深地下巷道支護(hù)機(jī)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種深地下巷道支護(hù)機(jī)構(gòu)，包括巷道、巷道支架以及圍巖加固層，圍巖加固層遠(yuǎn)離巖層的邊緣設(shè)置軟回填層，軟回填層的另一面與巷道支架固定，巷道支架的內(nèi)部區(qū)域構(gòu)成巷道，軟回填層的兩外側(cè)沿垂直方向均勻設(shè)置多個(gè)錨桿，錨桿的另一端穿過圍巖加固層與巖層固定，軟回填層的頂部設(shè)置錨鎖，錨鎖穿過圍巖加固層與巖層固定，巷道支架的內(nèi)側(cè)設(shè)置鋼支架，鋼支架與巷道支架之間的間隙內(nèi)設(shè)置隔振裝置，通過軟回填層將動(dòng)壓載荷分布均勻，并且減小動(dòng)壓載荷，動(dòng)壓載荷傳遞到巷道支架的壓力變小，并通過隔振裝置吸收剩余的壓力，從而提高巷道結(jié)構(gòu)的抗壓承載能力。
【專利說明】深地下巷道支護(hù)機(jī)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種底下巷道工程，特別涉及一種深地下巷道支護(hù)機(jī)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]在井下巷道工程建設(shè)中，人們通常采取提高結(jié)構(gòu)自身的承載能力來提高巷道抵抗深地下動(dòng)壓載荷的承載能力。由于地下動(dòng)壓載荷產(chǎn)生的壓縮波峰值壓力的傳播是與巖層介質(zhì)的剛度密切相關(guān)，巖層介質(zhì)的剛度相等時(shí)，壓縮波以均勻的形態(tài)傳播，波陣面上的峰值壓力是等強(qiáng)，壓縮波在傳播中，遇到不等剛度的巖層介質(zhì)時(shí)，波陣面上的峰值壓力將產(chǎn)生不均勻的變化，峰值壓力的集中程度不再相同，剛度大的巖層介質(zhì)承受的壓力大，剛度小的地層介質(zhì)承受的壓力小，而當(dāng)結(jié)構(gòu)靠近的巖層剛度較大時(shí)，巖層傳遞到結(jié)構(gòu)本身上的壓力則較大，因此單純的靠提高結(jié)構(gòu)自身承載能力不能很好的巷道的支護(hù)機(jī)構(gòu)的承載能力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種深地下巷道支護(hù)機(jī)構(gòu)，該支護(hù)機(jī)構(gòu)能大幅度提高巷道結(jié)構(gòu)的動(dòng)壓承載能力。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供以下的技術(shù)方案:一種深地下巷道支護(hù)機(jī)構(gòu)，包括巷道、巷道支架以及圍巖加固層，圍巖加固層遠(yuǎn)離巖層的邊緣設(shè)置軟回填層，軟回填層的另一面與巷道支架固定，巷道支架的內(nèi)部區(qū)域構(gòu)成巷道，軟回填層的兩外側(cè)沿垂直方向均勻設(shè)置多個(gè)錨桿，錨桿的另一端穿過圍巖加固層與巖層固定，軟回填層的頂部設(shè)置錨鎖，錨鎖穿過圍巖加固層與巖層固定，巷道支架的內(nèi)側(cè)設(shè)置鋼支架，鋼支架與巷道支架之間的間隙內(nèi)設(shè)置隔振裝置。
[0005]優(yōu)選的，錨桿的長(zhǎng)度大于圍巖加固層的跨度的1/2，并且處于同側(cè)的錨桿之間的間距小于錨桿長(zhǎng)度的1/2。
[0006]優(yōu)選的，隔振裝置為鋼彈簧隔振器或鋼絲繩隔振器或阻尼隔振器。
[0007]優(yōu)選的，軟回填層內(nèi)填充橡膠或是顆粒狀巖石。
[0008]優(yōu)選的，圍巖加固層的厚度為100?150mm，軟回填層的厚度與巷道支架的跨度比為 0.1 ?0.2。
[0009]優(yōu)選的，圍巖加固層內(nèi)填充高強(qiáng)柔性材料或者是噴射砼。
[0010]采用上述技術(shù)方案，軟回填層將動(dòng)壓載荷分布均勻，并且減小動(dòng)壓載荷，動(dòng)壓載荷傳遞到巷道支架的壓力變小，并通過隔振裝置吸收剩余的壓力，從而提高巷道結(jié)構(gòu)的抗壓承載能力。
[0011]錨桿的長(zhǎng)度大于圍巖加固層的跨度的1/2，并且處于同側(cè)的錨桿之間的間距小于錨桿長(zhǎng)度的1/2，使錨桿在承壓范圍內(nèi)不易折斷，并且便于動(dòng)壓載荷均勻傳遞到軟回填層中；隔振裝置為鋼彈簧隔振器或鋼絲繩隔振器或阻尼隔振器，利用現(xiàn)有的減振裝置，減少制作成本；圍巖加固層內(nèi)填充高強(qiáng)柔性材料或者是噴射砼，圍巖加固層的厚度為100?150mm,使巷道周圍的剛度變小，減小動(dòng)壓載荷，軟回填層內(nèi)填充橡膠或是顆粒狀巖石，軟回填層的厚度與巷道支架的跨度比為0.1?0.2，可以使動(dòng)壓載荷分布更均勻。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]其中，1.巷道2.巷道支架3.圍巖加固層4.錨桿5.錨鎖6.鋼支架7.隔振裝置
8.軟回填層。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖，通過對(duì)實(shí)施例的描述，對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明:
[0015]如圖1所示，本發(fā)明深地下巷道支護(hù)機(jī)構(gòu)，包括巷道1、巷道支架2以及圍巖加固層3，圍巖加固層3遠(yuǎn)離巖層的邊緣設(shè)置軟回填層8，軟回填層8的另一表面與巷道支架2固定，軟回填層8內(nèi)填充橡膠或是顆粒狀巖石，巷道支架2的內(nèi)部區(qū)域構(gòu)成巷道1，軟回填層3的兩外側(cè)沿垂直方向均勻設(shè)置多個(gè)錨桿4，錨桿4的另一端穿過圍巖加固層3與巖層固定，錨桿5的長(zhǎng)度大于圍巖加固層3的跨度的1/2，并且處于同側(cè)的錨桿5之間的間距小于錨桿
(5)長(zhǎng)度的1/2，軟回填層8的頂部設(shè)置錨鎖5，錨鎖5穿過圍巖加固層3與巖層固定，圍巖加固層3的厚度為100?150_，圍巖加固層3內(nèi)填充高強(qiáng)柔性材料或者是噴射砼，軟回填層8的厚度與巷道支架2的跨度比為0.1?0.2，巷道支架2的內(nèi)側(cè)設(shè)置鋼支架6，鋼支架6與巷道支架2之間的間隙內(nèi)設(shè)置隔振裝置7，隔振裝置7為鋼彈簧隔振器或鋼絲繩隔振器或阻尼隔振器。
[0016]本發(fā)明采用這種復(fù)合結(jié)構(gòu)形式的支護(hù)結(jié)構(gòu)體系，為應(yīng)力傳遞造成了良好的條件，可以有效地將作用在防結(jié)構(gòu)體系上的壓縮波峰值壓力大部分轉(zhuǎn)嫁到體系周圍的巖層介質(zhì)中，達(dá)到大幅度提高井下巷道工程承載能力的目的。其工作原理為，首先動(dòng)壓載荷傳遞到圍巖加固層3，圍巖加固層3再傳遞到軟回填層8，由于圍巖加固層3內(nèi)填充高強(qiáng)柔性材料或者噴射砼，剛度小于周圍巖石的剛度，因而受到的動(dòng)壓載荷壓力減小，而軟回填層8內(nèi)是填充橡膠或者顆粒狀巖石，因而從圍巖加固層3傳遞過來的動(dòng)壓載荷被均勻分散，軟回填層3再將受到的動(dòng)壓載荷均勻傳遞到巷道支架2上，巷道支架2與鋼支架6之間的隔振裝置將動(dòng)壓載荷吸收。
[0017]錨桿4的長(zhǎng)度大于圍巖加固層的跨度的1/2，并且處于同側(cè)的錨桿4之間的間距小于錨桿長(zhǎng)度的1/2，使錨桿4在承壓范圍內(nèi)不易折斷，并且便于動(dòng)壓載荷均勻傳遞到軟回填層中；隔振裝置7為鋼彈簧隔振器或鋼絲繩隔振器或阻尼隔振器，利用現(xiàn)有的減振裝置，減少制作成本；圍巖加固層3內(nèi)填充高強(qiáng)柔性材料或者是噴射砼，圍巖加固層3的厚度為100?150mm，使巷道I周圍的剛度變小，減小動(dòng)壓載荷，軟回填層8內(nèi)填充橡膠或是顆粒狀巖石，軟回填層8的厚度與巷道支架的跨度比為0.1?0.2，可以使動(dòng)壓載荷分布均勻。
[0018]需要指出，所述圍巖加固層3、回填層8、巷道支架2和鋼支架6在受到動(dòng)壓載荷的情況下，都存在應(yīng)變量，并且軟回填層8的體積應(yīng)變率不小于30%。
[0019]本發(fā)明所述的錨桿4采用45結(jié)構(gòu)鋼，或是優(yōu)于45結(jié)構(gòu)鋼的鋼材料制作，圍巖的屈服深度應(yīng)小于錨桿4的使用長(zhǎng)度，錨桿4的使用長(zhǎng)度是指除去錨桿4固定部分以外的錨桿4長(zhǎng)度。
[0020]以上所述的僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種深地下巷道支護(hù)機(jī)構(gòu)，包括巷道(I)、巷道支架(2)以及圍巖加固層(3)，其特征在于:所述圍巖加固層(3)遠(yuǎn)離巖層的邊緣設(shè)置軟回填層(8)，軟回填層(8)的另一面與巷道支架(2)固定，巷道支架(2)的內(nèi)部區(qū)域構(gòu)成巷道(1)，軟回填層(8)的兩外側(cè)沿垂直方向均勻設(shè)置多個(gè)錨桿(4)，錨桿(4)的另一端穿過圍巖加固層(3)與巖層固定，軟回填層(8)的頂部設(shè)置錨鎖(5)，錨鎖(5)穿過圍巖加固層(3)與巖層固定，所述巷道支架(2)的內(nèi)側(cè)設(shè)置鋼支架(6)，所述鋼支架(6)與巷道支架(2)之間的間隙內(nèi)設(shè)置隔振裝置(J)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的深地下巷道支護(hù)機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述錨桿(5)的長(zhǎng)度大于圍巖加固層(3)的跨度的1/2，并且處于同側(cè)的錨桿(5)之間的間距小于錨桿(5)長(zhǎng)度的1/2。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的深地下巷道支護(hù)機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述隔振裝置(7)為鋼彈簧隔振器或鋼絲繩隔振器或阻尼隔振器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的深地下巷道支護(hù)機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述軟回填層(8)內(nèi)填充橡膠或是顆粒狀巖石。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的深地下巷道支護(hù)機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述圍巖加固層(3)的厚度為100?150mm，軟回填層(8)的厚度與巷道支架(2)的跨度比為0.1?0.2。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的深地下巷道支護(hù)機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述圍巖加固層(3)內(nèi)填充高強(qiáng)柔性材料或者是噴射砼。
【文檔編號(hào)】E21D21/00GK103742178SQ201410005709
【公開日】2014年4月23日 申請(qǐng)日期:2014年1月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月6日
【發(fā)明者】穆朝民 申請(qǐng)人:安徽理工大學(xué)