一种用于保证矿房内作业安全的钢筋混凝土人工假顶的制作方法

1.本实用新型属于地下采矿技术领域，具体涉及一种矿房人工假顶。


背景技术：

2.在地下矿山采矿方法设计中，为保证矿房内作业安全，需在矿房顶部留设一定尺寸的顶柱。如某莹石矿采用浅孔留矿法，留设顶柱长度与矿房长度相等，为40～50m；顶柱宽度与矿体厚度相等，不超过5m；顶柱厚度根据围岩的稳固情况，为3～6m。根据以上尺寸参数进行计算，矿石顶柱体积约为240～1800m3。当矿石价值较高时，该部分顶柱的留存势必造成大量宝贵资源的损失。
3.在实际生产中，矿石顶柱的实际作用往往会小于其设计作用，主要原因有三：
①
由于地质条件的复杂性以及受井下作业环境的限制，顶柱实际尺寸与设计尺寸很难相同；
②
采用爆破技术落矿，在一定程度上破坏顶柱的完整性和坚固性；
③
矿房回采结束后，无法核实留设的矿石顶柱是否已经发生破坏，不能采取针对性补救措施。
4.钢筋混凝土结构具有坚固、耐久、整体性好等优点，广泛应用于工程。对采用浅孔留矿法采矿的地下矿山来说，矿房跨度与矿体厚度相同，一般不超过5m，钢筋混凝土结构的强度可满足这个跨度的要求，并且比矿石顶柱具有更高的安全性。当矿石价值较高时，利用钢筋混凝土人工假顶置换出矿石顶柱资源，可为矿山企业带来更好的经济效益。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的就是针对现有地下矿山开采设计的矿石顶柱存在资源浪费、安全性能无法保证等问题，而提供一种安全性好、资源利用率高、施工简便、造价低廉的用于保证矿房内作业安全的钢筋混凝土人工假顶。
6.为实现本实用新型的上述目的，本实用新型一种用于保证矿房内作业安全的钢筋混凝土人工假顶采用以下技术方案：
7.本实用新型一种用于保证矿房内作业安全的钢筋混凝土人工假顶，布设在矿房之上，它是由纵梁、横梁、间板组合连接构成；纵梁之间相互平行且垂直于矿房走向等间距布设成一排，在相邻的两根纵梁的中间且平行于矿房的走向布设横梁，在相邻的两根纵梁之间、横梁的两侧布设间板；所述的纵梁的中部横跨矿体，纵梁的两端部分别支撑在矿体上盘围岩、矿体下盘围岩中；所述的纵梁、横梁、间板皆采用钢筋混凝土结构，三者通过钢筋连接成一整体承重结构。本实用新型之纵梁、横梁、间板构成钢筋混凝土人工假顶的整体承重结构，各部分结构之间又具有一定的独立性，在保证人工假顶的整体功能的前提下，尽可能避免了单个构件破坏对整体结构功能的影响。
8.所述的纵梁中设有纵梁纵筋、纵梁箍筋、纵梁腰筋，纵梁纵筋沿纵梁长度方向布设在纵梁内的上下部分，纵梁腰筋沿纵梁长度方向布设在纵梁内的两侧部分，纵梁箍筋绕纵梁四周布设且与纵梁纵筋、纵梁腰筋垂直。纵梁箍筋沿纵梁方向等间距设置为佳，纵梁箍筋与纵梁中最外部布设的纵梁纵筋、纵梁腰筋通过焊接或钢筋绑扎。
9.所述的横梁中设有横梁纵筋、横梁箍筋、横梁腰筋，横梁纵筋沿横梁长度方向布设在横梁内的上下部分，横梁腰筋沿横梁长度方向布设在横梁内的两侧部分，横梁箍筋绕横梁四周布设且与横梁纵筋、横梁腰筋垂直。横梁箍筋沿横梁方向等间距设置为佳，横梁箍筋与横梁中最外部布设的横梁纵筋、横梁腰筋通过焊接或钢筋绑扎。
10.所述的间板内设有间板横筋、间板纵筋，间板横筋与间板纵筋相互垂直构成网状结构。
11.试验研究和工程应用实践表明，采用本实用新型一种用于保证矿房内作业安全的钢筋混凝土人工假顶替代矿石顶柱，具有以下有益效果：
12.(1)本实用新型矿房钢筋混凝土人工假顶采用钢筋混凝土结构，强度高，安全性好，克服了矿石顶柱容易发生破坏而影响完整性和坚固性的问题；
13.(2)本实用新型矿房钢筋混凝土人工假顶由纵梁、横梁、间板构成钢筋混凝土人工假顶的整体承重结构，结构简单，施工简便，造价低廉。
14.(3)本实用新型采用钢筋混凝土人工假顶替代矿石顶柱，避免了矿石顶柱的留存而浪费矿石资源现象的发生，有利于提高资源回采率和综合回收率，经济效益、资源效益显著。
附图说明
15.图1是本实用新型一种用于保证矿房内作业安全的钢筋混凝土人工假顶俯视结构图；
16.图2是图1中的a
‑
a剖面图；
17.图3是本实用新型一种用于保证矿房内作业安全的钢筋混凝土人工假顶各部件结构联系图；
18.图4是本实用新型之纵梁与横梁间的结构联系图；
19.图5是本实用新型之纵梁配筋图；
20.图6是本实用新型之横梁配筋图；
21.图7是本实用新型之间板配筋图。
22.附图标记为：1
‑
纵梁；1.1
‑
纵梁上盘围岩部分；1.2
‑
纵梁横跨矿体部分；1.3
‑
纵梁下盘围岩部分；2
‑
横梁；3
‑
间板；4
‑
纵梁纵筋；5
‑
纵梁箍筋；6
‑ꢀ
纵梁腰筋；7
‑
横梁纵筋；8
‑
横梁箍筋；9
‑
横梁腰筋；10
‑
间板横筋；11
‑
间板纵筋。
具体实施方式
23.为了进一步描述本实用新型，下面结合附图对本实用新型一种用于保证矿房内作业安全的钢筋混凝土人工假顶作更详细说明。
24.由图1所示的本实用新型一种用于保证矿房内作业安全的钢筋混凝土人工假顶俯视结构图并结合图2、图3、图4看出，本实用新型一种地下矿山浅孔留矿法矿房钢筋混凝土人工假，是由纵梁1、横梁2、间板3 组合连接构成。纵梁1由三段组成，分别为纵梁上盘围岩部分1.1、纵梁横跨矿体部分1.2、纵梁下盘围岩部分1.3，纵梁1之间相互平行且垂直于矿房走向等间距布设成一排，在相邻的两根纵梁1的中间且平行于矿房的走向布设横梁2，在相邻的两根纵梁1之间、横梁2的两侧布设间板 3；所述的纵梁1的中部横跨矿体，纵梁1的两端
部分别支撑在矿体上盘围岩、矿体下盘围岩中；所述的纵梁1、横梁2、间板3皆采用钢筋混凝土结构，三者通过钢筋连接成一整体承重结构。
25.本实用新型一种用于保证矿房内作业安全的钢筋混凝土人工假顶在旌德县新义莹石有限公司新义一矿工程应用的技术参数为：纵梁1宽 1.0m、厚度1.5m、长不超过10m，其中纵梁1位于矿体上盘围岩内的长度为2.5m，纵梁1位于矿体下盘围岩内的长度为2.5m，纵梁1中部横跨矿体部分的长度不大于5.0m；所述的横梁2的长5.0m、宽1.0m、厚度 1.5m；所述的间板3的长5.0m、厚度0.5m，横梁2及两侧布设的间板3 宽度之和与纵梁1中部横跨矿体部分的长度相等。
26.由图5所示的本实用新型之纵梁配筋图看出，纵梁1中设有纵梁纵筋4、纵梁箍筋5、纵梁腰筋6，纵梁纵筋4沿纵梁1长度方向布设在纵梁1内的上下部分，纵梁腰筋6沿纵梁1长度方向布设在纵梁1内的两侧部分，纵梁箍筋5绕纵梁1四周布设且与纵梁纵筋4、纵梁腰筋6垂直。
27.由图6所示的本实用新型之横梁配筋图看出，横梁2中设有横梁纵筋7、横梁箍筋8、横梁腰筋9，横梁纵筋7沿横梁2长度方向布设在横梁2内的上下部分，横梁腰筋9沿横梁2长度方向布设在横梁2内的两侧部分，横梁箍筋8绕横梁2四周布设且与横梁纵筋7、横梁腰筋9垂直。
28.由图7所示的本实用新型之间板配筋图看出，间板3内设有间板横筋 10、间板纵筋11，间板横筋10与间板纵筋11相互垂直构成网状结构。