[发明专利]一种自适应支护墩柱及其支护方法

说明书

技术领域

本发明涉及巷道支护技术领域，尤其涉及一种自适应支护墩柱及其支护方法。

背景技术

煤矿巷道支护中在两条相邻的回采巷道之间留设区段煤柱是保护回采巷道在工作面开采期间稳定的最基本、也是应用最广泛的方法。为进一步加固回采巷道的稳固性，一般采用锚杆、锚索等支护体对巷道破碎围岩进行加强支护，或进行注浆加固；但这些方法只能对巷道小范围的围岩进行修补，无法改变大范围的应力环境和围岩结构，很难保证回采巷道的稳定性。

对此，一般采取在区段煤柱旁构筑支护墩柱的方法对顶板进行加强支护。但是，现有的支护墩柱大多利用其自身强度对顶板进行刚性支护，当顶板压力超过所述墩柱自身承载能力时，墩柱会被压垮而遭到毁灭性破坏。为解决现有刚性支护墩柱中存在的上述问题，一般采用两节钢筒的罐状墩柱，在墩柱内填充物料，通过物料自身的特性实现对顶板压力一定程度的让压支护，但由于顶板压力作用与该墩柱上时，随着物料的下沉让压，墩柱在竖向集中载荷的作用下会产生上下两节钢筒横向位移，上节钢筒容易失稳而使墩柱遭到破坏。

上述问题的存在均会使墩柱失去对顶板的支护效力。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种自适应支护墩柱及其支护方法，能对顶板实现让压，且能避免或至少减轻对墩柱的破坏，从而对顶板起到有效支护的作用。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

一种自适应支护墩柱，包括：中空立柱、进料口及出料口，所述中空立柱至少包含有上、下两节中空筒体，所述每相邻的两节中空筒体能上下相对滑动，在所述中空筒体周向设有加强结构，所述中空筒体内填充有散料，所述进料口及出料口设置于所述中空筒体的周向外围上，在所述进料口及出料口上分别设置有活动挡板。

可选地，所述加强结构包括加强环和/或抱箍。

可选地，所述中空立柱由上、下两节中空筒体组成，所述上节中空筒体套在所述下节中空筒体上，所述加强环包括第一加强环及第二加强环，所述第一加强环设于所述上节中空筒体与下节中空筒体重叠段或重叠段以上的上节中空筒体周向上，所述第二加强环设于下节中空筒体周向上、且位于所述重叠段以下；所述重叠段长度不小于50cm。

可选地，所述第一加强环在所述上节中空筒体、位于所述重叠段周向外围上设置至少一个，所述第一加强环在所述上节中空筒体、位于重叠段以上的周向外围上纵向间隔设置若干个，所述第一加强环在所述上节中空筒体、靠近顶部的内壁上设置一个；

所述第二加强环在所述下节中空筒体、靠近所述重叠段周向内壁上设置至少一个，所述第二加强环在所述下节中空筒体、靠近底部的外围上设置一个。

可选地，所述下节中空筒体周向外围上设有竖向导向凸起，所述上节中空筒体周向内壁上设有竖向导向槽，所述上节中空筒体通过所述导向槽与所述导向凸起配合套在所述下节中空筒体上；

所述上节中空筒体周向外围上还设有关于所述中空筒体中心对称的平衡悬臂。

可选地，所述出料口设有至少一个，每个出料口处设有泄压装置。

可选地，所述散料为砂石散料，所述砂石散料包括砂子、石子、生石灰及水，所述砂子使用II区中砂，且通过0.315mm筛孔的砂的含量，至少大于15％，含泥量不大于3％，泥块含量不大于1％；所述石子使用5～20mm的连续级配的碎石，含泥量(按质量计)不大于1％；

其中，所述砂子使用人工砂时，石粉含量不大于3％；

所述砂石散料配比按照质量比，砂∶石子∶生石灰∶水＝1.0∶1.6∶0.5∶(0.25～0.35)。

可选地，所述水在砂石散料中占有的配比份额为0.3。

第二方面，本发明实施例提供一种自适应支护墩柱施工方法，包括：

制作中空立柱，包括步骤：

选用外径为320～380mm、内径为300～350mm，厚度为7.5～9.5mm的中空管截取成长度为1.2～3.2m的若干根第一中空管备用；

选用外径为305～365mm、内径为280～345mm，厚度为7.8～9.5mm的中空管截取成长度为1.2～3.2m的若干根第二中空管备用；

取第一中空管及第二中空管若干根，所述选取的第二中空管内外径比所述第一中空管内外径相应小20～25mm；