一种深部巷道可缩性复合支护结构的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种深部巷道可缩性复合支护结构，它由三层结构组成，最外层是锚网喷支护由锚杆、锚索、钢筋网、混凝土等组成，主要起到加固围岩和初步支护作用；中间层是柔性与刚性层合结构由两层柔性材料及中间夹一层刚性材料组成，主要起到缓冲和吸能的作用；最内层是可缩性金属骨架与混凝土混合层由可缩性金属骨架和混凝土组成，主要起到最终的支护作用。本实用新型可以很好地适用于地质构造复杂以及深部地压破坏较大的松软岩层巷道支护，达到刚柔并存的支护效果。
【专利说明】一种深部巷道可缩性复合支护结构
【技术领域】
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[0001]本实用新型涉及煤矿巷道支护领域，尤其适用于地质构造复杂以及深部地压破坏较大的松软岩层巷道支护。
【背景技术】
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[0002]巷道是进行地下矿井运输、通风、排水、供电等系统的重要通道，是矿井生产延续的关键所在。浅层开采或地质条件较好的巷道稳定性好，动压破坏现象不严重。但是随着我国煤矿资源开采逐渐向深部发展，条件复杂，地应力大，动压的发生频次越来越多，尤其针对深部松软岩层的巷道支护，其危害性也愈加增大，造成巷道围岩破坏、垮塌及人员伤亡事故，对煤矿安全生产造成极大的危害。近年来虽然采取了不少措施，但是针对深部地质构造复杂以及地压破坏较大的松软岩层巷道支护并没有取得多少成果。可见，我国深部软岩巷道的防治工作任务甚为艰巨，具有现实的迫切性和长远的重大意义。
[0003]针对地质构造复杂且深部地压破坏较大的松软岩层巷道支护关键要做到两点:第一、支护结构必须要能够控制巷道围岩较大的变形，第二、在一定程度上必须要适应围岩的适度变形，不能硬碰硬。而现有的一些传统技术基本上都不能很好地同时满足这两点要求，如工字钢或U型钢支护、锚网索或锚注支护、一般的耦合支护。本实用新型一种深部巷道可缩性复合支护结构由三层结构组成，特别是中间层具有缓冲和吸收能量的作用，可以很好地做到以上两点，达到刚柔并存的效果。该实用新型对保障煤矿安全生产具有重要的实际应用价值。
实用新型内容:
[0004]本实用新型所要解决的问题是提供一种适用于地质构造复杂以及深部地压破坏较大的松软岩层巷道支护结构。
[0005]本实用新型所采用的技术方案是:一种深部巷道可缩性复合支护结构由三层结构组成，最外层是锚网喷支护、中间层是柔性与刚性层合结构、最内层是可缩性金属骨架与混凝土混合层。
[0006]所述最外层是锚网喷支护由锚杆、锚索、钢筋网、混凝土等组成，所述锚杆长度为
1.2?1.5m,间距为0.5m左右，预紧力为40?70kN ;所述锚索长度5?10m，具体长度根据工程条件选取，间距不小于锚索长度的三分之一，一般只布置在巷道的顶部围岩中；所述钢筋网的钢筋直径不小于5mm,网格在120_X 120mm左右；所述混凝土喷射不少于200_。最外层主要起到加固围岩和初步支护作用。
[0007]所述中间层是柔性与刚性层合结构由两层柔性材料及中间夹一层刚性材料组成，所述柔性材料一般选取高弹性变形能力的橡胶，其外层的橡胶层厚度为0.4m左右，内层的橡胶层厚度为0.3m左右；所述中间所夹的刚性材料一般选取钢板，其厚度为80?150mm，具体厚度根据地质构造复杂程度及地压破坏大小程度选取，一般地质构造越复杂或者地压破坏越大，钢板的厚度就越厚。中间层主要起到缓冲和吸能的作用。
[0008]所述最内层是可缩性金属骨架与混凝土混合而成的混合层由可缩性金属骨架和混凝土组成，所述可缩性金属骨架是由直径为20mm的钢筋和直径为1mm的钢筋编制而成，其中直径为20mm的钢筋作为主梁钢筋，直径为1mm的钢筋作为连接钢筋，连接钢筋与主梁钢筋通过空间交叉编织成三角形，主要的目的是三角形具有稳定性，从而保证整个架体的稳定性；所述的混凝土喷射在可缩性金属骨架上面，与可缩性金属骨架连为一体，喷射的厚度不小于lm。最内层主要起到最终的支护作用。
[0009]本实用新型具有的优点和积极效果是:本实用新型一种深部巷道可缩性复合支护结构由三层结构组成，特别是中间层具有缓冲和吸收能量的作用，可以很好地适用于地质构造复杂以及深部地压破坏较大的松软岩层巷道支护，达到刚柔并存的支护效果。
【专利附图】
【附图说明】
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[0010]图1是本实用新型一种深部巷道可缩性复合支护结构布置示意图；
[0011]图2是橡胶与钢板层合结构在受力前后的变化示意图；
[0012]图3是可缩性金属骨架示意图；
[0013]图4是可缩性金属骨架内部结构图；
[0014]图5是可缩性金属骨架连接板结构图。
[0015]其中:1-锚杆、2-锚索、3-岩壳、4-初次混凝土喷层、5-橡胶层、6_钢板层、7_钢板层连接板、8-可缩性金属骨架连接板、9-可缩性金属骨架、10-再次混凝土喷层、11-主梁钢筋、12-连接钢筋、13-连接螺栓、14-连接螺母。
【具体实施方式】
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[0016]下面结合附图与具体实施例对本实用新型进行详细说明。
[0017]如图1所示，本实用新型所述的一种深部巷道可缩性复合支护结构由三层结构组成，最外层是锚网喷支护、中间层是柔性与刚性层合结构、最内层是可缩性金属骨架与混凝土混合层。
[0018]首先是对开掘好的巷道进行锚网喷支护，即先将长度为1.2?1.5m的锚杆I以间距为0.5m左右布置在围岩中，再注浆布网，最后喷射混凝土，使巷道浅部围岩形成厚度不小于Im的岩壳3，当锚网喷支护的巷道围岩基本稳定后，再将锚索2布置在巷道的顶部围岩中，对岩壳3起到加固作用。
[0019]然后布置中间层，即柔性与刚性层合结构的布置。先将厚度约为0.4m的外部橡胶层5布置在已经锚网喷后的巷道内壁上面，再布置钢板层6，其中钢板层6是由多块钢板通过钢板层连接板7拼接在一起，最后再布置厚度约为0.3m的内部橡胶层5。如图2所示，当冲击地压来临时，其橡胶与钢板层合结构在受力前后的变化，可以看出中间层的缓冲(力通过中间层后，由点受力变成面受力)和吸能(两层橡胶层可以吸收一定的能量)作用。
[0020]如图3、图4、图5所示，最后布置可缩性金属骨架与混凝土混合层，即先将已编制的可缩性金属骨架9通过可缩性金属骨架连接板8布置在经过以上处理后的巷道内，再对可缩性金属骨架9喷射混凝土，形成钢筋网壳衬砌结构，起到最终的支护作用。
【权利要求】
1.一种深部巷道可缩性复合支护结构由三层结构组成，其特征是:最外层是锚网喷支护、中间层是柔性与刚性层合结构、最内层是可缩性金属骨架与混凝土混合层。
2.如权利要求1所述深部巷道可缩性复合支护结构，其特征是:所述最外层是锚网喷支护由锚杆、锚索、钢筋网、混凝土等组成，所述锚杆长度为1.2?1.5m,间距为0.5m左右，预紧力为40?70kN ;所述锚索长度5?10m，具体长度根据工程条件选取，间距不小于锚索长度的三分之一，一般只布置在巷道的顶部围岩中；所述钢筋网的钢筋直径不小于5_，网格在120_X120_左右；所述混凝土喷射不少于200_。
3.如权利要求1所述深部巷道可缩性复合支护结构，其特征是:所述中间层是柔性与刚性层合结构由两层柔性材料及中间夹一层刚性材料组成，所述柔性材料一般选取高弹性变形能力的橡胶，其外层的橡胶层厚度为0.4m左右，内层的橡胶层厚度为0.3m左右；所述中间所夹的刚性材料一般选取钢板，其厚度为80?150mm。
4.如权利要求3所述深部巷道可缩性复合支护结构，其特征是:所述钢板具体厚度根据地质构造复杂程度及地压破坏大小程度选取，一般地质构造越复杂或者地压破坏越大，钢板的厚度就越厚。
5.如权利要求3所述深部巷道可缩性复合支护结构，其特征是:所述柔性层与刚性层不仅仅指橡胶层和钢板，包括所有的柔性材料与刚性材料。
6.如权利要求1所述深部巷道可缩性复合支护结构，其特征是:所述最内层是可缩性金属骨架与混凝土混合层由可缩性金属骨架和混凝土组成，所述可缩性金属骨架是由直径为20mm的钢筋和直径为1mm的钢筋通过空间交叉成三角形编织而成；所述的混凝土喷射在可缩性金属骨架上面，与可缩性金属骨架连为一体，喷射的厚度不小于lm。
7.如权利要求1至6任意一项所述深部巷道可缩性复合支护结构，其特征是:所述支护结构形状为圆形、马蹄形、拱形。
【文档编号】E21D11/00GK203925516SQ201420352596
【公开日】2014年11月5日 申请日期:2014年6月25日 优先权日:2014年6月25日
【发明者】高盼军, 王磊, 彭双武, 刘康健 申请人:安徽理工大学