专利名称：一种装配式格栅反底拱治理底鼓的方法
技术领域：
本发明涉及一种装配式格栅反底拱治理底鼓的方法，尤其是一种适用于大断面、动压影响、围岩强度低、构造应力大等底鼓严重的巷道底板稳定性控制的格栅反底拱支护方法。
背景技术：
目前，随着煤矿开采水平的不断加深和机械化程度的迅速提高，高地应力、地下水等对浅部矿井影响较小的因素对深部巷道底板控制的影响越发突出，配合机械化生产而建的大断面巷道也加剧了巷道底鼓治理的难度，巷道底鼓的控制已经成为煤矿生产过程中面临的难题。近年来，国内外学者也提出了很多治理底鼓的方法，如底板注浆、底板打锚杆以 及封闭式巷道支架等，然而这些方法并不能很好的应用于实际工程中，通过底板注浆对注浆范围内的岩体进行加固，但对注浆范围很难控制，如果注浆达不到一定的深度，则浅部加固的底板受到深部高应力作用时承载能力不足，加固效果不明显；底板打锚杆加固底板时向下钻孔困难，钻孔数量大，劳动强度高，施工速度慢，并且对松软的底板，锚杆的锚固效果并不理想；在高应力软岩巷道中，封闭式巷道支架变形大，刚度不足，对底鼓的控制效果较差。
发明内容
技术问题本发明的目的是克服现有支护的不足之处，提供一种结构简单、强度高、刚度大、施工速度快、稳定性好的装配式格栅反底拱底鼓治理法。技术方案本发明的一种装配式格栅反底拱治理底鼓的方法
a、巷道开挖后，在巷道底板上间隔铺设格栅反底拱，根据巷道宽度设计将每架格栅反底拱在巷道1/3宽处分为长度不同的两段，确定每段格栅反底拱的主筋、箍筋及角钢的尺寸；其中主筋分上下两排设置，每排三根，间排距均为150mm，在主筋外围间隔距离200mm设置箍筋，箍筋与主筋接触位置焊接固定，在主筋端头弯曲搭接处的下部焊接角钢；
(2)将两段长度不同拼装的格栅反底拱沿巷道走向铺设在巷道底板上，用螺栓将分别焊接在两段长度不同格栅端部的角钢固定为一体，并在连接处加设加强筋，以保证相邻两段格栅反底拱连接部位在同一条直线上；
(3)沿巷道走向相邻两架格栅反底拱的间距为巷道净宽的1/3，并设置长度不小于巷道净宽1/2的连接筋，连接筋与格栅反底拱连接处用双股铁丝绑扎，绑扎间距与箍筋间距一致，固定格栅反底拱位置后，在格栅反底拱的两侧距离巷道两帮200mm处钻锚杆孔，孔深2000mm ；
(4)在格栅反底拱的主筋上固定注浆管，安装刚接锚杆、托盘及螺母，进行模板支设，先对格栅支架进行混凝土浇筑，待浇筑的混凝土凝固后，再通过注浆管对格栅反底拱的底部进行混凝土注浆,完成永久支护。所述的主筋选用直径25mm的螺纹钢；所述的箍筋选用直径8mm的圆钢；所述的刚接锚杆选用直径22mm的高强螺纹钢锚杆。有益效果本发明在巷道开挖后，采用在巷道底板间隔铺设格栅反底拱，再通过浇筑混凝土对巷道底板进行加固，尤其适用于大断面、动压影响、围岩强度低、构造应力大等底鼓严重的巷道；格栅反底拱在井上加工，完成后运到井下施工场地即可螺栓拼装，施工速度快、围岩裸露时间短、结构规则简单、整体性好，能够快速有效的对巷道底板进行加固。本发明的主体构件为25_高强度螺纹钢格栅反底拱，配合浇筑混凝土，支护强度高、刚度大。另外，支护体壁后充填注浆，增强了格栅反底拱支护体与底板岩层的整体性，与底板围岩构成密实的共同承载体，能有的分散作用在支护体上的局部集中应力，使支护体受力均匀；刚接锚杆在增加格栅反底拱抗弯刚度的同时也提高了底板岩层的水平抗剪强度，提升了底鼓治理的效果。
图I是本发明的横断面示意 图2是本发明的俯视不意；
图3是图I的A-A剖视结构图。图中I-主筋，2-箍筋，3-角钢，4-加强筋，5-连接筋，6-混凝土，7_注浆管，8_螺栓，9-刚接锚杆，10-锚杆托盘及螺母。
具体实施例方式下面结合附图对本发明的一个实施例作进一步的说明
本发明的装配式格栅反底拱底鼓治理方法，采用在巷道底板间隔铺设格栅反底拱，通过安装刚接锚杆、浇筑混凝土、壁后充填注浆对巷道底板进行永久性支护。所用构件包括主筋I、箍筋2、角钢3、加强筋4、连接筋5、注浆管7、螺栓8、刚接锚杆9、锚杆托盘及螺母10，注浆管7为带有内螺纹的钢管。具体实施过程如下
a、巷道开挖后，在巷道底板上间隔铺设格栅反底拱，根据巷道宽度设计将每架格栅反底拱在巷道1/3宽处分为长度不同的两段，确定每段格栅反底拱的主筋I、箍筋2及角钢3的尺寸；其中主筋I分上下两排设置，每排三根，间排距均为150mm，在主筋I外围间隔距离设置箍筋2，箍筋2与主筋I接触位置焊接固定，在主筋I端头弯曲搭接处的下部焊接角钢3 ;主筋I的强度为HRB400，直径为25臟，箍筋2的强度为HPB235，直径为8臟，角钢3为8#等边热轧角钢，在焊接前预先钻出螺栓孔，将主筋I端头冷弯出搭接段，并将搭接段满焊；将箍筋2与主筋I点焊，箍筋2间距为200mm ；
(2)将两段长度不同拼装的格栅反底拱沿巷道走向铺设在巷道底板上，用螺栓8将分别焊接在两段长度不同格栅端部的角钢3固定为一体，并在连接处加设加强筋4，以保证相邻两段格栅反底拱连接部位在同一条直线上，每架格栅反底拱的宽度为300mm ；
(3)沿巷道走向布置的相邻两个格栅反底拱的间距为巷道净宽的1/3，并用设置长度不小于巷道净宽1/2的连接筋5加强固定，连接筋5与格栅反底拱搭接处用双股铁丝绑扎，绑扎的间距与箍筋2间距相同，固定格栅反底拱位置后，在距巷道两帮200mm处钻取刚接锚杆孔，孔深2000mm，锚杆孔与竖直方向的夹角约为45°，孔径30mm ；
(4)在格栅反底拱的主筋I上固定注浆管7，安装刚接锚杆9，锚杆长度为2100mm，采用两支低粘度树脂药卷进行锚固，安装锚杆托盘及螺母10，确保二者能完全浸没在待浇混凝土中，以免未来影响巷道的正常运输；之后进行模板支设，先对格栅支架进行混凝土 6 浇筑，模板规格采用10#槽钢，待浇筑的混凝土凝固后，再通过注浆管7对格栅反底拱的底部进行混凝土注浆,完成永久支护。
权利要求
1.一种装配式格栅反底拱治理底鼓的方法，其特征在于 a、巷道开挖后，在巷道底板上间隔铺设格栅反底拱，根据巷道宽度设计将每架格栅反底拱在巷道1/3宽处分为长度不同的两段，确定每段格栅反底拱的主筋(I)、箍筋(2)及角钢(3)的尺寸；其中主筋(I)分上下两排设置，每排三根，间排距均为150mm，在主筋(I)夕卜围间隔距离200mm设置箍筋(2)，箍筋(2)与主筋(I)接触位置焊接固定，在主筋(I)端头弯曲搭接处的下部焊接角钢(3)； (2)将两段长度不同拼装的格栅反底拱沿巷道走向铺设在巷道底板上，用螺栓(8)将分别焊接在两段长度不同格栅端部的角钢(3)固定为一体，并在连接处加设加强筋(4)，以保证相邻两段格栅反底拱连接部位在同一条直线上； (3)沿巷道走向相邻两架格栅反底拱的间距为巷道净宽的1/3，并设置长度不小于巷道净宽1/2的连接筋(5)，连接筋(5)与格栅反底拱连接处用双股铁丝绑扎，绑扎间距与箍筋(2)间距一致，固定格栅反底拱位置后，在格栅反底拱的两侧距离巷道两帮200mm处钻锚杆孔，孔深2000mm ； (4)在格栅反底拱的主筋(I)上固定注浆管(7)，安装刚接锚杆(9)、托盘及螺母(10)，进行模板支设，先对格栅支架进行混凝土(6)浇筑，待浇筑的混凝土凝固后，再通过注浆管(7)对格栅反底拱的底部进行混凝土注浆，完成永久支护。
2.根据权利要求I所述的一种装配式格栅反底拱治理底鼓的方法，其特征在于所述的主筋(I)选用直径25mm的螺纹钢。
3.根据权利要求I所述的一种装配式格栅反底拱治理底鼓的方法，其特征在于所述的箍筋(2 )选用直径8mm的圆钢。
全文摘要
一种装配式格栅反底拱治理底鼓的方法，针对大断面、动压影响、围岩强度低、构造应力大等底鼓严重的巷道，将预先加工的格栅反底拱经现场螺栓拼接和浇筑混凝土，形成与围岩强度统一的格栅反底拱支护体，经壁后充填注浆消除支护体与底板之间的空隙，增加混凝土的密实度，通过施工刚接锚杆，将格栅反底拱两脚刚性连接到底板岩层中，进一步提高格栅反底拱的抗弯刚度、底板的抗剪强度以及二者的整体性。本发明格栅反底拱经过预先加工和现场拼接，安装精度高、施工速度快，围岩裸露时间短，整体性强，支护体受力均匀。另外，格栅反底拱充分利用了拱的力学性质，承载能力大，支护成本低，无污染，经济和社会效益显著，解决了底鼓难以控制的问题。
文档编号E21D20/02GK102797486SQ20121031361
公开日2012年11月28日 申请日期2012年8月30日 优先权日2012年8月30日
发明者屠世浩, 袁永, 李召鑫 申请人:中国矿业大学