一种应对冲击地压强度20‑40MPa的支护结构的制作方法

文档序号:12773158阅读:259来源:国知局

本实用新型涉及巷道支护领域,尤其适用于具有冲击危险性的巷道支护领域。



背景技术:

巷道是进行地下矿井的各种疏通道路,是矿井生产延续的关键所在。巷道分为开拓巷道(服务时间较长,多数布置在岩层上),准备巷道(服务时间较长,布置在岩层或煤层中),回采巷道(服务时间较短,布置煤层中)。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,其危害性也愈加增大,造成巷道外围岩壳破坏、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,但全国矿井发生的冲击地压灾害的总次数并未减少。可见,我国冲击地压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。

在我国,冲击地压最早于1933年发生在抚顺胜利煤矿。以后,随着开采深度的增加和开采范围的不断扩大,北京、抚顺、枣庄、开滦、大同、北票、南桐等矿区的许多矿井,都先后有冲击地压现象发生。随着开采深度的不断增加,冲击地压的危害将更加突出,很多巷道掘出后1-2个月就会失稳破坏,严重影响煤矿生产和巷道的安全使用。我国煤炭资源丰富,目前已探明的煤炭储量占全世界煤炭总资源的11.1%,且煤炭储量在深部居多,埋深在1000m以下的煤炭资源约为2.5万亿吨,约占煤炭资源总量的53%。统计1985年至2010年以来,随开采深度增加,冲击地压矿井数量变化规律可知,开采深度平均值由1985年为500m发展为2010年900m左右,冲击地压矿井数量由1982年的30个增加为2010年100多个。由此可知,随着开采深度增加,煤矿动力灾害频度明显增加。

因此,应对冲击地压支护问题成为我国煤炭资源开发亟需解决的研究课题。近些年来,也引起了众多学者极大的关注,国内外一些学者研究工作主要集中在耦合支护作用原理及钢支架-外围岩壳耦合作用方法研究。这些支护结构都无法很好地解决冲击地压对巷道造成的破坏。因此,有必要从抗冲角度提出一些支护结构,本实用新型就是从缓冲和吸能双重角度考虑,减弱冲击地压对巷道造成的破坏,使得内支撑层可以抵抗缓冲吸收后的弱冲击载荷的作用。为了降低支护成本,并能够有针对性进行支护,本实用新型仅适用于冲击地压强度20-40MPa的巷道支护。



技术实现要素:

本实用新型所要解决的问题是提供一种能够很好应对冲击地压强度20-40MPa的巷道支护结构。

本实用新型所采用的技术方案是:一种应对冲击地压强度20-40MPa的支护结构,由锚杆、锚索、塑性混凝土层、填充片、U型钢、水泥底板组成,所述锚杆布置在塑性混凝土层的外围两帮和顶部,所述锚索布置在塑性混凝土层外围顶部,所述塑性混凝土层布置在填充片外层,所述填充片布置在U型钢和水泥底板外层,所述U型钢位于巷道上部和两帮,所述水泥底板位于巷道下部。

所述锚杆间距为550mm,所述锚索间距为3000mm。采用锚杆和锚索支护,主要起到联合周边岩体,提高岩体整体强度和承载能力,又可达到变形抵抗的适应性。

所述塑性混凝土层铺设的厚度为350mm,主要起到削减压缩波峰值、改善结构周边荷载的分布、降低结构动力响应的缓冲和吸能作用。

所述填充片是由塑料纸粘贴在锚网层上制成,主要防止塑性混凝土在填充时掉落和固定塑性混凝土层形状。

所述U型钢支护间距为800mm,主要起到支护的整体稳定和支撑抗力作用。

本实用新型具有的优点和积极效果是:本实用新型采用塑性混凝土层的受到强载荷时发生形变,可以起到缓冲和吸能双重作用,减弱冲击地压对巷道造成的破坏,使得内支撑层可以抵抗缓冲吸收后的弱冲击载荷的作用。从而保护了巷道的完整性。

附图说明

图1是本实用新型结构布置示意图。

其中:1-锚杆、2-锚索、3-塑性混凝土层、4-填充片、5-U型钢、6-水泥底板、7-煤岩体。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施例对本实用新型进行详细说明。

如图1所示,本实用新型所述的一种应对冲击地压强度20-40MPa的支护结构,由锚杆(1)、锚索(2)、塑性混凝土层(3)、填充片(4)、U型钢(5)、水泥底板(6)组成,所述锚杆(1)布置在塑性混凝土层(3)的外围两帮,所述锚索(2)布置在塑性混凝土层(3)外围顶部,所述塑性混凝土层(3)布置在填充片(4)外层,所述填充片(4)布置在U型钢(5)和水泥底板(6)外层,所述U型钢(5)位于巷道上部和两帮,所述水泥底板(6)位于巷道下部。

首先对开掘好的巷道打钻,布置锚杆(1)和锚索(2),然后架U型钢(5),再在U型钢(5)外层和巷道底面铺填充片(4),最后搅拌机通过管道将混合后的塑性混凝土输送到填充区,填充完成后,再向前布置下一阶段的巷道,巷道布置完成后再铺设水泥底板(6)。

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