大断面硐室减跨墩柱结构及其使用方法.pdf

摘要
申请专利号：	CN201010250678.7	申请日：	2010.08.06
公开号：	CN101929345A	公开日：	2010.12.29
当前法律状态：	撤回	有效性：	无权
法律详情：	发明专利申请公布后的视为撤回IPC(主分类):E21D 15/10申请公布日:20101229\|\|\|著录事项变更IPC(主分类):E21D 15/10变更事项:发明人变更前:张农韩昌良李桂臣阚甲广王成梁国栋变更后:张农韩昌良李桂臣阚甲广王成梁国栋郑西贵\|\|\|实质审查的生效IPC(主分类):E21D 15/10申请日:20100806\|\|\|公开
IPC分类号：	E21D15/10	主分类号：	E21D15/10
申请人：	中国矿业大学
发明人：	张农; 韩昌良; 李桂臣; 阚甲广; 王成; 梁国栋
地址：	221000 江苏省徐州市解放南路中国矿业大学
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内容摘要

本发明涉及一种煤矿大断面巷道与硐室的支护结构，尤其是一种大断面硐室减跨墩柱结构及其使用方法。在大断面硐室的中部，安装1～8个直径为0.5m～1.2m的底部钢筒，每个底部钢筒的上端，吻合的套入一个伸缩钢筒，伸缩钢筒与被套钢筒之间开有对应的高度调节通孔，通过限位钢筋横向穿插固定，在伸缩钢筒和底部钢筒内放置钢筋网架，然后向伸缩钢筒和底部钢筒内灌注混凝土，形成减跨墩柱，根据巷道的高度变化通过限位钢筋对墩柱的高度进行调节，该结构及方法适应范围广且结构简单，易于操作，可以对巷道和硐室提供较高的支护强度，实现大断面巷道与硐室的有效减跨。

权利要求书

1.大断面硐室减跨墩柱结构及其使用方法，其特征是：在大断面硐室的中部，安装1～8个直径为0.5m～1.2m的底部钢筒(1)，每个底部钢筒(1)的上端，吻合的套入一个伸缩钢筒(4)，伸缩钢筒(4)与底部钢筒(1)之间开有对应的高度调节通孔(2)，通过限位钢筋(3)横向穿插固定，在伸缩钢筒(4)和底部钢筒(1)内放置钢筋网架(5)，然后向伸缩钢筒(4)和底部钢筒(1)内灌注混凝土(6)，形成减跨墩柱，根据巷道的高度变化通过限位钢筋(3)对墩柱的高度进行调节。2.根据权利要求1所述的大断面硐室减跨墩柱结构及其使用方法，其特征是：大断面硐室减跨墩柱，首先加工底部钢筒(1)和伸缩钢筒(4)，钢筒的尺寸大小由具体的使用条件而定，一般底部钢筒的内径D选择500mm～1200mm，伸缩钢筒的内径d小于底部钢筒的内径D 3mm～5mm，以保证伸缩钢筒(4)可放进底部钢筒(1)中，钢筒壁厚d选择4mm～8mm，底部钢筒(1)的上部和伸缩钢筒(4)的下部设有多组十字交错的高度调节通孔(2)，该孔的间距s为200mm～300mm，每个伸缩钢筒(4)和底部钢筒(1)上的高度调节通孔(2)的组数为3～5组；然后加工与高度调节通孔(2)相匹配的限位钢筋(3)以及与钢筒尺寸向匹配的钢筋网架(5)。3.根据权利要求1所述的大断面硐室减跨墩柱结构及其使用方法，其特征是：底部钢筒H的高度可设计为巷道或硐室的高度的2/3，伸缩钢筒的高度h可设计为巷道或硐室高度的1/2，以保证钢筒能自由伸缩，充分接顶。4.根据权利要求1所述的大断面硐室减跨墩柱结构及其使用方法，其特征是：本发明大断面硐室减跨墩柱的使用方法，首先将底部钢筒(1)置于硐室中部的底板上，并向底部钢筒(1)内放置钢筋网架(5)；然后将伸缩钢筒(4)套入底部钢筒(1)内，将限位钢筋(3)穿入底部钢筒(1)和伸缩钢筒(4)上的高度调节通孔(2)，若要调节墩柱的高度，可将限位钢筋(3)从高度调节通孔(2)中抽出，重新调节伸缩钢筒的高度后再将限位钢筋(3)穿入高度调节通孔(2)内即可；最后向钢桶内灌注混凝土(6)，并使混凝土接顶，待混凝土凝结后，此减跨墩柱即可实现对顶板的承载。

说明书

大断面硐室减跨墩柱结构及其使用方法

技术领域

本发明涉及煤矿大断面巷道与硐室的支护结构，尤其是一种大断面硐室减跨墩柱结构及其使用方法。

背景技术

煤矿井下巷道交叉口、设备安装硐室等地方断面较大，其尺寸往往达到30m²以上。大断面巷道与硐室的开挖对岩体产生的扰动要明显大于一般巷道，易发生较大的围岩变形，这在深井软岩巷道中表现更为明显，一些矿井的大断面巷道或硐室需要经过多次的扩刷修复才能满足使用要求，不仅浪费了大量的人力物力，还严重影响了矿井的安全高效生产。

受支护材料适应性的影响，在巷道交叉口等地方不能使用U型棚支护，而只能使用单一的锚杆(索)支护，或者再辅以注浆加固。这种支护形式在地质条件较为简单时尚可满足要求，但是当应用于深部软岩巷道时，难以有效控制围岩的变形。

发明内容

为了解决煤矿大断面巷道与硐室支护当中存在的问题，本发明提出了大断面硐室减跨墩柱结构及其使用方法。该结构及方法适应范围广且结构简单，易于操作，可以对巷道和硐室提供较高的支护强度，实现大断面巷道与硐室的有效减跨。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：在大断面硐室的中部，安装1～8个直径为0.5m～1.2m的底部钢筒，每个底部钢筒的上端吻合的套入一个伸缩钢筒，伸缩钢筒与底部钢筒之间开有对应的高度调节通孔，通过限位钢筋横向穿插固定，在伸缩钢筒和底部钢筒内放置钢筋网架，然后向伸缩钢筒和底部钢筒内灌注混凝土，形成减跨墩柱，根据巷道的高度变化通过限位钢筋对墩柱的高度进行调节。

本发明大断面硐室减跨墩柱及其使用方法的有益效果：

(1)可以对巷道或硐室提供较高的支护强度，实现大断面巷道与硐室的有效减跨。在巷道中部安装墩柱之后，当顶板来压时能够及时提供较高的支护阻力，从而将巷道顶板划分成多个小跨，使顶板成为多跨连续梁结构，其冒落拱高度及顶板下沉量均有大幅度的降低，有效控制巷道围岩的破坏与变形，使巷道围岩更加稳定；

(2)弥补了目前大断面硐室支护技术的不足；

(3)减跨墩柱的高度可调，能够适应巷道高度的变化；

(4)对各类地质条件下的巷道具有较强的适应性。该减跨墩柱对围岩的地质条件没有要求，可适应于各种地质条件下的巷道或硐室的支护；

(5)结构简单，劳动强度低，易于操作。

附图说明

下面结合附图对本发明的实施方式作进一步的说明：

附图1是本发明大断面硐室减跨墩柱的结构截面图。

附图2是本发明大断面硐室减跨墩柱的结构剖视图。

图中：1-底部钢筒，2-高度调节通孔，3-限位钢筋，4-伸缩钢筒，5-钢筋网架，6-混凝土，D-底部钢筒的内径，d-伸缩钢筒的内径，d-钢筒壁厚，H-底部钢筒的高度，h-伸缩钢筒的高度，s-高度调节孔的间距。

具体实施方式

在图中，在大断面硐室的中部，安装1～8个直径为0.5m～1.2m的底部钢筒，每个底部钢筒1的上端，吻合的套入一个伸缩钢筒4，伸缩钢筒4与底部钢筒1之间开有对应的高度调节通孔2，通过限位钢筋3横向穿插固定，在伸缩钢筒4和底部钢筒1内放置钢筋网架，然后向伸缩钢筒4和底部钢筒1内灌注混凝土6，形成减跨墩柱，根据巷道的高度变化通过限位钢筋3对墩柱的高度进行调节。

在图1中，本大断面硐室减跨墩柱，首先加工底部钢筒1和伸缩钢筒4，底部钢筒和伸缩钢筒的尺寸大小由具体的使用条件而定，一般底部钢筒1的内径D选择500mm～1200mm，伸缩钢筒的内径d小于底部钢筒的内径D3mm～5mm，以保证伸缩钢筒4可放进底部钢筒1中，钢筒壁厚d选择4mm～8mm，底部钢筒1的上部和伸缩钢筒4的下部设有多组十字交错的高度调节通孔2，该孔的间距s为200mm～300mm，每个伸缩钢筒4和底部钢筒1上的高度调节通孔2的组数为3～5组；然后加工与高度调节孔2相匹配的限位钢筋3以及与钢筒尺寸向匹配的钢筋网架5。

在图1中，底部钢筒H的高度可设计为巷道或硐室的高度的2/3，伸缩钢筒的高度h可设计为巷道或硐室高度的1/2，以保证钢筒能自由伸缩，充分接顶。

在图1中，本发明大断面硐室减跨墩柱的使用方法，首先将底部钢筒1置于硐室中部的底板上，并向底部钢筒1内放置钢筋网架5；然后将伸缩钢筒4套入底部钢筒1内，将限位钢筋3穿入底部钢筒1和伸缩钢筒4上的高度调节孔2，若要调节墩柱的高度，可将限位钢筋3从高度调节孔2中抽出，重新调节伸缩钢筒的高度后再将限位钢筋3穿入高度调节孔2内即可；最后向钢桶内灌注混凝土6，并使混凝土接顶，待混凝土凝结后，此减跨墩柱即可实现对顶板的承载。

若大断面巷道或硐室的尺寸过大，维护较为困难，可以密集使用多个减跨墩柱。