[发明专利]一种竖井井壁支护结构

说明书

一种竖井井壁支护结构，分为埋设型、焊接型和装配型；埋设型包括锚杆和混凝土层，锚杆一端锚固于井筒围岩内，另一端保留托盘和螺母且埋设在混凝土层内，通过锚杆将混凝土层与井筒围岩锚固成一个整体；焊接型与埋设型的区别为混凝土层内设有由立筋、横筋及拉筋组成的钢筋骨架，锚杆不保留托盘和螺母并直接与钢筋骨架进行焊接；装配型包括锚杆、混凝土层及水泥层，水泥层位于混凝土层与井筒围岩之间，水泥层与混凝土层之间设有外层钢板，锚杆一端锚固于井筒围岩内，另一端通过托盘和螺母与外层钢板固连，通过锚杆将混凝土层及水泥层与井筒围岩锚固成一个整体；三种类型均可按实际需要选择设置或不设置阻尼材料层，锚杆选用释能型或非释能型锚杆。

技术领域

本发明属于竖井工程支护技术领域，特别是涉及一种竖井井壁支护结构。

背景技术

目前，在竖井井壁支护施工中，井筒围岩通常会遇到浅部软岩大变形的情况、深部高应力围岩延性大变形的情况或深部围岩发生岩爆等动力灾害的情况，针对井筒围岩遇到上述三种情况，应对手段主要有二次支护技术以及卸压爆破技术。

从原理层面来看，二次支护技术较为适合浅部软岩大变形情况和深部高应力围岩延性大变形情况，在井筒开挖初期，地应力急剧释放，井筒围岩变形速率大，趋于不稳定状态，当地应力释放到一定程度，井筒围岩变形速率下降，趋于稳定状态，此时进行二次支护，可使支护系统承受较小的支护荷载，进而保证支护系统的安全性。但是，对于竖井施工而言，井筒围岩的释能周期较长，在进行二次支护时需调整吊盘位置，工序复杂繁琐，同时二次支护时机的选择也是二次支护施工的关键，这给井筒围岩二次支护的成功添加了很大的不确定性。

当井筒围岩处于深部高应力坚硬岩体条件时，卸压爆破技术较为适合深部围岩发生岩爆等动力灾害的情况，通过在井筒施工区域与原岩应力区之间以爆破的方式形成条带状的破碎隔离层，以阻断深部岩体的高应力向井筒施工区域传递，有效减小井筒施工区域的应力值，从而降低高应力坚硬岩体在井筒掘进施工过程中发生岩爆等动力灾害的可能性，保证井筒掘进施工的安全性与高效性。但是，目前深部竖井掘进技术还不完善，并且卸压爆破技术在深部竖井掘进施工中的应用也还不成熟，仍需要进一步发展。

因此，在竖井掘进施工中，由于二次支护技术的复杂性以及卸压爆破技术的不成熟，亟需一种简单可靠的竖井井壁支护技术。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种竖井井壁支护结构，具有结构简单、安装快捷、施工方便的特点，能够有效应对井筒围岩遇到的浅部软岩大变形的情况、深部高应力围岩延性大变形的情况或深部围岩发生岩爆等动力灾害的情况。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种竖井井壁支护结构，包括锚杆和混凝土层，锚杆的杆体一端锚固于井筒围岩内，锚杆的杆体另一端保留托盘和螺母，安装有托盘和螺母的锚杆的杆体端部埋设在混凝土层内，通过锚杆将混凝土层与井筒围岩锚固成一个整体。

在所述混凝土层与井筒围岩之间设置或不设置阻尼材料层。

所述锚杆采用释能型锚杆或非释能型锚杆。

一种竖井井壁支护结构，包括锚杆和混凝土层，在混凝土层内设有由立筋、横筋及拉筋组成的钢筋骨架；所述锚杆的杆体一端锚固于井筒围岩内，锚杆的杆体另一端不保留托盘和螺母，且锚杆的杆体另一端与混凝土层内的钢筋骨架焊接固连在一起，通过锚杆将混凝土层与井筒围岩锚固成一个整体。

在所述混凝土层与井筒围岩之间设置或不设置阻尼材料层。

所述锚杆采用释能型锚杆或非释能型锚杆。

一种竖井井壁支护结构，包括锚杆、混凝土层及水泥层，水泥层位于混凝土层与井筒围岩之间，在水泥层与混凝土层之间设有外层钢板；所述锚杆的杆体一端锚固于井筒围岩内，锚杆的杆体另一端保留托盘和螺母，且锚杆的杆体另一端通过保留的托盘和螺母与外层钢板固连在一起，通过锚杆将混凝土层及水泥层与井筒围岩锚固成一个整体。