一种煤矿井下超大断面永久硐室结构的制作方法

1.本实用新型涉及煤矿硐室设计技术领域，特别涉及一种煤矿井下超大断面永久硐室结构。


背景技术：

2.常规的煤矿井下大型永久硐室，多采用直墙半圆拱形断面，掘进宽度不超过8米，掘进高度不超过8米，掘进面积一般在60
㎡
以内，采用锚网索支护、喷浆支护，采用常规混凝土硬化底板即可。施工方法相对简单：以cf分界线为准，将整个大型永久硐室断面分为上分层和下分层两部分；上分层又被分割为直墙导硐断面和左右刷宽断面。首先掘进直墙导硐断面并进行顶板和帮部支护，再掘进左右刷宽断面并进行支护；上分层全部掘出后，开始按照整个硐室断面宽度起底至硐室底板深度，最后进行喷浆支护和常规混凝土硬化底板。
3.针对煤矿井下超大断面永久硐室，常规的煤矿井下大型永久硐室设计及其施工方法存在以下问题：常规的煤矿井下大型永久硐室设计及其施工方法，无法满足煤矿井下超大断面永久硐室设计及其施工方法的需要。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于解决目前煤矿井下超大断面永久硐室不能满足实际需要的目问题，提供一种煤矿井下超大断面永久硐室结构。
5.本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种煤矿井下超大断面永久硐室结构，所述硐室结构采用直墙半圆拱形断面，掘进宽度大于等于12.8米，掘进高度大于等于13.8米，掘进断面大于等于142平方米；所述硐室设置深入硐室内壁的锚网索支护，锚网索支护包括锚索支护和和锚杆支护，硐室壁面设置喷浆支护，在喷浆支护外设置砌碹支护；所述硐室底部设置反底拱混凝土底板。
6.优选的，反底拱混凝土底板设置填平层将底板填平。
7.优选的，所述锚杆支护采用较高密度，间排距为650
×
650毫米。
8.优选的，砌碹支护的钢筋混凝土碹体厚度为800mm。
9.优选的，所述锚索支护于拱部选用
¢
21.6
×
10300毫米的锚索，于拱基线以下选用
¢
21.6
×
8300毫米锚索，锚索间排距为1300
×
1300毫米。
10.优选的，喷浆支护的喷浆厚度为100毫米，砼强度等级为c30。
11.本实用新型的有益效果是：提供了一种有效的适用于超大断面永久硐室的支护结构；解决了帮部滞后支护问题，对顶板支护管理和安全生产比较有利，能够适用于超大断面的支护，采用反底拱混凝土底板和砌碹支护配合实现了超大断面的支护保障。
附图说明
12.图1给出的是本实用新型的结构示意图。
13.图2给出的是本实用新型的施工过程图。
14.图中：1锚网索支护，2锚杆支护，3喷浆支护，4砌碹支护，5反底拱混凝土底板，6填平层，7锚索支护。
具体实施方式
15.现在将进一步细化基于附图所示的代表性实施方案。在以下的详细描述中，参考了形成说明书的一部分的附图，但是这些实例不是限制性的。
16.具体的，参考图1和图2，图1和图2给出了一种煤矿井下超大断面永久硐室结构，该硐室结构主要适用于超大断面的施工，是常规大型永久硐室断面的2倍以上。如，在掘进宽度大于等于12.8米，掘进高度大于等于13.8米，掘进断面大于等于142平方米的情况下，所述硐室结构采用直墙半圆拱形断面；所述硐室设置深入硐室内壁的锚网索支护1，其中，锚网索支护1包括锚索支护7和锚杆支护2，然后在硐室壁面设置喷浆支护3，然后首先在所述硐室底部设置反底拱混凝土底板5，在喷浆支护3外设置砌碹支护4。
17.关于上述各部分的参数，结合矿井常用的支护材料，我们确定了支护材料参数和支护参数，且锚杆和锚索的支护密度提高了至少1.5倍。所述锚索支护7于拱部选用
¢
21.6
×
10300毫米的锚索，于拱基线以下选用
¢
21.6
×
8300毫米锚索，锚索间排距为1300
×
1300毫米，所述锚杆支护2采用较高密度，间排距为650
×
650毫米，单棵锚杆设计锚固力为80kn。选用点焊金属网规格为100
×
100毫米，网筋为
¢
6.5mm钢筋。喷浆支护3的喷浆厚度为100毫米，砼强度等级为c30。考虑到选用的锚杆长度达不到理论设计的锚杆长度要求，且硐室规格尺寸显著超出常规硐室尺寸，硐室全部掘出后进行二期砌碹加强支护，砌碹支护4的钢筋混凝土碹体厚度为800mm。同时，在反底拱混凝土底板5设置填平层6将底板填平。反底拱混凝土底板5的角度为80
‑
100度。
18.具体的，在实际操作中，施工如下：
19.如图2所示，以jf、kp、vq等3条分界线为准，将整个超大断面永久硐室断面分为第一分层10、第二分层20、第三分层30、第四分层40，共计4个分层，是常规大型永久硐室的两倍。
20.并将每个分层分割为倒梯形导硐断面和左右刷宽断面三部分；以第一分层10为例，则分为第一导硐断面11（另含有cdgh小部分起底断面）、第一刷宽断面12、第二刷宽断面13。整个超大断面永久硐室断面共分为12个小断面。按照图中的字母所包围的区域构成各个部分的小断面。
21.每个分层的导硐断面采用倒梯形布置（导硐两侧与底板夹角105
°‑
125
°
不等）：
22.第一，显著提高了导硐帮部的稳定性，导硐的两个帮部无需进行锚网支护；
23.第二，使得施工第一分层时揭露的拱部面积明显增大，便于及时支护顶板，对左右两侧刷宽断面施工时的顶板支护管理也比较有利；
24.第三，使得施工第二分层20、第三分层30、第四分层40时，每个分层两侧的出矸量显著降低，便于快速施工刷宽断面和及时支护帮部，对安全生产比较有利。
25.在上述的施工过程中，先掘进第一导硐断面11并进行顶板锚网索支护1，然后分别掘进第一刷宽断面12、第二刷宽断面13，并进行顶板锚网索支护1；第一分层10全部掘出后，对整个硐室顶板进行喷浆支护3，再按照相同的方法依次完成第二分层20、第三分层30、第四分层40的掘进任务；整个硐室断面全部掘出后，先施工反底拱混凝土底板5，再进行砌碹
支护4，并将反底拱混凝土底板5上采用填平层填平，整个硐室施工完毕。硐室施工与煤层的采掘过程相关，与整个硐室的结构也相关，相互影响。
26.直墙导硐断面的两帮需要进行锚网支护，而施工左右刷宽断面时，直墙导硐断面两帮的锚网支护将失去作用，并混入煤矸之中。这种直墙导硐断面设计既浪费了支护材料，又占用了较多的作业时间，还增加了煤矸之中的铁质杂质的含量，会对沿途运输系统造成不同程度的损害。上述的施工方法解决了该问题。
27.进行下分层起底作业期间，出矸量巨大，且两旁容易堆矸，致使硐室帮部支护滞后严重，帮部溜帮现象明显，不利于帮部支护管理。上述的施工方法也解决了该问题。
28.对于本领域技术人员而言，实施上述实施方案并非在于穷举或将实施方案限制到所公开的具体精确形式。对于本领域技术人员而言显而易见的是，在上述教导内容的基础，还能够进行一定的修改、组合和以及变型。