[发明专利]一种用于巷道支护的U型钢套棚结构

说明书

技术领域

本发明属于采矿工程巷道围岩支护技术领域，涉及一种巷道套棚支护结构。

背景技术

研究表明，煤炭作为我国主体能源的地位在未来相当长一段时间内不会发生根本改变。随着浅部煤炭资源日益枯竭，煤矿开采深度及开采强度不断提高，随着煤矿开采深度的增加、地质条件恶化、破碎岩体增多、地应力增大、水头压力增加、地温升高等加剧了软岩巷道矿压显现的剧烈程度，软岩巷道变形破坏严重。深部岩体处在“三高一扰动”的复杂力学环境，使得煤矿深部软岩巷道围岩稳定受多因素综合作用，围岩控制问题日益突出。软岩巷道支护仍是当今世界采矿及地下工程中的一项重要而复杂的技术问题，深部高应力软岩巷道支护是一个重要的研究方向，它是旧矿井向深部拓展及进行深部资源开采的关键技术。

在公开的文献中可以检索到的专利有：申请号为201710147579.8的“深部动压软岩巷道U型钢复合支护结构及其施工方法”，以及申请号为201510637612.6的“破碎软岩巷道全断面封闭式深浅耦合让压锚注支护方法”。以上两个专利均提供了控制深部较破碎及软岩巷道围岩的方法，但前者在掘巷后没有进行锚网喷，而是直接打锚杆钻孔进行锚杆支护，这样做首先是没有形成一个锚索挤压加固拱，这样会导致支护强度较弱及护表能力较弱，其次是这样会使围岩进一步风化和潮解，使巷道两帮及顶板载荷不能均匀作用在支架上以至于出现应力集中的现象，从而不能有效控制巷道开挖初期围岩破碎的快速来压变形和顶板垮落，最后加快巷道的破坏而达不到理想的效果；后者所不足的是没有采用U型钢进行加固支护，这样会导致巷道维持时间不长从而增加巷道维护费用，产生不必要的经济开支。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种用于巷道支护的U型钢套棚结构，可有效解决现有深部软岩破碎巷道围岩支护技术存在的问题。具体技术方案如下：

一种用于巷道支护的U型钢套棚结构，包括挂设于巷道围岩面的金属网，金属网通过锚索固定于巷道围岩面上，金属网的内侧通过与巷道横截面相匹配的倒置的U型钢套棚支护，U型钢沿巷道的长度方向等间距分布设置，且U型钢之间通过卡缆或连接杆固定连接，U型钢的外侧挂设有钢筋网，钢筋网外铺设有油布，油布与巷道围岩面之间灌注有混凝土，且混凝土内浇筑有钢筋，所述内侧为面向巷道的一面，所述外侧为面向围岩面的一面。

前述套棚结构中，钢筋沿巷道的长度方向设置，且钢筋在混凝土内等间距均匀分布设置。

前述套棚结构中，巷道的顶板及围岩设置有锚索孔，锚索的一端通过锚索孔锚固于围岩内，另一端通过托盘卡设固定于金属网的内侧。

本发明的有益效果是：采用锚索+金属网+喷浆+U型钢套棚+灌浆的支护结构，首先形成锚网喷层，其具有防止围岩进一步风化和潮解，使巷道两帮及顶板载荷均匀作用在支架上以避免出现应力集中，从而能有效控制巷道开挖初期围岩破碎的快速来压变形和顶板垮落，最后形成巷道表面锚网喷组合隔离拱；其次在两层U型钢之间形成了一层支护刚性层，该结构既能高强度抗压，又能适度让压，形成了“刚柔相济”的双层支护结构，大大提升了破碎软岩巷道围岩的稳定性和支护强度，为煤矿的安全生产提供了一定保障，同时也为企业减少了一定量的巷道维护费用，对煤炭企业的发展大有裨益，可进行大范围推广使用。

附图说明

图1是本发明的正面结构示意图。

图2是图1中U型钢的侧视图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

实施例：

参照附图1和2，本实施例提供一种用于巷道支护的U型钢套棚结构，包括挂设于巷道1围岩面的金属网2，金属网2通过锚索3固定于巷道1围岩面上，巷道1的顶板及围岩设置有锚索孔，锚索3的一端通过锚索孔锚固于围岩内，另一端通过托盘9卡设固定于金属网2的内侧，金属网2的内侧通过与巷道1横截面相匹配的倒置的U型钢4套棚支护，U型钢4沿巷道1的长度方向等间距分布设置，且U型钢4之间通过连接杆10固定连接，且相邻两U型钢4之间通过卡缆11加固连接，U型钢4的外侧挂设有钢筋网5，钢筋网5外铺设有油布6，油布6与巷道1围岩面之间灌注有混凝土7，且混凝土7内浇筑有钢筋8，钢筋8沿巷道1的长度方向设置，且钢筋8在混凝土7内等间距均匀分布设置，所述内侧为面向巷道1的一面，所述外侧为面向围岩面的一面。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。