煤矿超大断面圈层支护结构的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及煤矿超大断面圈层支护结构，可有效解决超大断面支护难、易变形、存在安全隐患的问题，其技术方案是，包括巷道和承载圈层，巷道由上部的半圆形部分和半圆形部分下部两边连为一体的矩形侧壁组成，巷道上有5个承载圈层，第一承载圈层为巷道内表面上的混凝土喷层，混凝土喷层上打有辐射状均置的锚杆，形成第二承载圈层，锚杆之间打设有均置的注浆锚索，形成第三承载圈层，在锚杆、注浆锚索之间打设锚索，形成第四承载圈层，紧贴混凝土喷层内表面浇筑有混凝土层，形成第五承载圈层，构成联合支护结构，本实用新型结构新颖独特，简单合理，结构稳定、强度大，不易变形，安全可靠，是煤矿井下支护结构上的创新。
【专利说明】煤矿超大断面圈层支护结构
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及煤矿井下支护【技术领域】，特别是一种煤矿超大断面圈层支护结构。
【背景技术】
[0002]在煤矿开采中，正常巷道断面面积一般不超过45m2，采用普通支护技术就能够解决问题。随着采掘设备及运输设备的高度机械化、大型化，对巷道断面的需求也不断加大。巷道断面的越大，受地应力与采动应力影响越大，达到稳定变形所需时间越长，巷道变形越明显，越容易发生垮塌。超大断面巷道的出现，给巷道支护带来了巨大困难，严重影响了煤矿安全高效生产。
[0003]关于超大断面的支护理论大都集中在断面积65?75m2范围内的巷道或硐室。但对于大于75 m2的超大断面如何有效的支护，成为了巷道围岩控制技术上的难题，在煤矿井下软弱岩层、断层、地下水等复杂地质因素影响下，断面增加将给巷道支护带来巨大困难，因此，必须对特大断面巷道稳定机理及支护技术进行深入研究，为特大断面巷道支护提供可靠手段。
【发明内容】
[0004]针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本实用新型之目的就是提供一种煤矿超大断面圈层支护结构，可有效解决超大断面支护难、易变形、存在安全隐患的问题。
[0005]本实用新型解决的技术方案是，包括巷道和承载圈层，巷道由上部的半圆形部分和半圆形部分下部两边连为一体的矩形侧壁组成，巷道上有5个承载圈层，第一承载圈层为巷道内表面上的混凝土喷层，混凝土喷层上打有辐射状均置的锚杆，形成第二承载圈层，锚杆之间打设有均置的注浆锚索，形成第三承载圈层，在锚杆、注浆锚索之间打设锚索，形成第四承载圈层，紧贴混凝土喷层内表面浇筑有混凝土层，形成第五承载圈层，构成联合支护结构。
[0006]本实用新型结构新颖独特，简单合理，结构稳定、强度大，不易变形，安全可靠，是煤矿井下支护结构上的创新。
【专利附图】
【附图说明】
[0007]图1为本实用新型的主视图。
[0008]图2为本实用新型的俯视图。
[0009]图3为本实用新型的巷道直墙段侧视图。
【具体实施方式】
[0010]以下结合附图对本实用新型的【具体实施方式】作进一步详细说明。
[0011]由图1至图3给出，本实用新型包括巷道和承载圈层，巷道6由上部的半圆形部分和半圆形部分下部两边连为一体的矩形侧壁组成，巷道上有5个承载圈层，第一承载圈层为巷道内表面上的混凝土喷层1，混凝土喷层I上打有辐射状均置的锚杆2，形成第二承载圈层，锚杆2之间打设有均置的注浆锚索3，形成第三承载圈层，在锚杆2、注浆锚索3之间打设锚索4，形成第四承载圈层，紧贴混凝土喷层内表面浇筑有混凝土层5，形成第五承载圈层，构成联合支护结构。
[0012]为了保证使用效果，所述的巷道6由上部半径为4.9m的半圆形部分与半圆形部分下部高为5.91m的矩形侧壁组成，两侧壁内面间距为9.Sm，巷道长99m ；
[0013]所述的锚杆2为直径22mm、长3m的螺纹钢，锚杆的间排距为700mm X 700mm,巷道两侧最下方的锚杆沿水平方向向下10°设置，其余锚杆垂直于巷道表面设置；采用树脂药卷端头加长的锚固方式，采用两支锚固剂，孔底为一支规格为K2335，外面为二支规格为Z2360，钻孔直径为30mm，每根锚杆预紧力450N*m，锚固力不小于120kN ；
[0014]所述的注浆锚索3为直径18.96mm、长8.3m的钢绞线，间排距为1400mmX 1400mm,注浆锚索内装有中空注浆管；锚固采用树脂锚固剂，每根锚索采用三支锚固剂，孔底为一支规格为K2335，外面两支规格为Z2360，锚固长度为2000mm ;距离巷道底板处锚索布置时向下10°安设，其余注浆锚索垂直巷道表面安设；注浆锚索外露长度为< 300mm，每根注浆锚索预应力不小于200kN ；
[0015]所述的锚索为直径22mm、长12.5m的钢绞线，锚索的间排距为1400mmX 1400mm，夕卜露出巷道表面的长度< 300mm ;锚固采用树脂锚固剂，每根锚索采用三支锚固剂，孔底为一支规格为K2335，外面两支规格为Z2360，锚固长度为2000mm ;距离巷道底板处锚索布置时向下10°安设，其余锚索垂直巷道表面安设；每根锚索预应力不小于200kN ；
[0016]所述的混凝土喷层I为强度C20、厚150mm的喷射混凝土 ；
[0017]所述的混凝土层5为强度C40,厚度500mm的混凝土。
[0018]巷道每循环掘进成型后，即可进行联合支护，与现有技术相比，本实用新型结构新颖独特，简单合理，稳定、强度大，不易变形，安全可靠，是煤矿井下支护结构上的创新，可用于超大断面的煤矿井下支护，并且施工工艺简单，易操作，推广前景大，有良好的社会和经济效益。
【权利要求】
1.一种煤矿超大断面圈层支护结构，包括巷道和承载圈层，其特征在于，巷道(6)由上部的半圆形部分和半圆形部分下部两边连为一体的矩形侧壁组成，巷道上有5个承载圈层，第一承载圈层为巷道内表面上的混凝土喷层(I )，混凝土喷层(I)上打有辐射状均置的锚杆(2)，形成第二承载圈层，锚杆(2)之间打设有均置的注浆锚索(3)，形成第三承载圈层，在锚杆(2)、注浆锚索(3)之间打设锚索(4)，形成第四承载圈层，紧贴混凝土喷层内表面浇筑有混凝土层(5)，形成第五承载圈层，构成联合支护结构。
2.根据权利要求1所述的煤矿超大断面圈层支护结构，其特征在于，所述的巷道(6)由上部半径为4.9m的半圆形部分与半圆形部分下部高为5.91m的矩形侧壁组成，两侧壁内面间距为9.8m，巷道长99m。
3.根据权利要求1所述的煤矿超大断面圈层支护结构，其特征在于，所述的锚杆(2)为直径22mm、长3m的螺纹钢，锚杆的间排距为700mmX700mm，巷道两侧最下方的锚杆沿水平方向向下10°设置，其余锚杆垂直于巷道表面设置。
4.根据权利要求1所述的煤矿超大断面圈层支护结构，其特征在于，所述的注浆锚索(3)为直径18.96mm、长8.3m的钢绞线，间排距为1400mmX 1400mm，注浆锚索内装有中空注浆管。
5.根据权利要求1所述的煤矿超大断面圈层支护结构，其特征在于，所述的锚索(4)为直径22mm、长12.5m的钢绞线，锚索的间排距为1400mmX 1400mm，外露出巷道表面的长度^ 300mm。
6.根据权利要求1所述的煤矿超大断面圈层支护结构，其特征在于，所述的混凝土喷层(I)为强度C20、厚150mm的喷射混凝土。
7.根据权利要求1所述的煤矿超大断面圈层支护结构，其特征在于，所述的混凝土层(5)为强度C40，厚度500mm的混凝土。
【文档编号】E21D20/02GK203452802SQ201320441441
【公开日】2014年2月26日 申请日期:2013年7月24日 优先权日:2013年7月24日
【发明者】杨建立, 李化敏, 张新立, 肖同强, 蒋绍永, 陈贵阳, 孟军凯 申请人:山西潞安环保能源开发股份有限公司王庄煤矿, 河南理工大学