用于动压巷道和沿空留巷的巷道支护装置制造方法
用于动压巷道和沿空留巷的巷道支护装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于动压巷道和沿空留巷的巷道支护装置，用在动压巷道和沿空留巷的巷道作为支护装置，该装置包括：中空钢管支柱，所述中空钢管支柱的中空部分为混凝土容置空间，中空钢管支柱的下部设有与所述中空钢管支柱的中空部分连通的注浆口，中空钢管支柱的顶部设有与所述中空钢管支柱的中空部分连通的排气孔；所述中空钢管支柱的中空部分的混凝土容置空间内填充有混凝土凝固体。进一步的钢管支柱与巷道顶板之间设置让压层，钢支柱与巷道底板之间一般使用柱鞋。该支护装置通过在中空钢管支柱内填充有混凝土凝固体，具有支撑力大、稳定性好、施工速度快、可重复使用的优点，能够有效支护动压巷道和沿空留巷的巷道。
【专利说明】用于动压巷道和沿空留巷的巷道支护装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及矿井巷道支护领域，特别是涉及一种适用于矿井内的动压巷道和沿空留巷的巷道支护装置。
【背景技术】
[0002]动压巷道支护是煤矿巷道支护的难题之一，沿空留巷技术能够较好地实现无煤柱护巷，它是煤矿开采技术的一项重大改革，此项技术能够合理开发煤炭资源，提高煤炭资源采出率，有利于矿井安全生产和提高矿井经济效益。
[0003]现有沿空留巷支护技术主要有锚网索支护技术和巷旁充填技术，其中锚网索支护能够强化围岩强度、提高破碎围岩承载能力、适应围岩较大变形；巷旁充填技术早期强度大、增阻速度快、密闭采空区效果好。
[0004]但以上现有技术均存在以下缺点:实际支护强度不足，巷道变形较大，操作程序繁琐，施工速度慢。
【发明内容】
[0005]本发明要解决的技术问题是提供一种用于动压巷道和沿空留巷的巷道支护装置，其稳定性好、施工速度快且可重复使用，可解决现有支护存在的支护强度不足，巷道变形较大以及施工慢和操作繁琐的问题。
[0006]为解决上述技术问题，本发明提供一种用于动压巷道和沿空留巷的巷道支护装置，包括:
[0007]中空钢管支柱，所述中空钢管支柱的中空部分为混凝土容置空间，中空钢管支柱的下部设有与所述中空钢管支柱的中空部分连通的注浆口，中空钢管支柱的顶部设有与所述中空钢管支柱的中空部分连通的排气孔；
[0008]所述中空钢管支柱的中空部分的混凝土容置空间内填充有混凝土凝固体。
[0009]本发明的有益效果为:通过中空钢管支柱内设置混凝土，形成一种支护动压巷道和沿空留巷的钢管混凝土支柱，这种钢管混凝土支柱具有支撑力大、稳定性好、施工速度快、可重复使用等优点，能够有效支护动压巷道和沿空留巷的巷道。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
[0011]图1为本发明实施例提供的巷道支护装置结构示意图；
[0012]图2为本发明实施例提供的巷道支护装置的中空钢管支柱的剖面图；
[0013]图3为本发明实施例提供的巷道支护装置的让压层示意图；[0014]图4为本发明实施例提供的巷道支护装置的柱鞋示意图；
[0015]图5为本发明实施例提供的巷道支护装置在井下注浆示意图；
[0016]图中各标号对应的部件为:1-让压层；2-柱鞋；3_注浆口 ；4_排气孔；5-中空钢管支拄；6_铁板；7_角钢；8_木垫块；9_木楔；10_木楔倾斜角；11-钢管混凝土支柱；12-注衆泵；13_巷道顶板；14_巷道底板。
【具体实施方式】
[0017]下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
[0018]本发明实施例提供一种用于动压巷道和沿空留巷的巷道支护装置，如图1、2所示，该装置包括:中空钢管支柱5，中空钢管支柱5的中空部分为混凝土容置空间，中空钢管支柱5的下部设有与中空钢管支柱5的中空部分连通的注浆口 3，中空钢管支柱5的顶部设有与所述中空钢管支柱5的中空部分连通的排气孔4 ;中空钢管支柱5的中空部分的混凝土容置空间内填充有混凝土凝固体。
[0019]上述支护装置还包括:让压层I和柱鞋2 ;其中，
[0020]所述让压层I设置在所述中空钢管支柱5的顶端；
[0021]所述柱鞋2设置在所述中空钢管支柱5的底端。
[0022]如图3所示，上述支护装置中，让压层I采用木块，木块由顶面为斜面的木垫块8和底面为斜面的木楔块9构成，木垫块8顶部斜面与木楔块9的底部斜面相契合。通过这种结构的木块可在中空钢管支柱5支护巷道时，方便插入到中空钢管支柱5顶端与巷道顶板之间。
[0023]如图4所示，上述支护装置中，柱鞋2由方形板体和其中间部位设置突起部构成，突起部呈环形，所述环形与所述中空钢管支柱的底脚相匹配。通过这种结构的柱脚可增加中空钢管支柱5底部与巷道底板的接触面积，增加中空钢管支柱5支撑的稳定性，防止中空钢管支柱5因承受压力过大插入巷道底板。
[0024]下面结合具体实施例对本发明的支护装置作进一步说明。
[0025]本发明实施例的动压巷道和沿空留巷巷道支护装置结构如图1所示，由中空钢管支柱内灌注填充混凝土凝固体构成一种钢管混凝土支柱,钢管支柱下部设有注浆口 3，顶部设有排气孔4 (见图2)，混凝土可在井下灌注，中空钢管支柱顶部可设置让压层，以填充中空钢管支柱顶部与巷道顶板之间的缝隙，让压层可使用木块1，中空钢管支柱底部与巷道底板之间有柱鞋2，以增加底部支撑稳定性。
[0026]如图5所示，让压层的木块为两块楔形木块，起让压作用，木块的可压缩量要与巷道顶板允许下沉量相等，木垫块8和木楔9的倾斜角度10要小于木块的摩擦自锁角度。
[0027]如图4所示，柱鞋由钢板6上焊接角铁7组成，防止中空钢管支柱5因承受压力过大插入巷道底板。
[0028]支柱长度依巷道高度确定，但应保证长径比不大于12，以防止压杆失稳。
[0029]如图5所示，该支护装置形成的钢管混凝土支柱可采用井下灌注工艺，施工时先安装中空钢管支柱5，支护在巷道的顶板13与底板14之间，安装几十根钢管支柱后，使用混凝土泵12连接注浆口 3进行顶升灌注，至排气孔4有混凝土浆液喷出，完全灌注满之后，即可停止灌注。
[0030]在钢管混凝土支柱支护过程中，当发现有支柱弯曲变形时，可及时更换稍薄的让压木块，或更换稍短的中空钢管支柱。
[0031]本发明实施列的支护装置，通过中空钢管支柱灌注混凝土后形成钢管混凝土支柱支护动压巷道和沿空留巷巷道，由于钢管对混凝土的套箍作用，支柱支撑力大；支柱与巷道顶板之间预留可压缩层即垫木块，能起到让压作用，可允许顶板一定的下沉量，减轻支柱荷载。支柱长度依巷道确定，但长径比不应超过12，防止压杆失稳，保障支柱的稳定性。钢管混凝土支柱采用井下注浆，安装几十钢管支柱后，再实施逐个支柱的混凝土灌注，采用这样的集中灌注施工工艺，灌注速度快。发现支柱弯曲，则可及时更换稍薄的木垫块或稍短的支柱。上述措施可保证钢管混凝土支柱有效使用。
[0032]本发明实施例的支护装置，通过在中空钢管支柱内填充有混凝土凝固体，具有支撑力大、稳定性好、施工速度快、可重复使用的优点，能够有效支护动压巷道和沿空留巷的巷道。
[0033]以上所述，仅为本发明较佳的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本【技术领域】的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
【权利要求】
1.一种用于动压巷道和沿空留巷的巷道支护装置，其特征在于，包括: 中空钢管支柱，所述中空钢管支柱的中空部分为混凝土容置空间，中空钢管支柱的下部设有与所述中空钢管支柱的中空部分连通的注浆口，中空钢管支柱的顶部设有与所述中空钢管支柱的中空部分连通的排气孔； 所述中空钢管支柱的中空部分的混凝土容置空间内填充有混凝土凝固体。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述中空钢管支柱的长径比不大于12。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，还包括:让压层和柱鞋；其中， 所述让压层设置在所述中空钢管支柱的顶端； 所述柱鞋设置在所述中空钢管支柱的底端。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述让压层采用木块，所述木块由顶面为斜面的木垫块和底面为斜面的木楔块构成，木垫块顶部斜面与木楔块的底部斜面相契合。
5.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述柱鞋由方形板体和其中间部位设置突起部构成，突起部呈环形，所述环形与所述中空钢管支柱的底脚相匹配。
【文档编号】E21D15/02GK103485801SQ201310376587
【公开日】2014年1月1日 申请日期:2013年8月26日 优先权日:2013年8月26日
【发明者】高延法, 王军, 夏建军, 陈东, 何晓升 申请人:中国矿业大学(北京)
【专利摘要】本发明公开了一种用于动压巷道和沿空留巷的巷道支护装置，用在动压巷道和沿空留巷的巷道作为支护装置，该装置包括：中空钢管支柱，所述中空钢管支柱的中空部分为混凝土容置空间，中空钢管支柱的下部设有与所述中空钢管支柱的中空部分连通的注浆口，中空钢管支柱的顶部设有与所述中空钢管支柱的中空部分连通的排气孔；所述中空钢管支柱的中空部分的混凝土容置空间内填充有混凝土凝固体。进一步的钢管支柱与巷道顶板之间设置让压层，钢支柱与巷道底板之间一般使用柱鞋。该支护装置通过在中空钢管支柱内填充有混凝土凝固体，具有支撑力大、稳定性好、施工速度快、可重复使用的优点，能够有效支护动压巷道和沿空留巷的巷道。
【专利说明】用于动压巷道和沿空留巷的巷道支护装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及矿井巷道支护领域，特别是涉及一种适用于矿井内的动压巷道和沿空留巷的巷道支护装置。
【背景技术】
[0002]动压巷道支护是煤矿巷道支护的难题之一，沿空留巷技术能够较好地实现无煤柱护巷，它是煤矿开采技术的一项重大改革，此项技术能够合理开发煤炭资源，提高煤炭资源采出率，有利于矿井安全生产和提高矿井经济效益。
[0003]现有沿空留巷支护技术主要有锚网索支护技术和巷旁充填技术，其中锚网索支护能够强化围岩强度、提高破碎围岩承载能力、适应围岩较大变形；巷旁充填技术早期强度大、增阻速度快、密闭采空区效果好。
[0004]但以上现有技术均存在以下缺点:实际支护强度不足，巷道变形较大，操作程序繁琐，施工速度慢。
【发明内容】
[0005]本发明要解决的技术问题是提供一种用于动压巷道和沿空留巷的巷道支护装置，其稳定性好、施工速度快且可重复使用，可解决现有支护存在的支护强度不足，巷道变形较大以及施工慢和操作繁琐的问题。
[0006]为解决上述技术问题，本发明提供一种用于动压巷道和沿空留巷的巷道支护装置，包括:
[0007]中空钢管支柱，所述中空钢管支柱的中空部分为混凝土容置空间，中空钢管支柱的下部设有与所述中空钢管支柱的中空部分连通的注浆口，中空钢管支柱的顶部设有与所述中空钢管支柱的中空部分连通的排气孔；
[0008]所述中空钢管支柱的中空部分的混凝土容置空间内填充有混凝土凝固体。
[0009]本发明的有益效果为:通过中空钢管支柱内设置混凝土，形成一种支护动压巷道和沿空留巷的钢管混凝土支柱，这种钢管混凝土支柱具有支撑力大、稳定性好、施工速度快、可重复使用等优点，能够有效支护动压巷道和沿空留巷的巷道。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
[0011]图1为本发明实施例提供的巷道支护装置结构示意图；
[0012]图2为本发明实施例提供的巷道支护装置的中空钢管支柱的剖面图；
[0013]图3为本发明实施例提供的巷道支护装置的让压层示意图；[0014]图4为本发明实施例提供的巷道支护装置的柱鞋示意图；
[0015]图5为本发明实施例提供的巷道支护装置在井下注浆示意图；
[0016]图中各标号对应的部件为:1-让压层；2-柱鞋；3_注浆口 ；4_排气孔；5-中空钢管支拄；6_铁板；7_角钢；8_木垫块；9_木楔；10_木楔倾斜角；11-钢管混凝土支柱；12-注衆泵；13_巷道顶板；14_巷道底板。
【具体实施方式】
[0017]下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
[0018]本发明实施例提供一种用于动压巷道和沿空留巷的巷道支护装置，如图1、2所示，该装置包括:中空钢管支柱5，中空钢管支柱5的中空部分为混凝土容置空间，中空钢管支柱5的下部设有与中空钢管支柱5的中空部分连通的注浆口 3，中空钢管支柱5的顶部设有与所述中空钢管支柱5的中空部分连通的排气孔4 ;中空钢管支柱5的中空部分的混凝土容置空间内填充有混凝土凝固体。
[0019]上述支护装置还包括:让压层I和柱鞋2 ;其中，
[0020]所述让压层I设置在所述中空钢管支柱5的顶端；
[0021]所述柱鞋2设置在所述中空钢管支柱5的底端。
[0022]如图3所示，上述支护装置中，让压层I采用木块，木块由顶面为斜面的木垫块8和底面为斜面的木楔块9构成，木垫块8顶部斜面与木楔块9的底部斜面相契合。通过这种结构的木块可在中空钢管支柱5支护巷道时，方便插入到中空钢管支柱5顶端与巷道顶板之间。
[0023]如图4所示，上述支护装置中，柱鞋2由方形板体和其中间部位设置突起部构成，突起部呈环形，所述环形与所述中空钢管支柱的底脚相匹配。通过这种结构的柱脚可增加中空钢管支柱5底部与巷道底板的接触面积，增加中空钢管支柱5支撑的稳定性，防止中空钢管支柱5因承受压力过大插入巷道底板。
[0024]下面结合具体实施例对本发明的支护装置作进一步说明。
[0025]本发明实施例的动压巷道和沿空留巷巷道支护装置结构如图1所示，由中空钢管支柱内灌注填充混凝土凝固体构成一种钢管混凝土支柱,钢管支柱下部设有注浆口 3，顶部设有排气孔4 (见图2)，混凝土可在井下灌注，中空钢管支柱顶部可设置让压层，以填充中空钢管支柱顶部与巷道顶板之间的缝隙，让压层可使用木块1，中空钢管支柱底部与巷道底板之间有柱鞋2，以增加底部支撑稳定性。
[0026]如图5所示，让压层的木块为两块楔形木块，起让压作用，木块的可压缩量要与巷道顶板允许下沉量相等，木垫块8和木楔9的倾斜角度10要小于木块的摩擦自锁角度。
[0027]如图4所示，柱鞋由钢板6上焊接角铁7组成，防止中空钢管支柱5因承受压力过大插入巷道底板。
[0028]支柱长度依巷道高度确定，但应保证长径比不大于12，以防止压杆失稳。
[0029]如图5所示，该支护装置形成的钢管混凝土支柱可采用井下灌注工艺，施工时先安装中空钢管支柱5，支护在巷道的顶板13与底板14之间，安装几十根钢管支柱后，使用混凝土泵12连接注浆口 3进行顶升灌注，至排气孔4有混凝土浆液喷出，完全灌注满之后，即可停止灌注。
[0030]在钢管混凝土支柱支护过程中，当发现有支柱弯曲变形时，可及时更换稍薄的让压木块，或更换稍短的中空钢管支柱。
[0031]本发明实施列的支护装置，通过中空钢管支柱灌注混凝土后形成钢管混凝土支柱支护动压巷道和沿空留巷巷道，由于钢管对混凝土的套箍作用，支柱支撑力大；支柱与巷道顶板之间预留可压缩层即垫木块，能起到让压作用，可允许顶板一定的下沉量，减轻支柱荷载。支柱长度依巷道确定，但长径比不应超过12，防止压杆失稳，保障支柱的稳定性。钢管混凝土支柱采用井下注浆，安装几十钢管支柱后，再实施逐个支柱的混凝土灌注，采用这样的集中灌注施工工艺，灌注速度快。发现支柱弯曲，则可及时更换稍薄的木垫块或稍短的支柱。上述措施可保证钢管混凝土支柱有效使用。
[0032]本发明实施例的支护装置，通过在中空钢管支柱内填充有混凝土凝固体，具有支撑力大、稳定性好、施工速度快、可重复使用的优点，能够有效支护动压巷道和沿空留巷的巷道。
[0033]以上所述，仅为本发明较佳的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本【技术领域】的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
【权利要求】
1.一种用于动压巷道和沿空留巷的巷道支护装置，其特征在于，包括: 中空钢管支柱，所述中空钢管支柱的中空部分为混凝土容置空间，中空钢管支柱的下部设有与所述中空钢管支柱的中空部分连通的注浆口，中空钢管支柱的顶部设有与所述中空钢管支柱的中空部分连通的排气孔； 所述中空钢管支柱的中空部分的混凝土容置空间内填充有混凝土凝固体。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述中空钢管支柱的长径比不大于12。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，还包括:让压层和柱鞋；其中， 所述让压层设置在所述中空钢管支柱的顶端； 所述柱鞋设置在所述中空钢管支柱的底端。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述让压层采用木块，所述木块由顶面为斜面的木垫块和底面为斜面的木楔块构成，木垫块顶部斜面与木楔块的底部斜面相契合。
5.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述柱鞋由方形板体和其中间部位设置突起部构成，突起部呈环形，所述环形与所述中空钢管支柱的底脚相匹配。
【文档编号】E21D15/02GK103485801SQ201310376587
【公开日】2014年1月1日 申请日期:2013年8月26日 优先权日:2013年8月26日
【发明者】高延法, 王军, 夏建军, 陈东, 何晓升 申请人:中国矿业大学(北京)
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