利索能及
我要发布
收藏
专利号: 2021110532353
申请人: 山东科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-10-27
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.一种基于钢管混凝土支架的破碎型软岩巷道的支护方法,其特征在于,依次包括以下步骤:

a、进行超前注浆加固支护

将多根中空注浆锚杆置入巷道围岩内,并将每根中空注浆锚杆作为注浆管,通过所述的注浆管向巷道围岩内注入注浆液,对所述的巷道围岩进行加固支护;

所述的注浆液为硅酸盐水泥、水玻璃和减水剂的混合液,所述的硅酸盐水泥中的水、灰质量比为0.7:1~1:1,所述的减水剂的质量为所述硅酸盐水泥质量的0.8%~1.0%,所述的水玻璃的体积为所述硅酸盐水泥体积的0.4%~0.6%;

b、向巷道围岩上喷射混凝土,使其形成混凝土层,通过所述的混凝土层将巷道表面破碎岩石形成一个整体;

在所述的混凝土层的表面覆盖塑料板,所述的塑料板的抗压强度≥250kPa;

c、构建抗弯早强型钢管混凝土支架结构在距所述的塑料板一定距离架设抗弯早强型钢管混凝土支架结构,所述的抗弯早强型钢管混凝土支架结构是由若干个单独的支架连接在一起形成的,其中相邻的支架的间距为

0.6~1.0m,支架包括直墙段、圆弧段、顶弧段及反底拱形段,所述的直墙段、圆弧段均设置有两段,所述的圆弧段对应连接在所述的直墙段的顶端,所述的直墙段、圆弧段及顶弧段构成一倒U型结构;所述的反底拱形段布置在底板岩层中,在所述的反底拱形段的右侧设置有注浆孔,所述的注浆孔的外部设置有作为注浆嘴的注浆短管;

d、对所述的抗弯早强型钢管混凝土支架结构灌注早强型混凝土;

e、在所述的抗弯早强型钢管混凝土支架结构的外侧巷道圆周方向设置抗弯钢筋,在所述的塑料板与所述的抗弯钢筋之间喷射采用硫酸盐水泥制成的早强型混凝土,形成具有一定厚度的抗弯早强型钢筋混凝土碹体;通过所述的抗弯早强钢管混凝土支架结构和所述的抗弯早强型钢筋混凝土碹体对巷道围岩共同支护;

f、在巷道围岩与抗弯早强型钢筋混凝土碹体之间设置塑料板让压层,在抗弯早强型钢筋混凝土碹体内设置木块让压并预留“让压窗口”,形成早强‑抗弯‑让压型混凝土碹体。

2.根据权利要求1所述的一种基于钢管混凝土支架的破碎型软岩巷道的支护方法,其特征在于:步骤a中,所述的中空注浆锚杆从端头起间隔20米设置有出浆孔,在所述的出浆孔处配置有与其相配合的橡胶塞。

3.根据权利要求1所述的一种基于钢管混凝土支架的破碎型软岩巷道的支护方法,其特征在于:步骤a中,巷道的断面呈扁椭圆形或圆形;所述的中空注浆锚杆沿巷道轴线呈30度倾斜角度打入。

4.根据权利要求1所述的一种基于钢管混凝土支架的破碎型软岩巷道的支护方法,其特征在于:步骤b中,塑料板的厚度为100mm。

5.根据权利要求1所述的一种基于钢管混凝土支架的破碎型软岩巷道的支护方法,其特征在于:步骤c中,支架的各段之间用套管连接,所述的套管包括上端钢管和下端钢管,在位于所述的下端钢管的周长方向上设置有用于防止套管向下滑动的挡环;在所述的抗弯早强钢管混凝土支架结构的顶部中心附近设置有排气孔。

6.根据权利要求1所述的一种基于钢管混凝土支架的破碎型软岩巷道的支护方法,其特征在于:步骤c中,直墙段与所述的反底拱形段之间用底脚板法兰连接,所述的底脚板法兰用四根螺栓连接,四根螺栓所对应的螺栓孔对称分布在钢板底座的四个角上;所述的底脚板法兰一片焊接在直墙段上,另一片焊接在反底拱形段上;相邻的支架间采用20mm厚的卡揽钢带连接。

7.根据权利要求1所述的一种基于钢管混凝土支架的破碎型软岩巷道的支护方法,其特征在于:步骤e中,所述的早强型混凝土是采用质量百分比为8%的硫铝酸盐水泥掺量配制而成的。

8.一种基于钢管混凝土支架的破碎型软岩巷道的支护装置,其包括超强注浆加固结构、混凝土结构、抗弯早强型钢管混凝土支架结构、抗弯早强型钢筋混凝土碹体结构及塑料板让压层,其特征在于:

所述的超强注浆加固结构包括多根中空注浆锚杆,其中将每根中空注浆锚杆置入巷道围岩内,通过向中空注浆锚杆内注入注浆液,形成超强注浆加固结构;

所述的混凝土结构包括混凝土层,所述的混凝土层是通过向巷道围岩上喷射混凝土形成的,在所述的混凝土层的表面覆盖有一定强度的塑料板;

所述的抗弯早强型钢管混凝土支架结构位于所述的塑料板的外侧,其是由若干个单独的抗弯早强钢管混凝土支架连接在一起形成的,其中相邻的支架的间距为0.6~1.0m,支架包括直墙段、圆弧段、顶弧段及反底拱形段,所述的直墙段、圆弧段均设置有两段,所述的圆弧段对应连接在所述的直墙段的顶端,所述的直墙段、圆弧段及顶弧段构成一倒U型结构;

所述的反底拱形段布置在底板岩层中,在所述的反底拱形段的右侧设置有注浆孔,所述的注浆孔的外部设置有作为注浆嘴的注浆短管,所述的注浆短管位于所述的反底拱形段上;

在所述的抗弯早强型钢管混凝土支架结构灌注有早强型混凝土;在所述的抗弯早强型钢管混凝土支架结构的外侧巷道圆周方向设置抗弯钢筋;

所述的抗弯早强型钢筋混凝土碹体是在所述的塑料板与所述的抗弯钢筋之间喷射采用硫酸盐水泥制成的早强型混凝土形成的,所述的抗弯早强型钢管混凝土支架结构和所述的抗弯早强型钢筋混凝土碹体形成一个共同支护体,通过所述的共同支护体对巷道围岩进行支护;

所述的塑料板让压层位于巷道围岩与抗弯早强型钢筋混凝土碹体之间,在抗弯早强型钢筋混凝土碹体内设置木块让压并预留“让压窗口”,形成早强‑抗弯‑让压型混凝土碹体结构。

9.根据权利要求8所述的一种基于钢管混凝土支架的破碎型软岩巷道的支护装置,其特征在于:所述的抗弯早强型钢筋混凝土碹体的厚度为400mm,在所述的抗弯早强型钢筋混凝土碹体内设置有钢筋网壳,所述的钢筋网壳用于增加混凝土碹体的抗弯性。

10.根据权利要求9所述的一种基于钢管混凝土支架的破碎型软岩巷道的支护装置,其特征在于:所述的钢筋网壳绑扎在混凝土外侧巷道的圆周方向,其包括若干根抗弯钢筋,抗弯钢筋的间排距为300×300mm,抗弯钢筋搭接长度为700mm,抗弯钢筋采用扎丝搭接绑扎。