[发明专利]一种反底拱锚固梁控制底鼓的方法无效
申请号: | 201210093811.1 | 申请日: | 2012-04-01 |
公开(公告)号: | CN102852528A | 公开(公告)日: | 2013-01-02 |
发明(设计)人: | 郑西贵;张农;吴继忠;窦红平;赵金明;杨高干 | 申请(专利权)人: | 中国矿业大学 |
主分类号: | E21D11/00 | 分类号: | E21D11/00;E21D11/10;E21D20/02;E21D21/00 |
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地址: | 221116 江苏*** | 国省代码: | 江苏;32 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 反底拱 锚固 控制 方法 | ||
技术领域
本发明涉及一种反底拱锚固梁控制底鼓的方法,尤其适用于煤矿、金属矿山、地铁、人防工程及地下空间工程等的围岩或硐室的底板稳定控制。
背景技术
巷道或硐室的底板鼓起是煤矿、金属矿山、地铁、人防工程及地下空间工程等经常遇到的问题。尤其是煤矿开采时受采动压力或掘巷时受次生叠加应力的影响,巷道或硐室四周收敛变形严重,底板的鼓起量达到顶底板移近量的一半以上,甚至达到90%。巷道或硐室每2~3个月就需要返修一次,返修的工程量甚至超出新掘巷道的工程量。过大的底鼓量严重地影响巷道或硐室的有效断面,威胁到矿井的通风安全、瓦斯排放、材料运输等正常生产系统和相关环节,而且采用反复卧底后巷道两帮及顶板的稳定性都受到严重影响,在马头门附近甚至严重威胁井壁的稳定,导致井壁滑落。
对于巷道或硐室的底鼓的处理,煤矿中最常用的方法是采用全封闭的架棚支护。但棚式支护属于被动支护,支架架设后没有初始支护阻力,只能靠底板鼓起时的变形为其提供反作用,如果受到偏载载荷的影响,棚子难以起到有效的控底作用。大量的工程实践表明,此套支护体系难以长时有效地发挥作用,新的底鼓仍然要靠返修解决。返修时除了卧底,还必须将架设的棚子全部拆除后重新架设,这种工程量的投入十分巨大,而且工效极低。
近年来,随着巷道底板施工机具的发展,底板锚固和注浆技术逐渐成熟起来,解决了大量的底鼓难题。也有部分矿山采用了底板梁的锚注结合的方式,而且在锚注之间架设反拱梁。但其仍将巷道的底板作为平底来进行处理,没有考虑将锚固工程作用在反底拱梁上处理底板,在巷道或硐室承受采动影响后,底板梁和锚注不能协同承载,其底鼓现象仍十分严重。
由于以上各种处理底鼓问题的缺陷,亟待研究一种更加简便易行的长时控制底鼓问题的方法,既使底板得到长时有效的控制,又不增加额外的底板锚注等工程量,且使主被动相结合能够协同承载的方法。本发明提出并已实施的反底拱锚固梁基本实现了上述内容,并在现场得到了验证。
发明内容
本发明针对已有技术存在的问题和解决方法的不足,提供了一种将注浆管、锚索或高强锚杆等预应力锚固系统施工在已施工巷道的反底拱梁上,形成底板梁和预应力锚固作用耦合的锚固梁的方法,协同发挥主被动支护作用,达到长时控制底板的目的。在反拱梁之间联结纵向加强筋,并浇筑混凝土,形成的整体控制系统,可以发挥更大的底板控制作用。
本发明通过在掘出的巷道或硐室内,铺放底板反拱梁,然后在梁内预先开孔的位置施工注浆管、锚杆或锚索,形成锚固梁,最后在反拱梁之间联结钢筋,并浇筑混凝土。
本发明可以紧跟掘进工作面铺设底板反拱梁,也可以滞后掘进工作面或在翻修巷道或硐室时进行。巷道或硐室的原始支护形式既可以是架棚单一支护形式,还能以架棚或锚喷并结合注浆、锚索等复合支护方式。
本发明中的底板反拱梁可以是槽钢、工字钢、U型钢或M型钢带、T型钢带;槽钢的型号为5~32c;工字钢的型号为热轧普通工字钢、热轧轻型工字钢,型号从10~32b;U型钢的型号按重量(kg/m)分为25、29、36等;M型钢带的型号从3~6;T型钢带的型号从1~6。铺放的底板反拱梁可以单排放置,排距从0~10m,也可以成组并排放置,每组数量为1~3排,反拱梁的跨度从2.5m~10m,反拱的高度从0.2m~5.0m,反拱的半径从1.0m~15m,拱上开孔的间距从0.5m~2.5m。
本发明中反底拱上施工的注浆管间距为0.3m~3m,注浆管的排距为0.5m~8m,注浆压力范围为0.1MPa~6MPa,注浆材料可以是水泥浆液、水玻璃液、高水材料或其它化学浆液,注浆管布置时可以采用对眼、三花眼或五花眼的布置方式。
本发明中反底拱上施工的锚杆,其长度从1.0m~3.5m,直径从18mm~50mm。锚杆可以是圆钢锚杆、热轧或冷轧带肋钢筋,屈服强度从335MPa~810MPa;锚杆的布设方式可以是单排、三花眼或五花眼布置方式;锚固的方式可以是端锚、加长锚或全长锚固,锚固剂可以是树脂药卷、水泥浆等。
本发明中反底拱上施工的锚索,其长度从1.5m~10.0m,锚索为矿用锚索,直径为15.24mm~32mm,强度为1720MPa或1860MPa。锚索可以采用端锚、加长锚或全长锚固的锚固方式;锚固剂可以是树脂药卷、水泥浆等;每孔中的锚索数量可以是1~3根。
本发明中反底拱上施工的注浆管、锚杆或锚索,其施工顺序可以是先注浆再施工锚杆或锚索,也可以先施工锚杆或锚索再进行注浆。
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