孔口 2. 0-2. 5米范圍內(nèi)安裝導(dǎo)管，保證錨索及錨固劑藥卷順利送達(dá)到孔底，將梯形棚頂梁作托梁固定錨索，頂梁截面由礦用工字鋼截面改為普通工字鋼截面，將頂梁用鋼帶連在一起的支護(hù)裝置。解決目前該種類巷道頂部松散破碎煤層離層難于保持穩(wěn)定，支護(hù)難度大，成本高，易產(chǎn)生冒頂安全事故等問題。
權(quán)利要求1.一種保持全煤巷道松散破碎頂煤離層穩(wěn)定的錨索組合支護(hù)裝置，其特征在于包括錨索和托梁，所述托梁上端面之間的縱向位置布設(shè)若干條鋼帶，所述錨索下部設(shè)導(dǎo)管并穿過導(dǎo)管和鋼帶上的安裝孔固定在所述托梁上。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的保持全煤巷道松散破碎頂煤離層穩(wěn)定的錨索組合支護(hù)裝置，其特征在于所述導(dǎo)管采用外徑25-35mm、壁厚2-3 mm、長(zhǎng)為2000-3000mm的無縫鋼管，所述導(dǎo)管底端設(shè)把手，導(dǎo)管通過其把手與所述鋼帶固接。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的保持全煤巷道松散破碎頂煤離層穩(wěn)定的錨索組合支護(hù)裝置，其特征在于所述托梁采用18 #普通工字鋼。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的保持全煤巷道松散破碎頂煤離層穩(wěn)定的錨索組合支護(hù)裝置，其特征在于所述鋼帶采用W型鋼帶，材質(zhì)為Q235，寬度為400-600_，厚度為5. 0_。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種保持全煤巷道松散破碎頂煤離層穩(wěn)定的錨索組合支護(hù)裝置，包括錨索和托梁，所述托梁上端面之間的縱向位置布設(shè)若干條鋼帶，所述錨索下部設(shè)導(dǎo)管并穿過導(dǎo)管和鋼帶上的安裝孔固定在所述托梁上。根據(jù)特厚松散破碎煤層圍巖應(yīng)力分布特點(diǎn)，錨索孔一般在距巷道頂部松散破碎煤體表面2.0-2.5米范圍內(nèi)容易塌孔，因此在該范圍內(nèi)安裝導(dǎo)管，錨索和藥卷通過導(dǎo)管可以順利進(jìn)入孔底；由于煤體松散，因此采用托梁，將錨索直接固定。為增加托梁的抗彎能力，托梁采用18＃普通工字鋼。本實(shí)用新型可順利安裝固定以及有效阻止了結(jié)構(gòu)面分離，保證了巷道安全使用，大大降低工程成本，經(jīng)濟(jì)效益顯著。
文檔編號(hào)E21D20/00GK202673311SQ20122029365
公開日2013年1月16日 申請(qǐng)日期2012年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月21日
發(fā)明者吳德義 申請(qǐng)人:安徽建筑工業(yè)學(xué)院