專利名稱：半剛性異型梁錨索桁架巷道支護(hù)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種礦山巷道支護(hù)領(lǐng)域，特別涉及一種半剛性異型梁錨索桁架巷道支護(hù)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前煤礦巷道支護(hù)技術(shù)是煤礦開采中的關(guān)鍵技術(shù)。保持圍巖穩(wěn)定，防止巷道過大變形和破壞是實現(xiàn)礦山安全、高效生產(chǎn)的必要條件。隨著礦井向深度和廣度發(fā)展，巷道支護(hù)問題表現(xiàn)得越來越突出。目前，煤巷錨桿支護(hù)技術(shù)日趨成熟，錨桿支護(hù)范圍已經(jīng)從I、II、III級圍巖逐漸應(yīng)用到IV、V級圍巖。但是在這些復(fù)雜條件下特別是對于深部高地應(yīng)力大跨度的巷道，巷道頂板離層變形特別嚴(yán)重，只靠目前使用的錨桿錨索所還不能有效支護(hù)頂板，經(jīng)常發(fā)生頂板整體沿巷幫兩壁剪切滑落的現(xiàn)象；另外由于受高應(yīng)力作用，煤層巷道的幫部變形也很大，常常造成巷道收縮變形致使巷道無法使用。特別是對于沿空掘巷，目前使用的高性能錨桿組合支護(hù)技術(shù)也顯得無能為力。巷幫的變形量特別是煤柱側(cè)幫，在掘巷之初就有明顯的變形，到回采階段，變形量通常達(dá)到總變形量的70 %以上，斷面收縮近2/3，巷道無法使用，甚至造成安全事故。許多工作面不得不停產(chǎn)翻修巷道或另開掘巷道，不僅支護(hù)成本很高，掘進(jìn)速度低，而且?guī)砗芏喟踩[患，嚴(yán)重制約采煤工作面的快速推進(jìn)和礦井產(chǎn)量及效益的提高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種支護(hù)強(qiáng)度高，安全性高，掘金速度快，特別是在巷道頂板破碎或頂板上方存在構(gòu)造帶或離層時，可以很好的控制頂板， 改善支護(hù)受力狀態(tài)，避免發(fā)生大面積冒頂事故的半剛性異型梁錨索桁架巷道支護(hù)系統(tǒng)。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案一種半剛性異型梁錨索桁架巷道支護(hù)系統(tǒng)，在所述巷道表面鋪設(shè)有金屬網(wǎng)，在煤巖頂板或巷幫上設(shè)置有半剛性異型梁錨索桁架，所述半剛性異型梁錨索桁架由帶有半剛性節(jié)點的異型梁及錨索或錨桿組成，每根異形梁配有數(shù)根錨索或錨桿；所述錨索或錨桿穿過所述異型梁及金屬網(wǎng)錨入到巖層中，并施加預(yù)應(yīng)力，對圍巖形成擠壓兜護(hù)作用；所述錨索或錨桿外錨端安裝有使錨索或錨桿端頭與異型梁緊密配合的托盤及鎖具。所述異型梁截面為“II”形，該異型梁由縱向設(shè)置的腹板及縱橫向設(shè)置的翼緣構(gòu)成。所述的半剛性節(jié)點通過高強(qiáng)螺栓與異型梁連接，半剛性節(jié)點上設(shè)有供錨索或錨桿連接用的錨索孔。所述托盤為楔形托盤。本發(fā)明具有以下優(yōu)點1.支護(hù)系統(tǒng)的半剛性異型梁相比一般的槽鋼梁、工字鋼梁，護(hù)表面積大，剛度高， 不易失穩(wěn)，能更有效的傳遞錨桿錨索預(yù)應(yīng)力到頂板或巷幫中，可將圍巖變形控制在允許范圍內(nèi)，避免因過度變形而導(dǎo)致圍巖本身的承載力喪失，從而確保支護(hù)系統(tǒng)的整體性。2.支護(hù)系統(tǒng)的半剛性異型梁相比槽鋼梁、工字鋼梁，在相同支護(hù)強(qiáng)度要求的情況下，在經(jīng)濟(jì)性方面具有明顯優(yōu)勢，節(jié)省鋼材，降低成本，提高效益。3.支護(hù)系統(tǒng)的支護(hù)強(qiáng)度高，整體支護(hù)性能調(diào)節(jié)空間大，半剛性異型梁與錨桿、錨索配合使用，可結(jié)合現(xiàn)場地質(zhì)情況調(diào)整異型梁尺寸及錨桿和錨索的數(shù)量、型號等參數(shù)以進(jìn)行力學(xué)性能的耦合，對巷道進(jìn)行有效的支護(hù)。4.支護(hù)系統(tǒng)的半剛性節(jié)點可以起到很好的柔性讓壓的作用，通過改變半剛性節(jié)點的數(shù)量、位置、長度等參數(shù)可調(diào)節(jié)其柔性讓壓性能，可調(diào)空間大，該結(jié)構(gòu)能起到有效的讓壓作用，在支護(hù)系統(tǒng)承載力達(dá)到一定限度后，允許巷道產(chǎn)生一定的變形以釋放壓力。耦合讓壓支護(hù)保證了整體支護(hù)系統(tǒng)的穩(wěn)定安全。


圖1是本發(fā)明巷道實施例結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1俯視圖；圖3是本發(fā)明半剛性異形梁錨索桁架正視結(jié)構(gòu)圖；圖4是圖3俯視圖；圖5是本發(fā)明異型梁結(jié)構(gòu)放大圖；其中，1.錨桿，2.錨索，3.異型梁，4.金屬網(wǎng)，5.半剛性節(jié)點，6.托盤及鎖具，7.鋼帶，8.高強(qiáng)螺栓，9.錨索孔，10.腹板，11.翼緣。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。如圖1-5所示，在巷道表面鋪設(shè)金屬網(wǎng)4，在煤巖頂板下間隔設(shè)置異型梁3及鋼帶 7，錨索2穿過異型梁3及金屬網(wǎng)4錨入到巖層中，錨索2張拉并與異型梁3及其半剛性節(jié)點5通過托盤及鎖具6相連，形成預(yù)應(yīng)力，對頂板形成擠壓兜護(hù)作用。當(dāng)巷道兩幫(簡稱巷幫)圍巖情況較差時，巷幫同樣可設(shè)置異型梁3，與錨桿1或錨索2固定實現(xiàn)頂幫支護(hù)強(qiáng)度耦合匹配，共同控制圍巖變形。所述錨索2或錨桿1外錨端安裝有使錨索2或錨桿1端頭與異型梁3緊密配合的托盤及鎖具6，托盤為楔形托盤。異型梁3與半剛性節(jié)點5通過高強(qiáng)螺栓8連接。其中，異型梁截面為“II”形，異型梁由縱向設(shè)置的腹板10及橫向設(shè)置的翼緣11構(gòu)成；半剛性節(jié)點5上留有錨索孔9供錨索連接用。該支護(hù)系統(tǒng)適用于各種形狀的巷道斷面。
權(quán)利要求
1.一種半剛性異型梁錨索桁架巷道支護(hù)系統(tǒng)，其特征在于在所述巷道表面鋪設(shè)有金屬網(wǎng)，在煤巖頂板或巷幫上設(shè)置有半剛性異型梁錨索桁架，所述半剛性異型梁錨索桁架由帶有半剛性節(jié)點的異型梁及錨索或錨桿組成，每根異形梁配有數(shù)根錨索或錨桿；所述錨索或錨桿穿過所述異型梁及金屬網(wǎng)錨入到巖層中，并施加預(yù)應(yīng)力，對圍巖形成擠壓兜護(hù)作用； 所述錨索或錨桿外錨端安裝有使錨索或錨桿端頭與異型梁緊密配合的托盤及鎖具。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半剛性異型梁錨索桁架巷道支護(hù)系統(tǒng)，其特征在于所述異型梁截面為“II”形，該異型梁由縱向設(shè)置的腹板及橫向設(shè)置的翼緣構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半剛性異型梁錨索桁架巷道支護(hù)系統(tǒng)，其特征在于所述的半剛性節(jié)點通過高強(qiáng)螺栓與異型梁連接，半剛性節(jié)點上設(shè)有供錨索或錨桿連接用的錨索孔。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半剛性異型梁錨索桁架巷道支護(hù)系統(tǒng)，其特征在于所述托盤為楔形托盤。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種半剛性異型梁錨索桁架巷道支護(hù)系統(tǒng)，在所述巷道表面鋪設(shè)有金屬網(wǎng)，在煤巖頂板或巷幫上設(shè)置有半剛性異型梁錨索桁架，所述半剛性異型梁錨索桁架由帶有半剛性節(jié)點的異型梁及錨索或錨桿組成，每根異形梁配有數(shù)根錨索或錨桿；所述錨索或錨桿穿過所述異型梁及金屬網(wǎng)錨入到巖層中，并施加預(yù)應(yīng)力，對圍巖形成擠壓兜護(hù)作用；所述錨索或錨桿外錨端安裝有使錨索或錨桿端頭與異型梁緊密配合的托盤及鎖具。本發(fā)明具有以下優(yōu)點1.護(hù)表面積大，剛度高，不易失穩(wěn)，確保支護(hù)系統(tǒng)的整體性。2.節(jié)省鋼材，降低成本，提高效益。3.強(qiáng)度高，整體支護(hù)性能調(diào)節(jié)空間大。4.半剛性節(jié)點可以起到很好的柔性讓壓的作用，保證了整體支護(hù)系統(tǒng)的穩(wěn)定安全。
文檔編號E21D17/10GK102182483SQ20111010457
公開日2011年9月14日 申請日期2011年4月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月26日
發(fā)明者李為騰, 李智, 李術(shù)才, 江貝, 王漢鵬, 王 琦 申請人:山東大學(xué)