專利名稱：一種裝配式格柵反底拱治理底鼓的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種裝配式格柵反底拱治理底鼓的方法，尤其是一種適用于大斷面、動壓影響、圍巖強度低、構造應力大等底鼓嚴重的巷道底板穩(wěn)定性控制的格柵反底拱支護方法。
背景技術：
目前，隨著煤礦開采水平的不斷加深和機械化程度的迅速提高，高地應力、地下水等對淺部礦井影響較小的因素對深部巷道底板控制的影響越發(fā)突出，配合機械化生產(chǎn)而建的大斷面巷道也加劇了巷道底鼓治理的難度，巷道底鼓的控制已經(jīng)成為煤礦生產(chǎn)過程中面臨的難題。近年來，國內(nèi)外學者也提出了很多治理底鼓的方法，如底板注漿、底板打錨桿以 及封閉式巷道支架等，然而這些方法并不能很好的應用于實際工程中，通過底板注漿對注漿范圍內(nèi)的巖體進行加固，但對注漿范圍很難控制，如果注漿達不到一定的深度，則淺部加固的底板受到深部高應力作用時承載能力不足，加固效果不明顯；底板打錨桿加固底板時向下鉆孔困難，鉆孔數(shù)量大，勞動強度高，施工速度慢，并且對松軟的底板，錨桿的錨固效果并不理想；在高應力軟巖巷道中，封閉式巷道支架變形大，剛度不足，對底鼓的控制效果較差。
發(fā)明內(nèi)容
技術問題本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有支護的不足之處，提供一種結構簡單、強度高、剛度大、施工速度快、穩(wěn)定性好的裝配式格柵反底拱底鼓治理法。技術方案本發(fā)明的一種裝配式格柵反底拱治理底鼓的方法
a、巷道開挖后，在巷道底板上間隔鋪設格柵反底拱，根據(jù)巷道寬度設計將每架格柵反底拱在巷道1/3寬處分為長度不同的兩段，確定每段格柵反底拱的主筋、箍筋及角鋼的尺寸；其中主筋分上下兩排設置，每排三根，間排距均為150mm，在主筋外圍間隔距離200mm設置箍筋，箍筋與主筋接觸位置焊接固定，在主筋端頭彎曲搭接處的下部焊接角鋼；
(2)將兩段長度不同拼裝的格柵反底拱沿巷道走向鋪設在巷道底板上，用螺栓將分別焊接在兩段長度不同格柵端部的角鋼固定為一體，并在連接處加設加強筋，以保證相鄰兩段格柵反底拱連接部位在同一條直線上；
(3)沿巷道走向相鄰兩架格柵反底拱的間距為巷道凈寬的1/3，并設置長度不小于巷道凈寬1/2的連接筋，連接筋與格柵反底拱連接處用雙股鐵絲綁扎，綁扎間距與箍筋間距一致，固定格柵反底拱位置后，在格柵反底拱的兩側(cè)距離巷道兩幫200mm處鉆錨桿孔，孔深2000mm ；
(4)在格柵反底拱的主筋上固定注漿管，安裝剛接錨桿、托盤及螺母，進行模板支設，先對格柵支架進行混凝土澆筑，待澆筑的混凝土凝固后，再通過注漿管對格柵反底拱的底部進行混凝土注漿,完成永久支護。所述的主筋選用直徑25mm的螺紋鋼；所述的箍筋選用直徑8mm的圓鋼；所述的剛接錨桿選用直徑22mm的高強螺紋鋼錨桿。有益效果本發(fā)明在巷道開挖后，采用在巷道底板間隔鋪設格柵反底拱，再通過澆筑混凝土對巷道底板進行加固，尤其適用于大斷面、動壓影響、圍巖強度低、構造應力大等底鼓嚴重的巷道；格柵反底拱在井上加工，完成后運到井下施工場地即可螺栓拼裝，施工速度快、圍巖裸露時間短、結構規(guī)則簡單、整體性好，能夠快速有效的對巷道底板進行加固。本發(fā)明的主體構件為25_高強度螺紋鋼格柵反底拱，配合澆筑混凝土，支護強度高、剛度大。另外，支護體壁后充填注漿，增強了格柵反底拱支護體與底板巖層的整體性，與底板圍巖構成密實的共同承載體，能有的分散作用在支護體上的局部集中應力，使支護體受力均勻；剛接錨桿在增加格柵反底拱抗彎剛度的同時也提高了底板巖層的水平抗剪強度，提升了底鼓治理的效果。
圖I是本發(fā)明的橫斷面示意 圖2是本發(fā)明的俯視不意；
圖3是圖I的A-A剖視結構圖。圖中I-主筋，2-箍筋，3-角鋼，4-加強筋，5-連接筋，6-混凝土，7_注漿管，8_螺栓，9-剛接錨桿，10-錨桿托盤及螺母。
具體實施例方式下面結合附圖對本發(fā)明的一個實施例作進一步的說明
本發(fā)明的裝配式格柵反底拱底鼓治理方法，采用在巷道底板間隔鋪設格柵反底拱，通過安裝剛接錨桿、澆筑混凝土、壁后充填注漿對巷道底板進行永久性支護。所用構件包括主筋I、箍筋2、角鋼3、加強筋4、連接筋5、注漿管7、螺栓8、剛接錨桿9、錨桿托盤及螺母10，注漿管7為帶有內(nèi)螺紋的鋼管。具體實施過程如下
a、巷道開挖后，在巷道底板上間隔鋪設格柵反底拱，根據(jù)巷道寬度設計將每架格柵反底拱在巷道1/3寬處分為長度不同的兩段，確定每段格柵反底拱的主筋I、箍筋2及角鋼3的尺寸；其中主筋I分上下兩排設置，每排三根，間排距均為150mm，在主筋I外圍間隔距離設置箍筋2，箍筋2與主筋I接觸位置焊接固定，在主筋I端頭彎曲搭接處的下部焊接角鋼3 ;主筋I的強度為HRB400，直徑為25臟，箍筋2的強度為HPB235，直徑為8臟，角鋼3為8#等邊熱軋角鋼，在焊接前預先鉆出螺栓孔，將主筋I端頭冷彎出搭接段，并將搭接段滿焊；將箍筋2與主筋I點焊，箍筋2間距為200mm ；
(2)將兩段長度不同拼裝的格柵反底拱沿巷道走向鋪設在巷道底板上，用螺栓8將分別焊接在兩段長度不同格柵端部的角鋼3固定為一體，并在連接處加設加強筋4，以保證相鄰兩段格柵反底拱連接部位在同一條直線上，每架格柵反底拱的寬度為300mm ；
(3)沿巷道走向布置的相鄰兩個格柵反底拱的間距為巷道凈寬的1/3，并用設置長度不小于巷道凈寬1/2的連接筋5加強固定，連接筋5與格柵反底拱搭接處用雙股鐵絲綁扎，綁扎的間距與箍筋2間距相同，固定格柵反底拱位置后，在距巷道兩幫200mm處鉆取剛接錨桿孔，孔深2000mm，錨桿孔與豎直方向的夾角約為45°，孔徑30mm ；
(4)在格柵反底拱的主筋I上固定注漿管7，安裝剛接錨桿9，錨桿長度為2100mm，采用兩支低粘度樹脂藥卷進行錨固，安裝錨桿托盤及螺母10，確保二者能完全浸沒在待澆混凝土中，以免未來影響巷道的正常運輸；之后進行模板支設，先對格柵支架進行混凝土 6 澆筑，模板規(guī)格采用10#槽鋼，待澆筑的混凝土凝固后，再通過注漿管7對格柵反底拱的底部進行混凝土注漿,完成永久支護。
權利要求
1.一種裝配式格柵反底拱治理底鼓的方法，其特征在于 a、巷道開挖后，在巷道底板上間隔鋪設格柵反底拱，根據(jù)巷道寬度設計將每架格柵反底拱在巷道1/3寬處分為長度不同的兩段，確定每段格柵反底拱的主筋(I)、箍筋(2)及角鋼(3)的尺寸；其中主筋(I)分上下兩排設置，每排三根，間排距均為150mm，在主筋(I)夕卜圍間隔距離200mm設置箍筋(2)，箍筋(2)與主筋(I)接觸位置焊接固定，在主筋(I)端頭彎曲搭接處的下部焊接角鋼(3)； (2)將兩段長度不同拼裝的格柵反底拱沿巷道走向鋪設在巷道底板上，用螺栓(8)將分別焊接在兩段長度不同格柵端部的角鋼(3)固定為一體，并在連接處加設加強筋(4)，以保證相鄰兩段格柵反底拱連接部位在同一條直線上； (3)沿巷道走向相鄰兩架格柵反底拱的間距為巷道凈寬的1/3，并設置長度不小于巷道凈寬1/2的連接筋(5)，連接筋(5)與格柵反底拱連接處用雙股鐵絲綁扎，綁扎間距與箍筋(2)間距一致，固定格柵反底拱位置后，在格柵反底拱的兩側(cè)距離巷道兩幫200mm處鉆錨桿孔，孔深2000mm ； (4)在格柵反底拱的主筋(I)上固定注漿管(7)，安裝剛接錨桿(9)、托盤及螺母(10)，進行模板支設，先對格柵支架進行混凝土(6)澆筑，待澆筑的混凝土凝固后，再通過注漿管(7)對格柵反底拱的底部進行混凝土注漿，完成永久支護。
2.根據(jù)權利要求I所述的一種裝配式格柵反底拱治理底鼓的方法，其特征在于所述的主筋(I)選用直徑25mm的螺紋鋼。
3.根據(jù)權利要求I所述的一種裝配式格柵反底拱治理底鼓的方法，其特征在于所述的箍筋(2 )選用直徑8mm的圓鋼。
全文摘要
一種裝配式格柵反底拱治理底鼓的方法，針對大斷面、動壓影響、圍巖強度低、構造應力大等底鼓嚴重的巷道，將預先加工的格柵反底拱經(jīng)現(xiàn)場螺栓拼接和澆筑混凝土，形成與圍巖強度統(tǒng)一的格柵反底拱支護體，經(jīng)壁后充填注漿消除支護體與底板之間的空隙，增加混凝土的密實度，通過施工剛接錨桿，將格柵反底拱兩腳剛性連接到底板巖層中，進一步提高格柵反底拱的抗彎剛度、底板的抗剪強度以及二者的整體性。本發(fā)明格柵反底拱經(jīng)過預先加工和現(xiàn)場拼接，安裝精度高、施工速度快，圍巖裸露時間短，整體性強，支護體受力均勻。另外，格柵反底拱充分利用了拱的力學性質(zhì)，承載能力大，支護成本低，無污染，經(jīng)濟和社會效益顯著，解決了底鼓難以控制的問題。
文檔編號E21D20/02GK102797486SQ20121031361
公開日2012年11月28日 申請日期2012年8月30日 優(yōu)先權日2012年8月30日
發(fā)明者屠世浩, 袁永, 李召鑫 申請人:中國礦業(yè)大學