一種沒有給煤機硐室的壁掛式直立煤倉的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種沒有給煤機硐室的壁掛式直立煤倉，包括直立圓筒形鋼筋混凝土倉體和倉體下部圓臺形縮口，在倉壁巖石內(nèi)埋入起承重作用的工字鋼托梁、工字鋼倉體托架支托起鋼筋混凝土倉體，圓臺形縮口內(nèi)的工字鋼倉體托架底部設置有埋入鋼筋混凝土倉體深入倉壁巖石內(nèi)的承重錨索，位于鋼筋混凝土倉體內(nèi)的承重錨索上設有起承載作用的托盤和固定托盤的鎖具，承重錨索、工字鋼倉體托架、工字鋼倉體托架固定錨索和工字鋼托梁一起共同支托起鋼筋混凝土倉體及倉體內(nèi)的煤。本發(fā)明取消了現(xiàn)有煤倉的給煤機專用硐室，解決了煤倉因給煤機硐室圍巖易受水、壓力等因素影響，特別是給煤機硐室強烈底鼓導致煤倉不能安全、高效使用的難題。
【專利說明】一種沒有給煤機硐室的壁掛式直立煤倉
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種煤礦井底直立煤倉，尤其是一種適用于煤倉下方巷道底鼓的沒有給煤機硐室的壁掛式直立煤倉。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有煤礦井下直立煤倉下部均建有一專用給煤機硐室，該硐室承擔著煤倉內(nèi)的煤、混凝土倉體及給煤機的全部重量。因此，給煤機硐室的強度與穩(wěn)定性是煤倉能否正常安全使用的關(guān)鍵所在。常見給煤機硐室兩幫是強度較高的混凝土側(cè)墻或混凝土立柱，當煤倉載荷作用在兩幫混凝土側(cè)墻或混凝土立柱上時，在兩幫混凝土側(cè)墻或混凝土立柱的壓模效應、遠場應力及水的作用下，圍巖不斷向硐室內(nèi)擠壓流動，進而導致兩側(cè)墻或立柱發(fā)生內(nèi)移與傾斜，最終使給煤機硐室因其整體承載結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的急劇降低而難以繼續(xù)有效承載?，F(xiàn)有技術(shù)是通過人為提高給煤機硐室支護強度、圍巖強度及采取有效排水措施等方法，但均不能從根本上解決煤倉因給煤機硐室圍巖易受水、壓力等因素影響，特別是給煤機硐室強烈底鼓導致煤倉不能安全、高效使用的難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]技術(shù)問題:本發(fā)明的目的是克服已有技術(shù)中的不足之處，提供一種強度高、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定沒有給煤機硐室的壁掛式直立煤倉。
[0004]技術(shù)方案:本發(fā)明的沒有給煤機硐室的壁掛式直立煤倉，包括圓筒形鋼筋混凝土倉體、設在圓筒形鋼筋混凝土倉體下部的圓臺形縮口，沿所述的圓筒形鋼筋混凝土倉體外壁和圓臺形縮口內(nèi)壁間隔布置有多個工字鋼倉體托架，工字鋼倉體托架的上端設有與圓筒形鋼筋混凝土倉體成直角深入倉壁巖石內(nèi)的工字鋼端梁，工字鋼倉體托架之間的圓筒形鋼筋混凝土倉體內(nèi)預埋有深入倉壁巖石內(nèi)起承重作用的工字鋼托梁，位于圓筒形鋼筋混凝土倉體內(nèi)的工字鋼倉體托架上布置有多圈水平深入倉壁巖石內(nèi)的工字鋼倉體托架固定錨索，位于圓臺形縮口內(nèi)的工字鋼倉體托架底部設有與水平方向成夾角β、深入倉壁巖石內(nèi)的承重錨索，承重錨索上設有多個起承載作用的托盤和固定托盤的鎖具，承重錨索、工字鋼倉體托架、工字鋼倉體托架固定錨索和工字鋼托梁一起共同支托起鋼筋混凝土倉體及倉體內(nèi)的煤。
[0005]所述起承重作用的工字鋼托梁個數(shù)Ng為:
[0006]Ng = GXns/(SX [ τ ])
[0007]式中:G為煤倉總重量；ns為煤倉設計安全系數(shù)；S為工字鋼橫截面積；[τ ]為工字鋼抗剪強度。
[0008]所述多圈水平深入倉壁巖石內(nèi)的工字鋼倉體托架固定錨索根數(shù)Nmg為:
[0009]Nmg = GX cos a /F
[0010]式中:G為煤倉總重量；α為圓臺形縮口斜面與水平方向夾角；F為錨索破斷力。
[0011]所述深入倉壁巖石內(nèi)的承重錨索與水平方向夾角β為40?50° ;所述深入倉壁巖石內(nèi)的承重錨索根數(shù)Nm。為 :
[0012]Nmc = G/(FX sin^)
[0013]式中:G為煤倉總重量；F為錨索破斷力；β為承重錨索與水平方向夾角。
[0014]所述位于圓筒形鋼筋混凝土倉體內(nèi)的工字鋼倉體托架上端與圓筒形鋼筋混凝土倉體成直角深入倉壁巖石內(nèi)的工字鋼端梁長度不小于1000_ ；
[0015]所述的圓臺形縮口表面鋪設有材質(zhì)為無機復合型建筑材料的抗沖擊耐磨襯層；所述的工字鋼倉體托架固定錨索上套裝抵抗圓筒形鋼筋混凝土倉體與倉壁巖石之間剪切力的保護鋼管。
[0016]有益效果:本發(fā)明采用特制的工字鋼倉體托架加強對鋼筋混凝土倉體的固定，利用承重錨索、工字鋼倉體托架、工字鋼倉體托架固定錨索和工字鋼托梁一起共同支托起鋼筋混凝土倉體及倉體內(nèi)的煤，實現(xiàn)對煤倉的承重，取消了煤倉下部的給煤機硐室，解決煤倉因給煤機硐室圍巖易受水、壓力等因素影響，特別是給煤機硐室強烈底鼓導致煤倉不能安全、高效使用的技術(shù)難題。減少了給煤機硐室的建設與維護費用，縮短了煤倉的建設時間。其結(jié)構(gòu)緊湊、強度高、穩(wěn)定性好、安全可靠、便于維護，具有廣泛的實用性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2是圖1中A-A剖面俯視圖；
[0019]圖3是圖1中B-B剖面俯視圖；
[0020]圖4是本發(fā)明位于鋼筋混凝土倉體下部圓臺形縮口內(nèi)承重錨索的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖中:1 一圓筒形鋼筋混凝土倉體,2 —圓臺形縮口，3 —倉壁巖石，4 一工字鋼托梁，5—工字鋼倉體托架，6—承重錨索，7 —工字鋼倉體托架固定錨索，8 —托盤，9 一圓臺形縮口斜面與水平方向夾角α，10 一保護鋼管，11 一錨索鎖具，12 一抗沖擊耐磨襯層，13 一承重錨索與水平方向夾角β。
【具體實施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的一個實施例作進一步的描述:
[0023]如圖1、圖2所示，本發(fā)明的沒有給煤機硐室的壁掛式直立煤倉，包括圓筒形鋼筋混凝土倉體1，圓筒形鋼筋混凝土倉體I下部的圓臺形縮口 2，圓臺形縮口斜面與水平方向夾角α (9)按不低于55°煤的安息角進行設置。所述的圓臺形縮口 2斜面鋪設有材質(zhì)為無機復合型建筑材料的抗沖擊耐磨襯層12。沿所述的圓筒形鋼筋混凝土倉體I外壁和圓臺形縮口 2內(nèi)壁間隔布置有多個工字鋼倉體托架5，位于圓筒形鋼筋混凝土倉體I內(nèi)的工字鋼倉體托架5上端設有與圓筒形鋼筋混凝土倉體I成直角深入倉壁巖石3內(nèi)的長度不小于1000mm的工字鋼端梁，工字鋼倉體托架5之間的圓筒形鋼筋混凝土倉體I內(nèi)預埋有深入倉壁巖石3內(nèi)起承重作用的工字鋼托梁4，所述起承重作用的工字鋼托梁4個數(shù)Ng為:
[0024]Ng = GXns/(SX [ τ ])
[0025]式中:G為煤倉總重量；ns為煤倉設計安全系數(shù)；S為工字鋼橫截面積；[τ ]為工字鋼抗剪強度。
[0026]位于圓筒形鋼筋混凝土倉體I內(nèi)的工字鋼倉體托架5上布置有多圈水平深入倉壁巖石3內(nèi)的工字鋼倉體托架固定錨索7，工字鋼倉體托架固定錨索7上套裝有抵抗圓筒形鋼筋混凝土倉體I與倉壁巖石3之間剪切力的保護鋼管10，如圖3所示。所述多圈水平深入倉壁巖石3內(nèi)的工字鋼倉體托架固定錨索7根數(shù)Nmg為:
[0027]Nmg = GXcos a /F
[0028]式中:G為煤倉總重量；α為圓臺形縮口與水平方向夾角；F為錨索破斷力。
[0029]位于圓臺形縮口 2內(nèi)的工字鋼倉體托架5底部設有與水平方向夾角為β(13)、深入倉壁巖石3內(nèi)的承重錨索6，所述深入倉壁巖石3內(nèi)的承重錨索6根數(shù)Nm。為:
[0030]Nmc = G/ (FX sin β )
[0031]式中:G為煤倉總重量；F為錨索破斷力；β為承重錨索與水平方向夾角。
[0032]所述深入倉壁巖石3內(nèi)的承重錨索6與水平方向夾角β為40?50°。承重錨索6上設有多個起承載作用的托盤8和固定托盤8的鎖具11，如圖4所示。承重錨索6、工字鋼倉體托架5、工字鋼倉體托架固定錨索7和工字鋼托梁4 一起共同支托起鋼筋混凝土倉體I及倉體內(nèi)的煤。工字鋼托梁4、工字鋼倉體托架5、工字鋼倉體托架固定錨索7和承重錨索6的型號、長度、數(shù)量等參數(shù)是按具體的圍巖條件、煤倉容積、安全系數(shù)等要求進行設置。
[0033]工作過程:倉體掘出后，對煤倉倉壁進行高強錨網(wǎng)支護，并同時沿煤倉周向在倉壁巖石內(nèi)埋入工字鋼托梁4、工字鋼倉體托架5、工字鋼倉體托架固定錨索7及承重錨索6，然后支模澆筑鋼筋混凝土，將工字鋼托梁4、工字鋼倉體托架5及承重錨索全部澆筑在鋼筋混凝土內(nèi)，從而形成壁掛式煤倉。混凝土倉體、煤及給煤機的重量全部通過工字鋼托梁、工字鋼倉體托架5、工字鋼倉體托架固定錨索7及承重錨索轉(zhuǎn)移給了倉壁巖石3，從而達到取消傳統(tǒng)煤倉下口給煤機硐室的目的。
【權(quán)利要求】
1.一種沒有給煤機硐室的壁掛式直立煤倉，包括圓筒形鋼筋混凝土倉體(1)、設在圓筒形鋼筋混凝土倉體(1)下部的圓臺形縮口(2)，其特征在于:沿所述的圓筒形鋼筋混凝土倉體(1)外壁和圓臺形縮口(2)內(nèi)壁間隔布置有多個工字鋼倉體托架(5)，工字鋼倉體托架(5 )上端設有與圓筒形鋼筋混凝土倉體(1)成直角深入倉壁巖石(3 )內(nèi)的工字鋼端梁，工字鋼倉體托架(5)之間的圓筒形鋼筋混凝土倉體(1)內(nèi)預埋有深入倉壁巖石(3)內(nèi)起承重作用的工字鋼托梁(4)，位于圓筒形鋼筋混凝土倉體(1)內(nèi)的工字鋼倉體托架(5)上布置有多圈水平深入倉壁巖石(3)內(nèi)的工字鋼倉體托架固定錨索(7)，位于圓臺形縮口(2)內(nèi)的工字鋼倉體托架(5)底部設有與水平方向成夾角β、深入倉壁巖石(3)內(nèi)的承重錨索(6)，承重錨索(6 )上設有多個起承載作用的托盤(8 )和固定托盤(8 )的鎖具(11)，承重錨索(6 )、工字鋼倉體托架(5)、工字鋼倉體托架固定錨索(7)和工字鋼托梁(4) 一起共同支托起鋼筋混凝土倉體(1)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種沒有給煤機硐室的壁掛式直立煤倉，其特征在于:所述起承重作用的工字鋼托梁(4)的個數(shù)Ng為:
Ng ≥ GXns/(SX [ τ ]) 式中:G為煤倉總重量；ns為煤倉設計安全系數(shù)；S為工字鋼橫截面積；[τ ]為工字鋼抗剪強度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種沒有給煤機硐室的壁掛式直立煤倉，其特征在于:所述多圈水平深入倉壁巖石(3)內(nèi)的工字鋼倉體托架固定錨索(7)的根數(shù)Nmg為:
Nmg ≥ GX cos a /F 式中:G為煤倉總重量；α為圓臺形縮口斜面與水平方向夾角丨為錨索破斷力。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種沒有給煤機硐室的壁掛式直立煤倉，其特征在于:所述深入倉壁巖石(3)內(nèi)的承重錨索(6)與水平方向夾角β為40~50°。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種沒有給煤機硐室的壁掛式直立煤倉，其特征在于:所述深入倉壁巖石(3)內(nèi)的承重錨索(6)的根數(shù)Nm。為:
Nac ≥G/(FXsinβ) 式中:G為煤倉總重量；F為錨索破斷力；β為承重錨索與水平方向夾角。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種沒有給煤機硐室的壁掛式直立煤倉，其特征在于:所述位于圓筒形鋼筋混凝土倉體(1)內(nèi)的工字鋼倉體托架(5)上端與圓筒形鋼筋混凝土倉體(I)成直角深入倉壁巖石(3)內(nèi)的工字鋼端梁長度不小于1000mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種沒有給煤機硐室的壁掛式直立煤倉，其特征在于:所述的圓臺形縮口( 2 )斜面鋪設有材質(zhì)為無機復合型建筑材料的抗沖擊耐磨襯層(12 )。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種沒有給煤機硐室的壁掛式直立煤倉，其特征在于:所述的工字鋼倉體托架固定錨索(7)上套裝有抵抗圓筒形鋼筋混凝土倉體(1)與倉壁巖石(3)之間剪切力的保護鋼管(10 )。
【文檔編號】E21F13/00GK103510983SQ201310465301
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2013年10月8日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月8日
【發(fā)明者】謝文兵, 臧龍, 王其洲, 荊升國 申請人:中國礦業(yè)大學