專利名稱：一種保持全煤巷道松散破碎頂煤離層穩(wěn)定的錨索組合支護裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種支護裝置，具體涉及一種保持全煤巷道松散破碎頂煤離層穩(wěn)定的錨索組合支護裝置。
背景技術：
深部開采特厚松散破碎煤層在各大礦區(qū)普遍存在，放頂煤開采已得到廣泛使用，為此，采準巷道必須采用沿煤層底板布置。由于巷道頂部松散破碎煤層和直接頂巖石結構面之間易產生不穩(wěn)定層間離層而失穩(wěn)，支護難度很大。錨索能主動提供預緊力從而能有效的阻止復合頂板結構面產生不穩(wěn)定層間分離，但由于巷道頂部松散破碎煤體較厚，錨索孔施工后極易塌孔，錨索穿孔極為困難，錨固劑藥卷進入孔中遇塌落在孔中的碎塊極易破裂，送不到孔底，起不到應有的效果；由于煤體松散，托盤固定錨索時托盤常被吸入到煤層中，采用一般的托盤不能有效的固定錨索，錨索施加的荷載并不能有效均勻的作用于結構面 上，作用于結構面荷載相當于點荷載，不能有效阻止結構面分離。工程中不得不采用金屬支架支護(主要為梯形棚)，由于金屬支架不能主動提供給結構面預緊力，金屬支架受荷主要為離層失穩(wěn)后松散破碎煤體重量，結構面分離仍不能保持穩(wěn)定。
發(fā)明內容針對目前工程中深部開采松散破碎全煤巷道常用金屬支架(主要為梯形棚支架)不能提供預緊力保持頂部松散破碎煤層離層穩(wěn)定，錨索不易施工安裝固定以及錨索作用力不能均勻作用于結構面而起不到應有支護效果的問題，本實用新型涉的目的在于提供一種保持松散破碎煤層與直接頂結構面離層穩(wěn)定的錨索組合支護裝置，其能確保錨索、錨固劑順利到達孔底，有效固定錨索并將錨索作用力較為均勻作用到結構面上。本實用新型為實現(xiàn)其目的所采取的技術方案一種保持全煤巷道松散破碎頂煤離層穩(wěn)定的組合支護裝置，包括錨索和托梁，所述托梁上端面之間的縱向位置布設若干條鋼帶，所述錨索下部設導管并穿過導管和鋼帶上的安裝孔固定在所述托梁上，所述導管采用外徑25-35mm、壁厚2-3 mm、長為2000-3000mm的無縫鋼管，所述導管底端設把手，導管通過其把手與所述鋼帶固接。所述托梁采用18 #普通工字鋼。本實用新型的錨索組合支護裝置的施工工藝，包括下述步驟[I]鉆導管孔，孔深控制在2000-3000mm范圍內；[2]鉆錨索孔，孔底進入老頂之中，孔深范圍在8500-9500mm ；[3]安裝導管，將導管把手和相對應鋼帶固接；[4]錨索穿孔并將錨固劑藥卷送到孔底，通過錨固劑將錨索錨固在老頂中；[5]錨索施加預緊力并穿過鋼帶與托梁固定；[0014][6]鋼帶布置在托梁之間，通過錨索將鋼帶和托梁連在一起。由上述技術方案可知根據特厚松散破碎煤層圍巖應力分布特點，錨索孔一般在距巷道頂部松散破碎煤體表面2. 0-2. 5米范圍內容易塌孔，因此在該范圍內安裝導管，錨索和藥卷通過導管可以順利進入孔底；由于煤體松散，采用一般托盤不易固定錨索，因此采用托梁，將錨索直接固定托梁上可有效的固定松散破碎煤體中的錨索，為增加托梁的抗彎能力，將托梁的礦用工字鋼截面改為普通工字鋼截面，為將錨索作用力均勻作用于結構面，在托梁之間用鋼帶連接。錨索順利安裝固定以及有效阻止了結構面分離，保證了巷道安全使用，大大降低工程成本，經濟效益顯著。

圖I為本實用新型結構示意圖；圖2為錨索導管結構示意圖；圖3為用作托梁的18 #普通工字鋼截面圖。圖中1、錨索，2、導管，2. I、把手，3 :鋼帶4:托梁。
具體實施方式
參見圖1，本實用新型包括錨索I和托梁4，該實施例中，托梁4上端面之間的縱向位置布設三條鋼帶3，分別為O、O1, O2，鋼帶布置的數量視煤巷寬度和煤層的松散破碎情況而定。與鋼帶相對應，錨索I也設三條，分別為A、A1;A2，錨索下部設導管并穿過導管2和鋼帶3上的安裝孔固定在4托梁上。導管2布置在松散破碎層中，即圖I中的I層，導管以上的錨索布置在復合頂板層中，即圖I中的II層。錨索下部設導管是為解決松散破碎煤層表面一定范圍內錨索孔極易塌孔造成錨索不易穿孔的問題，在錨索孔孔口一定范圍內布置導管來保證錨索孔施工。為減小導管穿行阻力，導管端部可加工成倒角，為了便于導管固定，在其底端設把手2. 1，導管結構如圖2所示。為固定錨索以及將錨索作用力均勻分配到結構面上，托梁4采用18#普通工字鋼并將托梁用鋼帶3連接，鋼帶3采用W型鋼帶，材質為Q235，寬度可據錨索間距確定，一般400-600111111，厚度為5.0111111，鋼帶剛度應滿足鋼帶變形要求。由托梁、錨索、導管及鋼帶組成的阻止松散破碎頂煤不穩(wěn)定離層的組合支護裝置如圖I所示。本實用新型結構較為簡單、施工方便，保證錨索能有效的阻止復合頂板不穩(wěn)定層間離層，以最低的支護成本保持圍巖穩(wěn)定。其效果體現(xiàn)在(I)采用導管錨索施工、托梁固定錨索以及鋼帶均勻傳遞錨索作用力于結構面的支護裝置保證了極松散破碎煤層中錨索順利施工、安全固定以及結構面均勻荷載作用。改變梯形棚支護(或U型棚支護)巷道需經3-4次翻修才能保持巷道頂部松散破碎煤體穩(wěn)定的缺點。(2)每米巷道節(jié)約支護成本3000元/m，掘進工效提高1_2倍。(3 )保證巷道正常安全使用，避免由于巷道修復對其正常使用造成的影響，保證了煤炭的可持續(xù)開采。以新集礦區(qū)新集一礦162302回風巷為例進行具體說明。新集一礦厚煤層采用放頂煤開采，采準巷道普遍采用沿底掘進，埋深一般為550m左右，巷道兩幫及頂部為松散破碎煤體，頂煤厚度約為3000-4000mm，直接頂厚度一般為3500-4500mm。巷道斷面為梯形，斷面尺寸為上寬X下寬X高度=4000mmX 4400mmX 2800mm。原巷道支護形式為12 #礦用工字鋼梯形棚支護，棚距一般為500_，支護效果不理想，梯形棚頂梁顯著彎曲變形，根據頂板離層儀觀測可以看出頂板松散破碎煤層已產生不穩(wěn)定的層間離層。原梯形棚支護形式及參數保持不變，同時在巷道頂部松散破碎煤體中采用本實用新型。為保證錨索及錨固藥卷能順利穿過松散破碎煤體并固定在老頂中，在距巷道表面2500mm深度范圍內安裝導管，為便于固定，導管外焊接兩把手，導管長度2500mm，錨索和錨固劑藥卷經導管穿過松散煤層達到孔底；錨索端部固定在托梁上(或直接采用梯形棚頂梁固定)；托梁(或頂梁)用鋼帶連接。為增強梯形棚頂梁抗彎能力，托梁不采用12#礦用工字鋼，改用18 #普通工字鋼，截面形狀如圖3所示。經采用本實用新型，解決目前該種類巷道頂部松散破碎煤層離層難于保持穩(wěn)定，支護難度大，成本高，易產生冒頂安全事故等問題。本實用新型施工工藝步驟如下[I]用Φ32πιπι的鉆頭鉆導管孔，孔深控制在2500mm范圍內；[2]用Φ27mm的鉆頭鉆錨索孔，孔底進入老頂之中，孔深一般在9000mm左右；[3]安裝導管，導管采用外徑30mm壁厚2. 5m的無縫鋼管，導管應安裝到孔底，用鋼絲將導管兩把手和附近鋼帶連在一起；[4]錨索穿孔并將錨固劑藥卷送到孔底，通過錨固劑將錨索錨固在老頂中；[5]錨索施加預緊力并穿過鋼帶與梯形棚頂梁固定在一起；[6]鋼帶布置在托梁之間，通過錨索將鋼帶和托梁連在一起。本實用新型提出在錨索孔口 2. 0-2. 5米范圍內安裝導管，保證錨索及錨固劑藥卷順利送達到孔底，將梯形棚頂梁作托梁固定錨索，頂梁截面由礦用工字鋼截面改為普通工字鋼截面，將頂梁用鋼帶連在一起的支護裝置。解決目前該種類巷道頂部松散破碎煤層離層難于保持穩(wěn)定，支護難度大，成本高，易產生冒頂安全事故等問題。
權利要求1.一種保持全煤巷道松散破碎頂煤離層穩(wěn)定的錨索組合支護裝置，其特征在于包括錨索和托梁，所述托梁上端面之間的縱向位置布設若干條鋼帶，所述錨索下部設導管并穿過導管和鋼帶上的安裝孔固定在所述托梁上。
2.根據權利要求I所述的保持全煤巷道松散破碎頂煤離層穩(wěn)定的錨索組合支護裝置，其特征在于所述導管采用外徑25-35mm、壁厚2-3 mm、長為2000-3000mm的無縫鋼管，所述導管底端設把手，導管通過其把手與所述鋼帶固接。
3.根據權利要求I所述的保持全煤巷道松散破碎頂煤離層穩(wěn)定的錨索組合支護裝置，其特征在于所述托梁采用18 #普通工字鋼。
4.根據權利要求I所述的保持全煤巷道松散破碎頂煤離層穩(wěn)定的錨索組合支護裝置，其特征在于所述鋼帶采用W型鋼帶，材質為Q235，寬度為400-600_，厚度為5. 0_。
專利摘要本實用新型涉及一種保持全煤巷道松散破碎頂煤離層穩(wěn)定的錨索組合支護裝置，包括錨索和托梁，所述托梁上端面之間的縱向位置布設若干條鋼帶，所述錨索下部設導管并穿過導管和鋼帶上的安裝孔固定在所述托梁上。根據特厚松散破碎煤層圍巖應力分布特點，錨索孔一般在距巷道頂部松散破碎煤體表面2.0-2.5米范圍內容易塌孔，因此在該范圍內安裝導管，錨索和藥卷通過導管可以順利進入孔底；由于煤體松散，因此采用托梁，將錨索直接固定。為增加托梁的抗彎能力，托梁采用18＃普通工字鋼。本實用新型可順利安裝固定以及有效阻止了結構面分離，保證了巷道安全使用，大大降低工程成本，經濟效益顯著。
文檔編號E21D20/00GK202673311SQ20122029365
公開日2013年1月16日 申請日期2012年6月21日 優(yōu)先權日2012年6月21日
發(fā)明者吳德義 申請人:安徽建筑工業(yè)學院