專利名稱：大斷面硐室減跨墩柱結構及其使用方法
技術領域：
本發(fā)明涉及煤礦大斷面巷道與硐室的支護結構，尤其是一種大斷面硐室減跨墩柱 結構及其使用方法。
背景技術：
煤礦井下巷道交叉口、設備安裝硐室等地方斷面較大，其尺寸往往達到30m2以上。 大斷面巷道與硐室的開挖對巖體產生的擾動要明顯大于一般巷道，易發(fā)生較大的圍巖變 形，這在深井軟巖巷道中表現(xiàn)更為明顯，一些礦井的大斷面巷道或硐室需要經過多次的擴 刷修復才能滿足使用要求，不僅浪費了大量的人力物力，還嚴重影響了礦井的安全高效生產。受支護材料適應性的影響，在巷道交叉口等地方不能使用U型棚支護，而只能使 用單一的錨桿(索)支護，或者再輔以注漿加固。這種支護形式在地質條件較為簡單時尚 可滿足要求，但是當應用于深部軟巖巷道時，難以有效控制圍巖的變形。

發(fā)明內容
為了解決煤礦大斷面巷道與硐室支護當中存在的問題，本發(fā)明提出了大斷面硐室 減跨墩柱結構及其使用方法。該結構及方法適應范圍廣且結構簡單，易于操作，可以對巷道 和硐室提供較高的支護強度，實現(xiàn)大斷面巷道與硐室的有效減跨。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案在大斷面硐室的中部，安裝1 8個 直徑為0. 5m 1. 2m的底部鋼筒，每個底部鋼筒的上端吻合的套入一個伸縮鋼筒，伸縮鋼筒 與底部鋼筒之間開有對應的高度調節(jié)通孔，通過限位鋼筋橫向穿插固定，在伸縮鋼筒和底 部鋼筒內放置鋼筋網架，然后向伸縮鋼筒和底部鋼筒內灌注混凝土，形成減跨墩柱，根據(jù)巷 道的高度變化通過限位鋼筋對墩柱的高度進行調節(jié)。本發(fā)明大斷面硐室減跨墩柱及其使用方法的有益效果(1)可以對巷道或硐室提供較高的支護強度，實現(xiàn)大斷面巷道與硐室的有效減跨。 在巷道中部安裝墩柱之后，當頂板來壓時能夠及時提供較高的支護阻力，從而將巷道頂板 劃分成多個小跨，使頂板成為多跨連續(xù)梁結構，其冒落拱高度及頂板下沉量均有大幅度的 降低，有效控制巷道圍巖的破壞與變形，使巷道圍巖更加穩(wěn)定；(2)彌補了目前大斷面硐室支護技術的不足；(3)減跨墩柱的高度可調，能夠適應巷道高度的變化；(4)對各類地質條件下的巷道具有較強的適應性。該減跨墩柱對圍巖的地質條件 沒有要求，可適應于各種地質條件下的巷道或硐室的支護；(5)結構簡單，勞動強度低，易于操作。


下面結合附圖對本發(fā)明的實施方式作進一步的說明
附圖1是本發(fā)明大斷面硐室減跨墩柱的結構截面圖。附圖2是本發(fā)明大斷面硐室減跨墩柱的結構剖視圖。圖中1-底部鋼筒，2-高度調節(jié)通孔，3-限位鋼筋，4-伸縮鋼筒，5-鋼筋網架， 6-混凝土，D-底部鋼筒的內徑，d-伸縮鋼筒的內徑，d-鋼筒壁厚，H-底部鋼筒的高度，h-伸 縮鋼筒的高度，S-高度調節(jié)孔的間距。
具體實施例方式在圖中，在大斷面硐室的中部，安裝1 8個直徑為0.5m 1.2m的底部鋼筒，每 個底部鋼筒1的上端，吻合的套入一個伸縮鋼筒4，伸縮鋼筒4與底部鋼筒1之間開有對應 的高度調節(jié)通孔2，通過限位鋼筋3橫向穿插固定，在伸縮鋼筒4和底部鋼筒1內放置鋼筋 網架，然后向伸縮鋼筒4和底部鋼筒1內灌注混凝土6，形成減跨墩柱，根據(jù)巷道的高度變化 通過限位鋼筋3對墩柱的高度進行調節(jié)。在圖1中，本大斷面硐室減跨墩柱，首先加工底部鋼筒1和伸縮鋼筒4，底部鋼筒 和伸縮鋼筒的尺寸大小由具體的使用條件而定，一般底部鋼筒1的內徑D選擇500mm 1200mm,伸縮鋼筒的內徑d小于底部鋼筒的內徑D3mm 5mm，以保證伸縮鋼筒4可放進底部 鋼筒1中，鋼筒壁厚d選擇4mm 8mm，底部鋼筒1的上部和伸縮鋼筒4的下部設有多組十 字交錯的高度調節(jié)通孔2，該孔的間距s為200mm 300mm，每個伸縮鋼筒4和底部鋼筒1 上的高度調節(jié)通孔2的組數(shù)為3 5組；然后加工與高度調節(jié)孔2相匹配的限位鋼筋3以 及與鋼筒尺寸向匹配的鋼筋網架5。在圖1中，底部鋼筒H的高度可設計為巷道或硐室的高度的2/3，伸縮鋼筒的高度 h可設計為巷道或硐室高度的1/2，以保證鋼筒能自由伸縮，充分接頂。在圖1中，本發(fā)明大斷面硐室減跨墩柱的使用方法，首先將底部鋼筒1置于硐室中 部的底板上，并向底部鋼筒1內放置鋼筋網架5;然后將伸縮鋼筒4套入底部鋼筒1內，將 限位鋼筋3穿入底部鋼筒1和伸縮鋼筒4上的高度調節(jié)孔2，若要調節(jié)墩柱的高度，可將限 位鋼筋3從高度調節(jié)孔2中抽出，重新調節(jié)伸縮鋼筒的高度后再將限位鋼筋3穿入高度調 節(jié)孔2內即可；最后向鋼桶內灌注混凝土 6，并使混凝土接頂，待混凝土凝結后，此減跨墩柱 即可實現(xiàn)對頂板的承載。若大斷面巷道或硐室的尺寸過大，維護較為困難，可以密集使用多個減跨墩柱。
權利要求
大斷面硐室減跨墩柱結構及其使用方法，其特征是在大斷面硐室的中部，安裝1～8個直徑為0.5m～1.2m的底部鋼筒(1)，每個底部鋼筒(1)的上端，吻合的套入一個伸縮鋼筒(4)，伸縮鋼筒(4)與底部鋼筒(1)之間開有對應的高度調節(jié)通孔(2)，通過限位鋼筋(3)橫向穿插固定，在伸縮鋼筒(4)和底部鋼筒(1)內放置鋼筋網架(5)，然后向伸縮鋼筒(4)和底部鋼筒(1)內灌注混凝土(6)，形成減跨墩柱，根據(jù)巷道的高度變化通過限位鋼筋(3)對墩柱的高度進行調節(jié)。
2.根據(jù)權利要求1所述的大斷面硐室減跨墩柱結構及其使用方法，其特征是大斷面 硐室減跨墩柱，首先加工底部鋼筒(1)和伸縮鋼筒(4)，鋼筒的尺寸大小由具體的使用條件 而定，一般底部鋼筒的內徑D選擇500mm 1200mm，伸縮鋼筒的內徑d小于底部鋼筒的內徑 D 3mm 5mm，以保證伸縮鋼筒(4)可放進底部鋼筒(1)中，鋼筒壁厚d選擇4mm 8mm，底 部鋼筒(1)的上部和伸縮鋼筒(4)的下部設有多組十字交錯的高度調節(jié)通孔(2)，該孔的間 距s為200mm 300mm，每個伸縮鋼筒⑷和底部鋼筒(1)上的高度調節(jié)通孔(2)的組數(shù) 為3 5組；然后加工與高度調節(jié)通孔(2)相匹配的限位鋼筋(3)以及與鋼筒尺寸向匹配 的鋼筋網架(5)。
3.根據(jù)權利要求1所述的大斷面硐室減跨墩柱結構及其使用方法，其特征是底部鋼 筒H的高度可設計為巷道或硐室的高度的2/3，伸縮鋼筒的高度h可設計為巷道或硐室高度 的1/2，以保證鋼筒能自由伸縮，充分接頂。
4.根據(jù)權利要求1所述的大斷面硐室減跨墩柱結構及其使用方法，其特征是本發(fā)明 大斷面硐室減跨墩柱的使用方法，首先將底部鋼筒(1)置于硐室中部的底板上，并向底部 鋼筒⑴內放置鋼筋網架(5)；然后將伸縮鋼筒⑷套入底部鋼筒⑴內，將限位鋼筋(3) 穿入底部鋼筒(1)和伸縮鋼筒(4)上的高度調節(jié)通孔(2)，若要調節(jié)墩柱的高度，可將限位 鋼筋(3)從高度調節(jié)通孔(2)中抽出，重新調節(jié)伸縮鋼筒的高度后再將限位鋼筋(3)穿入 高度調節(jié)通孔(2)內即可；最后向鋼桶內灌注混凝土(6)，并使混凝土接頂，待混凝土凝結 后，此減跨墩柱即可實現(xiàn)對頂板的承載。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種煤礦大斷面巷道與硐室的支護結構，尤其是一種大斷面硐室減跨墩柱結構及其使用方法。在大斷面硐室的中部，安裝1～8個直徑為0.5m～1.2m的底部鋼筒，每個底部鋼筒的上端，吻合的套入一個伸縮鋼筒，伸縮鋼筒與被套鋼筒之間開有對應的高度調節(jié)通孔，通過限位鋼筋橫向穿插固定，在伸縮鋼筒和底部鋼筒內放置鋼筋網架，然后向伸縮鋼筒和底部鋼筒內灌注混凝土，形成減跨墩柱，根據(jù)巷道的高度變化通過限位鋼筋對墩柱的高度進行調節(jié)，該結構及方法適應范圍廣且結構簡單，易于操作，可以對巷道和硐室提供較高的支護強度，實現(xiàn)大斷面巷道與硐室的有效減跨。
文檔編號E21D15/10GK101929345SQ201010250678
公開日2010年12月29日 申請日期2010年8月6日 優(yōu)先權日2010年8月6日
發(fā)明者張農, 李桂臣, 梁國棟, 王成, 闞甲廣, 韓昌良 申請人:中國礦業(yè)大學