專利名稱：主動(dòng)增強(qiáng)充填墻體及施工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種增強(qiáng)墻體承載性能的方法，尤其是適用于優(yōu)化井下巷旁支護(hù)充填墻體承載性能的方法。
背景技術(shù)：
隨著開采深度的不斷加深，瓦斯危害日益突出，采用沿空留巷技術(shù)可有效的實(shí)現(xiàn)煤炭安全高效開采，砌筑充填墻體是沿空留巷成功的重要環(huán)節(jié)。隨著工作面的回采，充填墻體為平衡巷道上方的直接頂及邊緣的懸臂梁自身的重量提供支護(hù)，同時(shí)承受老頂破斷后形成的砌體梁結(jié)構(gòu)頂板回轉(zhuǎn)過程中的側(cè)向壓力。但是目前充填墻體承載性能方面存在兩大問題，嚴(yán)重影響了其作用的發(fā)揮①墻體早強(qiáng)不足，在達(dá)到終強(qiáng)之前就被破壞；②墻體上部為最易破壞區(qū)域，而這個(gè)區(qū)域加布設(shè)強(qiáng)筋困難，不宜施工。目前，充填墻體的加固方法方面主要有①加三位加強(qiáng)筋；這種方法需要提前編制好加強(qiáng)筋框架，當(dāng)墻體長寬都較大時(shí)，充填區(qū)域空間又很狹小，加強(qiáng)筋框架的捆扎搬運(yùn)都很困難。②預(yù)埋對拉錨桿；這種方法較第一種方式有所改良，發(fā)揮了錨桿的很小部分的主動(dòng)支護(hù)作用，但不好操作。因?yàn)轭A(yù)埋錨桿預(yù)緊稍微大就會(huì)使錨桿與墻體脫離，造成應(yīng)力集中，提前破壞掉墻體；③充填材料的改良。這種方法可以適當(dāng)加快墻體強(qiáng)度的上升速度，提高墻體承載能力。以上對提聞墻體的承載性能方面都有一定的提聞，但都是被動(dòng)的提聞承載性能，即隨時(shí)間的延續(xù)充填材料強(qiáng)度逐漸增大至終強(qiáng)，這樣無法很好的解決之前提出的兩個(gè)問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種主動(dòng)增強(qiáng)充填墻體及施工方法，結(jié)合錨桿或錨索錨固技術(shù)對圍巖主動(dòng)支護(hù)，采用將空心管狀錨固劑嵌套在錨桿體上的方案，解決墻體上方布設(shè)加強(qiáng)筋困難的問題，及砌筑墻體早強(qiáng)低、強(qiáng)度上升需要時(shí)間較長的問題；錨桿或錨索通過錨固劑橫向固結(jié)在墻體當(dāng)中施加預(yù)緊力；通過錨固劑固結(jié)錨桿索與墻體中進(jìn)行預(yù)緊，主動(dòng)提高了充填墻體前期強(qiáng)度，并且有效解決了墻體上部薄弱區(qū)域布設(shè)加強(qiáng)筋困難的問題。這種方法操作簡單，安全可靠，效果顯著，具有廣泛的實(shí)用性。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)的一種主動(dòng)增強(qiáng)充填墻體，它包括錨桿或錨索、充填料、螺帽、索具、托盤、模板、充填袋，它還包括空心管狀錨固劑；錨桿為全螺紋錨桿，每根錨桿配兩個(gè)螺帽；錨索為預(yù)應(yīng)力錨索，每根錨索配兩套索具，錨桿或錨索的長度長出墻體厚度；空心管狀錨固劑為由錨固劑和膠泥相間地預(yù)制成空心管形狀，錨固劑和膠泥由聚酯薄膜隔開，其內(nèi)徑略大于錨桿或錨索的外徑；將錨桿或錨索嵌套空心管狀錨固劑，空心管狀錨固劑的長度等于或略大于墻體厚度且小于錨桿或錨索的長度；在預(yù)澆筑墻體的兩側(cè)面人工或半機(jī)械化立模板，模板間設(shè)置充填袋，按照間排距將錨桿或錨索搭放在模板上預(yù)定的位置處，并且穿透充填袋，穿孔要密閉處理，避免充填料外溢，錨桿或錨索棚架時(shí)在采空區(qū)側(cè)和巷道側(cè)均有外露長度，且采空區(qū)側(cè)外露較長；在架設(shè)的模板間充填充填料；待充填料固結(jié)到一定程度時(shí)拆除模板；在錨桿或錨索兩外露端均先貼近墻面安裝托盤，再安裝螺帽或鎖具，以防止攪拌過程中錨固劑外溢；在巷道側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)錨桿或錨索，空心管狀錨固劑的聚酯薄膜迅速破裂，錨固劑和膠泥混合后發(fā)生反應(yīng)，錨桿或錨索與周邊已固結(jié)的充填料錨固為一體；對錨桿或錨索施加預(yù)緊力，預(yù)緊力根據(jù)要求確定，使托盤緊貼墻面。所述空心管狀錨固劑中的膠泥和錨固劑由聚酯薄膜隔開，分成內(nèi)外兩層空心管，再組合成整體空心管形狀。所述空心管狀錨固劑中的膠泥和錨固劑由聚酯薄膜隔開，分成兩個(gè)或多個(gè)圓弧段，再組合成整體空心管形狀。錨桿或錨索布置的間排距為O. 5 — Im之間，墻體上方間排距取較小值。使用錨桿鉆機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)錨桿或錨索。錨桿的長度長出墻體厚度20cm。錨索的長度長出墻體厚度40cm。一種主動(dòng)增強(qiáng)充填墻體的施工方法，它包括錨桿或錨索、充填料、螺帽、索具、托盤、模板、充填袋，它還包括空心管狀錨固劑；它包括以下步驟①、錨桿為全螺紋錨桿，每根錨桿配兩個(gè)螺帽；錨索為預(yù)應(yīng)力錨索，每根錨索配兩套索具，錨桿或錨索的長度長出墻體厚度；②、空心管狀錨固劑為由錨固劑和膠泥相間地預(yù)制成空心管形狀，錨固劑和膠泥由聚酯薄膜隔開，其內(nèi)徑略大于錨桿或錨索的外徑；將錨桿或錨索嵌套空心管狀錨固劑，空心管狀錨固劑的長度等于或略大于墻體厚度且小于錨桿或錨索的長度；③、在預(yù)澆筑墻體的兩側(cè)面人工或半機(jī)械化立模板，模板間設(shè)置充填袋，按照間排距將錨桿或錨索搭放在模板上預(yù)定的位置處，并且穿透充填袋，穿孔要密閉處理，避免充填料外溢，錨桿或錨索棚架時(shí)在采空區(qū)側(cè)和巷道側(cè)均有外露長度，且采空區(qū)側(cè)外露較長；④、在架設(shè)的模板間充填充填料；⑤、待充填料固結(jié)到一定程度時(shí)拆除模板；⑥、在錨桿或錨索兩外露端均先貼近墻面安裝托盤，再安裝螺帽或鎖具，以防止攪拌過程中錨固劑外溢；⑦、在巷道側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)錨桿或錨索，空心管狀錨固劑的聚酯薄膜迅速破裂，錨固劑和膠泥混合后發(fā)生反應(yīng)，錨桿或錨索與周邊已固結(jié)的充填料錨固為一體；⑧、對錨桿或錨索施加預(yù)緊力，預(yù)緊力根據(jù)要求確定，使托盤緊貼墻面。本發(fā)明有以下優(yōu)點(diǎn)和積極效果本發(fā)明在充填墻體中布設(shè)施加預(yù)緊力的錨桿或錨索，并增設(shè)將桿體與墻體使用錨固劑連接的結(jié)構(gòu)和方法，即起到了加強(qiáng)筋加固墻體的作用，又大大改善了充填體初期承載能力，提高了墻體的強(qiáng)度。所用材料均為巷道支護(hù)的常規(guī)材料無需特別加工，施工簡單，便于現(xiàn)場操作具有廣泛的實(shí)用性。它的主要優(yōu)勢在于①在墻體中設(shè)置帶有錨固劑的對拉錨桿，實(shí)現(xiàn)預(yù)緊，主動(dòng)增強(qiáng)充填墻體承載性能。②通過安裝雙螺帽或索具主動(dòng)支護(hù)材料施加高預(yù)緊力，實(shí)現(xiàn)對墻體承載性能的主動(dòng)增強(qiáng)。特別是在早期墻體強(qiáng)度較低的情況。③錨桿或錨索在立模時(shí)棚架在模板之上，施工操作簡單，解決了墻體的中上部布加強(qiáng)筋困難的問題。


圖I是本發(fā)明的立面圖2是本發(fā)明的俯視圖3是采用錨桿的圖2的A — A剖視圖4是采用錨索的圖2的A — A剖視圖5是本發(fā)明拆模前的局部放大圖6是本發(fā)明拆模后的局部放大圖7是本發(fā)明的空心管狀錨固劑立體圖8是圖7的B — B剖面內(nèi)外兩層空心管的空心管狀錨固劑橫截面；
圖9是圖7的B — B剖面兩個(gè)或多個(gè)圓弧段的空心管狀錨固劑橫截面。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
如圖所示，附圖標(biāo)號錨桿I ;錨索2 ;充填料3 ;頂板4 ;螺帽5 ;巷道斷面6，托盤
7 ;錨固劑8，膠泥9，空心管狀錨固劑10、煤幫11、索具12、模板13、充填袋14、采煤工作面15、液壓支架16、單體支柱17、采空區(qū)18、聚酯薄膜19。一種主動(dòng)增強(qiáng)充填墻體，它包括錨桿I或錨索2、充填料3、螺帽5、索具12、托盤7、模板13、充填袋14，它還包括空心管狀錨固劑10 ;錨桿I為全螺紋錨桿，每根錨桿配兩個(gè)螺帽5 ;錨索2為預(yù)應(yīng)力錨索，每根錨索配兩套索具12，錨桿I或錨索2的長度長出墻體厚度；空心管狀錨固劑10為由錨固劑8和膠泥9相間地預(yù)制成空心管形狀，錨固劑8和膠泥9由聚酯薄膜19隔開，其內(nèi)徑略大于錨桿I或錨索2的外徑；將錨桿I或錨索2嵌套空心管狀錨固劑10，空心管狀錨固劑10的長度等于或略大于墻體厚度且小于錨桿I或錨索2的長度；在預(yù)澆筑墻體的兩側(cè)面人工或半機(jī)械化立模板13，模板13間設(shè)置充填袋14，按照間排距將錨桿I或錨索2搭放在模板13上預(yù)定的位置處，并且穿透充填袋14，穿孔要密閉處理，避免充填料3外溢，錨桿I或錨索2棚架時(shí)在采空區(qū)側(cè)和巷道側(cè)均有外露長度，且采空區(qū)側(cè)外露較長；在架設(shè)的模板13間充填充填料3 ;待充填料3固結(jié)到一定程度時(shí)拆除模板13 ;在錨桿或錨索兩外露端均先貼近墻面安裝托盤7，再安裝螺帽5或鎖具12，以防止攪拌過程中錨固劑外溢；在巷道側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)錨桿I或錨索2，空心管狀錨固劑10的聚酯薄膜19迅速破裂，錨固劑8和膠泥9混合后發(fā)生反應(yīng)，錨桿I或錨索2與周邊已固結(jié)的充填料3錨固為一體；對錨桿I或錨索2施加預(yù)緊力，預(yù)緊力根據(jù)要求確定，使托盤7緊貼墻面。所述空心管狀錨固劑10中的膠泥9和錨固劑8由聚酯薄膜19隔開，分成內(nèi)外兩層空心管，再組合成整體空心管形狀。所述空心管狀錨固劑10中的膠泥9和錨固劑8由聚酯薄膜19隔開，分成兩個(gè)或多個(gè)圓弧段，再組合成整體空心管形狀。錨桿I或錨索2布置的間排距為O. 5 — Im之間，墻體上方間排距取較小值。使用錨桿鉆機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)錨桿I或錨索2。錨桿I的長度長出墻體厚度20cm。錨索2的長度長出墻體厚度40cm。一種主動(dòng)增強(qiáng)充填墻體的施工方法，它包括錨桿I或錨索2、充填料3、螺帽5、索具12、托盤7、模板13、充填袋14，它還包括空心管狀錨固劑10 ;它包括以下步驟①、錨桿I為全螺紋錨桿，每根錨桿配兩個(gè)螺帽5 ;錨索2為預(yù)應(yīng)力錨索，每根錨索配兩套索具12，錨桿I或錨索2的長度長出墻體厚度；
②、空心管狀錨固劑10為由錨固劑8和膠泥9相間地預(yù)制成空心管形狀，錨固劑8和膠泥9由聚酯薄膜19隔開，其內(nèi)徑略大于錨桿I或錨索2的外徑；將錨桿I或錨索2嵌套空心管狀錨固劑10，空心管狀錨固劑10的長度等于或略大于墻體厚度且小于錨桿I或錨索2的長度；③、在預(yù)澆筑墻體的兩側(cè)面人工或半機(jī)械化立模板13，模板13間設(shè)置充填袋14，按照間排距將錨桿I或錨索2搭放在模板13上預(yù)定的位置處，并且穿透充填袋14，穿孔要密閉處理，避免充填料3外溢，錨桿I或錨索2棚架時(shí)在采空區(qū)側(cè)和巷道側(cè)均有外露長度，且采空區(qū)側(cè)外露較長；④、在架設(shè)的模板13間充填充填料3 ；⑤、待充填料3固結(jié)到一定程度時(shí)拆除模板13 ；⑥、在錨桿或錨索兩外露端均先貼近墻面安裝托盤7，再安裝螺帽5或鎖具12，以防止攪拌過程中錨固劑外溢；⑦、在巷道側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)錨桿I或錨索2，空心管狀錨固劑10的聚酯薄膜19迅速破裂，錨固劑8和膠泥9混合后發(fā)生反應(yīng)，錨桿I或錨索2與周邊已固結(jié)的充填料3錨固為一體；⑧、對錨桿I或錨索2施加預(yù)緊力，預(yù)緊力根據(jù)要求確定，使托盤7緊貼墻面。
權(quán)利要求
1.一種主動(dòng)增強(qiáng)充填墻體，它包括錨桿(I)或錨索(2)、充填料(3)、螺帽(5)、索具(12)、托盤(7)、模板(13)、充填袋(14)，其特征在于它還包括空心管狀錨固劑(10);錨桿(I)為全螺紋錨桿，每根錨桿配兩個(gè)螺帽(5);錨索(2)為預(yù)應(yīng)力錨索，每根錨索配兩套索具(12)，錨桿(I)或錨索(2)的長度長出墻體厚度；空心管狀錨固劑(10)為由錨固劑(8)和膠泥(9)相間地預(yù)制成空心管形狀，錨固劑(8)和膠泥(9)由聚酯薄膜(19)隔開，其內(nèi)徑略大于錨桿(I)或錨索(2)的外徑；將錨桿(I)或錨索(2)嵌套空心管狀錨固劑(10)，空心管狀錨固劑(10)的長度等于或略大于墻體厚度且小于錨桿(I)或錨索(2)的長度；在預(yù)澆筑墻體的兩側(cè)面人工或半機(jī)械化立模板(13)，模板(13)間設(shè)置充填袋(14)，按照間排距將錨桿(1)或錨索(2)搭放在模板(13)上預(yù)定的位置處，并且穿透充填袋(14)，穿孔要密閉處理，避免充填料(3)外溢，錨桿(I)或錨索(2)棚架時(shí)在采空區(qū)側(cè)和巷道側(cè)均有外露長度，且采空區(qū)側(cè)外露較長；在架設(shè)的模板(13)間充填充填料(3);待充填料(3)固結(jié)到一定程度時(shí)拆除模板(13);在錨桿或錨索兩外露端均先貼近墻面安裝托盤(7)，再安裝螺帽(5)或鎖具(12)，以防止攪拌過程中錨固劑外溢；在巷道側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)錨桿(I)或錨索(2)，空心管狀錨固劑(10)的聚酯薄膜(19)迅速破裂，錨固劑(8)和膠泥(9)混合后發(fā)生反應(yīng)，錨桿(I)或錨索(2)與周邊已固結(jié)的充填料(3)錨固為一體；對錨桿(I)或錨索(2)施加預(yù)緊力，預(yù)緊力根據(jù)要求確定，使托盤(7)緊貼墻面。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的主動(dòng)增強(qiáng)充填墻體，其特征是所述空心管狀錨固劑(10)中的膠泥(9)和錨固劑(8)由聚酯薄膜(19)隔開，分成內(nèi)外兩層空心管，再組合成整體空心管形狀。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的主動(dòng)增強(qiáng)充填墻體，其特征是所述空心管狀錨固劑(10)中的膠泥(9)和錨固劑(8)由聚酯薄膜(19)隔開，分成兩個(gè)或多個(gè)圓弧段，再組合成整體空心管形狀。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的主動(dòng)增強(qiáng)充填墻體，其特征是錨桿(I)或錨索(2)布置的間排距為0. 5 — Im之間，墻體上方間排距取較小值。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的主動(dòng)增強(qiáng)充填墻體，其特征是使用錨桿鉆機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)錨桿(I)或錨索(2)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的主動(dòng)增強(qiáng)充填墻體，其特征是錨桿(I)的長度長出墻體厚度20cmo
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的主動(dòng)增強(qiáng)充填墻體，其特征是錨索(2)的長度長出墻體厚度40cmo
8.—種主動(dòng)增強(qiáng)充填墻體的施工方法，它包括錨桿(I)或錨索(2)、充填料(3)、螺帽(5)、索具(12)、托盤(7)、模板(13)、充填袋(14)，其特征在于它還包括空心管狀錨固劑(10);它包括以下步驟 ①、錨桿(I)為全螺紋錨桿，每根錨桿配兩個(gè)螺帽(5);錨索(2)為預(yù)應(yīng)力錨索，每根錨索配兩套索具(12)，錨桿(I)或錨索(2)的長度長出墻體厚度； ②、空心管狀錨固劑(10)為由錨固劑(8)和膠泥(9)相間地預(yù)制成空心管形狀，錨固齊U(8)和膠泥(9)由聚酯薄膜(19)隔開，其內(nèi)徑略大于錨桿(I)或錨索(2)的外徑；將錨桿(I)或錨索(2)嵌套空心管狀錨固劑(10)，空心管狀錨固劑(10)的長度等于或略大于墻體厚度且小于錨桿(I)或錨索(2)的長度；③、在預(yù)澆筑墻體的兩側(cè)面人工或半機(jī)械化立模板(13)，模板(13)間設(shè)置充填袋(14)，按照間排距將錨桿(I)或錨索(2)搭放在模板(13)上預(yù)定的位置處，并且穿透充填袋(14)，穿孔要密閉處理，避免充填料(3)外溢，錨桿(I)或錨索(2)棚架時(shí)在采空區(qū)側(cè)和巷道側(cè)均有外露長度，且采空區(qū)側(cè)外露較長； ④、在架設(shè)的模板(13)間充填充填料(3)； ⑤、待充填料(3)固結(jié)到一定程度時(shí)拆除模板(13)； ⑥、在錨桿或錨索兩外露端均先貼近墻面安裝托盤(7)，再安裝螺帽(5)或鎖具(12)，以防止攪拌過程中錨固劑外溢； ⑦、在巷道側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)錨桿(I)或錨索(2)，空心管狀錨固劑(10)的聚酯薄膜(19)迅速破裂，錨固劑(8)和膠泥(9)混合后發(fā)生反應(yīng)，錨桿(I)或錨索(2)與周邊已固結(jié)的充填料(3)錨固為一體； ⑧、對錨桿(I)或錨索(2)施加預(yù)緊力，預(yù)緊力根據(jù)要求確定，使托盤(7)緊貼墻面。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種主動(dòng)增強(qiáng)充填墻體及施工方法，它包括空心管狀錨固劑，①錨桿或錨索的長度長出墻體厚度；②空心管狀錨固劑為由錨固劑和膠泥相間地預(yù)制成空心管形狀，錨固劑和膠泥由聚酯薄膜隔開，將錨桿或錨索嵌套空心管狀錨固劑；③將錨桿或錨索搭放在模板上預(yù)定的位置處；④充填充填料；⑤拆除模板；⑥安裝托盤和螺帽或索具⑦轉(zhuǎn)動(dòng)錨桿或錨索，空心管狀錨固劑的聚酯薄膜迅速破裂，錨固劑和膠泥混合后發(fā)生反應(yīng)，錨桿或錨索與周邊已固結(jié)的充填料錨固為一體；⑧施加預(yù)緊力。本發(fā)明采用將空心管狀錨固劑嵌套在錨桿體上的方案，解決墻體上方布設(shè)加強(qiáng)筋困難的問題，及砌筑墻體早強(qiáng)低、強(qiáng)度上升需要時(shí)間較長的問題；錨桿或錨索通過錨固劑橫向固結(jié)在墻體當(dāng)中施加預(yù)緊力。
文檔編號E21F15/00GK102979572SQ20121057569
公開日2013年3月20日 申請日期2012年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月26日
發(fā)明者劉昆, 李戰(zhàn)軍, 伏巖, 劉翼, 羅偉濤, 開俊俊 申請人:廣東宏大爆破股份有限公司