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1、10申请公布号CN102704967A43申请公布日20121003CN102704967ACN102704967A21申请号201210156911422申请日20120521E21D21/00200601E21D20/0020060171申请人严红地址100083北京市海淀区学院路丁11号中国矿业大学北京宝源公寓A11703272发明人严红54发明名称一种防止交叉大断面硐室顶板垮冒结构及方法57摘要一种防止交叉大断面硐室顶板垮冒结构及方法，适用于隧道工程与煤矿开采地下巷道工程。包括多筒弧形联接器，抗滑抗摩擦环形垫圈、钢绞线和锁具，多筒弧形联结器是上表面密闭、内部为中空圆柱的对称弧形筒式结构。
2、。钢绞线的一端穿过双筒，另一端斜穿过顶板锚固于围岩深部稳定岩层中，内层钢绞线之间设计环形塑料垫圈以防止钢绞线接触部分应力集中，对钢绞线施加高预紧力后利用锁具锁紧，将联接器紧固于硐室顶板中部区域，大大增加顶板岩层整体抗压强度，有效控制大断面硐室顶板下沉和垮冒，支护面积大，安全系数高，结构简单优美，安装快捷方便，易加工，成本低，效果好，具有广泛的实用性。51INTCL权利要求书1页说明书3页附图1页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书3页附图1页1/1页21一种防止交叉大断面硐室顶板垮冒结构及方法，它包括多筒弧形联接器1，抗滑抗摩擦环形垫圈2，钢绞线3和锁具4，一组。
3、钢绞线3一端斜穿过顶板并锚固于深部稳定岩层中，另一端穿过多筒弧形联接器1中的一对双筒，施加高预紧力后用锁具4锁紧；另一组钢绞线3一端斜穿过顶板并锚固于深部稳定岩层中，另一端穿过多筒弧形联接器1中的另一对双筒，前后两组钢绞线3在多筒弧形联接器1内部接触部分有抗滑抗摩擦环形垫圈2隔开，施加高预紧力后用锁具4锁紧，所述多筒弧形联结器1，从垂直该联接器上表面方向看，为在一矩形的基础上四个角为相同的圆弧形缺角形状的薄板式钢结构，一对直通双筒贯穿一对相对的联接器侧面直边，另一对直通双筒贯穿另一对相对的联接器的侧面直边，多筒弧形联接器1上表面为平面密闭结构，下表面为含有空心圆的平面结构，内部含有一中空圆柱，。
4、中空圆柱位于多筒弧形联接器1下表面中部区域，中空圆柱顶部与两对直通双筒相交的区域贯通。2根据权利要求1所述的一种防止交叉大断面硐室顶板垮冒结构及方法，其特征在于所述抗滑抗摩擦环形垫圈2为高分子材料制成的塑料垫圈。3根据权利要求1所示的一种防止交叉大断面硐室顶板垮冒结构及方法，其特征在于所述钢绞线3直径为1521MM，钢绞线3长度为612M。4应用权利要求13所述的一种防止交叉大断面硐室顶板垮冒结构的方法，其特征在于隧道或煤矿井下交叉大断面硐室开掘后，利用锚索钻机向顶板打倾斜孔，将一根钢绞线3的一端伸入钻孔内并利用树脂锚固剂将钢绞线3端部锚固于深部稳定岩层中，伸出孔口外的钢绞线从多筒弧形联连器1。
5、中一对双筒中单筒5的A端穿过B端，并利用锚索张拉机具施加高预紧力后用锁具4锁紧；同样，在交叉大断面硐室顶板另一端打孔并将一根钢绞线一端锚固于深部稳定岩层中，伸出孔口外的钢绞线从多筒弧形联接器1中该对双筒中另一单筒6的与A端相对的另一侧的C端穿过与A端相同侧的D端，并利用锚索张拉机具施加高预紧力后用锁具4锁紧，锁紧过程中调整多筒弧形联接器1位置，使得多筒弧形联接器1紧固于硐室顶板中部区域；将抗滑抗摩擦环形垫圈2安装于多筒弧形联连器1内部钢绞线表面，并按照同样安装方法，将另外两根钢绞线3中的一根一端穿过顶板内钻孔，另一端顺序穿过多筒弧形联接器1中另一对双筒中单筒7的E端和F端，两根钢绞线3中的另一。
6、根一端穿过顶板内钻孔，另一端从多筒弧形联接器1中所述另一对双筒中另一单筒8的与E端相对的另一侧的G端穿过与E端相同侧的H端，从多筒弧形联接器1内部钢绞线位置来看，使得后面安装的两条钢绞线3在位置上处于前面安装的两条钢绞线3接触面上方，接触区域通过抗滑抗摩擦环形垫圈2隔开，并利用锚索张拉机具施加高预紧力后用锁具4锁紧。权利要求书CN102704967A1/3页3一种防止交叉大断面硐室顶板垮冒结构及方法技术领域0001本发明涉及一种防止交叉大断面硐室顶板垮冒结构及方法，尤其适用于隧道和煤巷中交叉大断面顶板支护。背景技术0002隧道工程或矿山开采支护中，形成的交叉大断面硐室由于数量大、范围广、样式多。
7、，事故率高，成为生产现场亟需解决的问题之一。这类硐室共同特征表现为顶板悬空面积大，区域性应力高且受力复杂，顶板垮塌事故多，尤其对于交叉大断面厚层复合型顶板、泥岩组合型或淋水型顶板，在受邻近工作面采动影响或邻近巷道掘进放炮震动等工程扰动下，采用传统支护构件布置容易导致顶板大幅下沉甚至突发性垮冒事故，给现场作业人员埋下极大的安全隐患。一般而言，现场常用的交叉大断面硐室顶板支护方法包括两类注浆浇铸喷浆U型钢等以及叠加锚杆钢带支护单点锚索支护，有时也用槽钢代替钢带支护。前者对交叉大断面顶板控制效果较好，但由于工序繁琐复杂，工序间配合要求高且成本昂贵等因素影响，除用于少量永久性岩巷硐室支护外，一般难以在。
8、大量煤巷大断面中推广采用；后者在工程扰动影响小、顶板稳定及埋深较浅等情况下能基本保证顶板支护安全，但支护材料所需费用高，对于深井支护中越来越多的具有复杂特征的交叉大断面硐室顶板，工程扰动下钢带极易撕裂，而槽钢控制范围小，单体锚索较难形成良好的支护结构，不能有效控制顶板大变形和垮塌事故。发明内容0003一发明目的0004本发明的目的是针对已有技术存在的不足，提供一种防止交叉大断面硐室顶板垮冒结构及方法，它能有效控制顶板下沉，使开掘后的交叉大断面硐室顶板围岩由双向受压转为近似三向受压，增大顶板围岩的抗压强度，防止交叉大断面硐室顶板垮冒，保障硐室交叉大断面区域的支护安全。0005二技术方案0006本。
9、申请的防止交叉大断面硐室顶板垮冒结构及方法包括多筒弧形联接器1，抗滑抗摩擦环形垫圈2，钢绞线3和锁具4。一组钢绞线3一端斜穿过顶板并锚固于深部稳定岩层中，另一端穿过多筒弧形联接器1中的一对双筒，施加高预紧力后用锁具4锁紧；另一组钢绞线3一端斜穿过顶板并锚固于深部稳定岩层中，另一端穿过多筒弧形联接器1中的另一对双筒，前后两组钢绞线3在多筒弧形联接器1内部接触部分有抗滑抗摩擦环形垫圈2隔开，施加高预紧力后用锁具4锁紧。所述多筒弧形联结器1，从垂直该联接器上表面方向看，为在一矩形的基础上四个角为相同的圆弧形倒角形状的薄板式钢结构，一对直通双筒贯穿一对相对的联接器侧面直边，另一对直通双筒贯穿另一对相对。
10、的联接器的侧面直边，多筒弧形联接器1上表面为平面密闭结构，下表面为含有空心圆的平面结构，内部含有一中空圆柱，中空圆柱位于多筒弧形联接器1下表面中部区域，中空圆柱顶部与两对直通双说明书CN102704967A2/3页4筒相交的区域贯通。抗滑抗摩擦环形垫圈2为高分子材料制成的塑料垫圈。钢绞线3直径为1521MM，钢绞线3长度为612M。具体实施步骤为隧道或煤矿井下交叉大断面硐室开掘后，利用锚索钻机向顶板打倾斜孔，将一根钢绞线3的一端伸入钻孔内并利用树脂锚固剂将钢绞线3端部锚固于深部稳定岩层中，伸出孔口外的钢绞线3从多筒弧形联连器1中一对双筒中单筒5的A端穿过B端，并利用锚索张拉机具施加高预紧力后用。
11、锁具4锁紧；同样，在交叉大断面硐室顶板另一端打孔并将一根钢绞线3一端锚固于深部稳定岩层中，伸出孔口外的钢绞线3从多筒弧形联接器1中双筒中单筒6的C端穿过D端，并利用锚索张拉机具施加高预紧力后用锁具4锁紧，锁紧过程中调整多筒弧形联接器1位置，使得多筒弧形联接器1紧固于硐室顶板中部区域；将抗滑抗摩擦环形垫圈2安装于多筒弧形联连器1内部钢绞线3表面，并按照同样安装方法，将另外两根钢绞线3中的一根一端穿过顶板内钻孔，另一端顺序穿过多筒弧形联接器1中另一对双筒中单筒7的E端和F端，两根钢绞线3中的另一根一端穿过顶板内钻孔，另一端顺序穿过多筒弧形联接器1中双筒中单筒8的G端H端，从多筒弧形联接器1内部钢绞。
12、线3位置来看，使得后面安装的两条钢绞线3在位置上处于前面安装的两条钢绞线3接触面上方，接触区域通过抗滑抗摩擦环形垫圈2隔开，并利用锚索张拉机具施加高预紧力后用锁具4锁紧。0007三技术效果0008本发明一种防止交叉大断面硐室顶板垮冒结构及方法，适用于隧道工程与煤矿开采地下巷道工程。包括多筒弧形连接器，抗滑抗摩擦环形垫圈、钢绞线和锁具，多筒弧形联结器为上表面密闭，内部为中空圆柱的对称弧形筒式结构。钢绞线的一端穿过双筒，另一端斜穿过顶板锚固于围岩深部稳定岩层中，内层钢绞线之间设计环形垫圈以防止钢绞线接触部分应力集中，对钢绞线施加高预紧力后利用锁具锁紧，将联接器紧固于硐室顶板中部区域，大大增加顶板岩。
13、层整体抗压强度，有效控制大断面硐室顶板下沉和垮冒，支护面积大，安全系数高，结构简单优美，安装快捷方便，易加工，成本低，支护效果好，具有广泛的实用性。附图说明0009附图1是本发明结构示意图。0010附图2是图1的剖面结构示意图。具体实施方式0011下面将结合附图中的一个实施例对本发明作进一步的描述0012本发明一种防止交叉大断面硐室顶板垮冒结构及方法，使用多筒弧形联接器1，高分子材料制成的抗滑抗摩擦环形垫圈2，钢绞线3和锁具4。所述多筒弧形联结器1，从垂直该联接器上表面方向看，为在一矩形的基础上四个角为相同的圆弧形缺角形状的薄板式钢结构，一对直通双筒贯穿一对相对的联接器侧面直边，另一对直通双筒。
14、贯穿另一对相对的联接器的侧面直边，多筒弧形联接器1上表面为平面密闭结构，下表面为含有空心圆的平面结构，内部含有一中空圆柱，中空圆柱位于多筒弧形联接器1下表面中部区域，中空圆柱顶部与两对直通双筒相交的区域贯通。具体支护步骤为隧道或煤矿井下交叉大断面硐室开掘后，利用锚索钻机向顶板打倾斜孔，将一根钢绞线3的一端伸入钻孔内并利用树脂锚说明书CN102704967A3/3页5固剂将钢绞线3端部锚固于深部稳定岩层中，伸出孔口外的钢绞线从多筒弧形联连器1中一对双筒中单筒5的A端穿过B端，并利用锚索张拉机具施加高预紧力后用锁具4锁紧；同样，在交叉大断面硐室顶板另一端打孔并将一根钢绞线一端锚固于深部稳定岩层中，。
15、伸出孔口外的钢绞线从多筒弧形联接器1中该对双筒中另一单筒6的与A端相对的另一侧的C端穿过与A端相同侧的D端，并利用锚索张拉机具施加高预紧力后用锁具4锁紧，锁紧过程中调整多筒弧形联接器1位置，使得多筒弧形联接器1紧固于硐室顶板中部区域；将抗滑抗摩擦环形垫圈2安装于多筒弧形联连器1内部钢绞线表面，并按照同样安装方法，将另外两根钢绞线3中的一根一端穿过顶板内钻孔，另一端顺序穿过多筒弧形联接器1中另一对双筒中单筒7的E端和F端，两根钢绞线3中的另一根一端穿过顶板内钻孔，另一端从多筒弧形联接器1中所述另一对双筒中另一单筒8的与E端相对的另一侧的G端穿过与E端相同侧的H端，从多筒弧形联接器1内部钢绞线位置来看，使得后面安装的两条钢绞线3在位置上处于前面安装的两条钢绞线3接触面上方，接触区域通过抗滑抗摩擦环形垫圈2隔开，并利用锚索张拉机具施加高预紧力后用锁具4锁紧。抗滑抗摩擦环形垫圈2为高分子材料制成的塑料垫圈，钢绞线3直径为1521MM，钢绞线3长度为612M。说明书CN102704967A1/1页6图1图2说明书附图CN102704967A。