專利名稱：軟巖巷道底臌讓壓緩沖裝置及其施工方法
技術領域：
本發(fā)明屬于煤礦巷道支護設備技術領域，具體涉及一種煤礦巷道底臌控制裝置及其施工方法，尤其涉及軟巖巷道底臌讓壓緩沖裝置及其施工方法。
背景技術：
隨著煤礦開采深度的增加，受高應力的影響，軟巖巷道的大變形和難支護的問題日益嚴重，底臌則成為軟巖巷道變形、破壞的主要特征和表現(xiàn)形式。大量工程實踐表明，在底板無支護的深部開采中，巷道底臌量約占巷道頂?shù)装逡平偭康?0%，底臌防治工程量約占巷道維護工程量的50%以上。目前，現(xiàn)有底臌治理方法均沒能有效的解決深井高應力軟巖巷道的底臌問題。底臌使巷道斷面縮小，阻礙運輸、通風和人員行走，因底臌嚴重而造成巷道報廢的現(xiàn)象也時有發(fā)生，嚴重制約著深部礦井開采的高產、高效、低耗及安全生產水平，阻礙著深部開采的健康可持續(xù)發(fā)展，威脅著深部礦井的企業(yè)生存。為了控制軟巖巷道的底臌，國內外學者開展了大量研究工作，提出了多種巷道底臌控制方法。根據作用機理的不同，目前，國內外治理軟巖巷道底臌的方法可歸納為兩大類。(I)高強加固法。這種方法是采用一系列高強度的支護方式對軟巖巷道底板進行加固，增加巷道底板的強度和剛度，以抵抗巷道底板的變形。這種方法主要包括底板錨桿、底板注漿、底板錨索、封閉支架、各種形式的反底拱、底腳錨桿以及多種支護形式共用形成的聯(lián)合支護方法等。(2)卸壓讓壓法。這種方法是通過切縫等手段使巷道底板變?yōu)椴贿B續(xù)狀態(tài)，從而降低圍巖應力，保持巷道底板的穩(wěn)定。這種方法主要包括底板切槽、巷幫切槽、松動爆破、鉆孑L等?，F(xiàn)有巷道底臌控制方法雖然在不同條件下不同程度的起到了控制軟巖巷道底臌的作用，但在底臌量較大的軟巖巷道中往往失效，而且材料消耗大，支護成本高，施工工藝復雜，工程量大，施工速度慢，返修率高，因此，需要發(fā)明一種新的軟巖巷道底臌治理技術措施，以有效控制軟巖巷道的底臌。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種軟巖巷道底臌讓壓緩沖裝置，該裝置不但可以有效的解決軟巖巷道的底臌控制難題，而且施工工藝簡單、技術經濟可行。本發(fā)明同時提供該裝置的施工方法。本發(fā)明所采取的技術方案是:軟巖巷道底臌讓壓緩沖裝置，它主要包括充氣橡膠氣囊、橡膠顆粒和單向排氣閥，其特征在于，所述的充氣橡膠氣囊，為長方體形，氣囊厚度為300 500mm ;所述的橡膠顆粒，粒徑為15 20mm，裝入充氣橡膠氣囊內，占充氣橡膠氣囊體積的1/2 ;所述的單向排氣閥，安裝于充氣橡膠氣囊上，在設定壓力下排出氣囊內的氣體。
本發(fā)明的施工使用方法是:首先在巷道底板設計標高向下超挖巷道底板，超挖深度為充氣橡膠氣囊厚度和200mm厚的上覆鋼筋混凝土厚度的總和，然后埋設內含一定體積橡膠顆粒的充氣橡膠氣囊，再在橡膠氣囊上面澆筑200mm厚的鋼筋混凝土，從而形成軟巖巷道底臌控制結構。本發(fā)明的工作原理是:針對軟巖巷道底臌變形量大的特點，采用內含一定體積橡膠顆粒的充氣橡膠氣囊作為讓壓和變形緩沖裝置。當巷道底板壓力和底臌量較大時，充氣橡膠氣囊在壓力作用下通過單向排氣閥向外排出氣囊內的氣體，氣囊體積逐漸減小，直至氣體全部排出；如果巷道底板壓力和底臌量仍繼續(xù)增大，則氣囊內的橡膠顆粒即會被擠壓，體積變小，從而達到了釋放底板壓力和緩沖底臌量的目的，進而保證了巷道底板的穩(wěn)定。本發(fā)明的有益效果是:軟巖巷道底臌讓壓緩沖裝置結構簡單、成本低廉、施工方便、工期短、工程實用性強，且能夠改善巷道底板的應力分布，有效控制巷道底臌。


圖1為本發(fā)明軟巖巷道底臌讓壓緩沖裝置示意圖。圖2為本發(fā)明軟巖巷道底臌讓壓緩沖裝置使用狀態(tài)示意圖。圖例說明:1_橡膠氣囊；2_單向排氣閥；3_橡膠顆粒；4-空氣；5_鋼筋混凝土 ；6-巷道。
具體實施例方式下面結合附圖對本發(fā)明做進一步說明。如圖1所示，本發(fā)明軟巖巷道底臌讓壓緩沖裝置，主要由充氣橡膠氣囊1、橡膠顆粒3和單向排氣閥2構成。所述的充氣橡膠氣囊1，為長方體形，氣囊厚度為300 500mm ；所述的橡膠顆粒3，粒徑為15 20mm，裝入充氣橡膠氣囊I內，占充氣橡膠氣囊體積的1/2 ；所述的單向排氣閥2，安裝于充氣橡膠氣囊I上，在設定壓力下排出氣囊內的氣體。使用時，如圖2所示，首先在巷道6底板設計標高向下超挖巷道底板，超挖深度為充氣橡膠氣囊I的厚度和200mm厚的上覆鋼筋混凝土 5厚度的總和，然后埋設內含一定體積橡膠顆粒3的充氣橡膠氣囊1，再在橡膠氣囊I上面澆筑200mm厚的鋼筋混凝土 5，從而形成軟巖巷道底臌控制結構。
權利要求
1.一種軟巖巷道底臌讓壓緩沖裝置，其特征在于，主要由充氣橡膠氣囊、橡膠顆粒和單向排氣閥構成；其中: 所述的充氣橡膠氣囊，為長方體形，氣囊厚度為300 500mm ； 所述的橡膠顆粒，粒徑為15 20mm，裝入充氣橡膠氣囊內，占充氣橡膠氣囊體積的1/2 ； 所述的單向排氣閥，安裝于充氣橡膠氣囊上，在設定壓力下排出氣囊內的氣體。
2.如權利要求1所述的軟巖巷道底臌讓壓緩沖裝置及其施工方法，其特征在于，施工時，首先在巷道底板設計標高向下超挖巷道底板，超挖深度為充氣橡膠氣囊厚度和200mm厚的上覆鋼筋混凝土厚度的總和，然后埋設內含一定體積橡膠顆粒的充氣橡膠氣囊，再在橡膠氣囊上面澆筑200mm厚的鋼筋混凝土，從而形成軟巖巷道底臌控制結構。
全文摘要
本發(fā)明屬于煤礦巷道支護設備技術領域，具體涉及一種軟巖巷道底臌讓壓緩沖裝置及其施工方法，該裝置由充氣橡膠氣囊、橡膠顆粒和單向排氣閥構成，它首先在巷道底板設計標高向下超挖巷道底板，超挖深度為充氣橡膠氣囊厚度和200mm厚的上覆鋼筋混凝土厚度的總和，然后埋設內含一定體積橡膠顆粒的充氣橡膠氣囊，再在橡膠氣囊上面澆筑200mm厚的鋼筋混凝土，從而形成軟巖巷道底臌控制結構。本發(fā)明結構簡單、成本低廉、施工方便、工期短、工程實用性強，且能夠改善巷道底板的應力分布，并能有效控制巷道底臌。
文檔編號E21D11/00GK103195446SQ20131013754
公開日2013年7月10日 申請日期2013年4月19日 優(yōu)先權日2013年4月19日
發(fā)明者孔德森, 劉香蘭, 王麗華, 董桂剛, 王曉敏 申請人:山東科技大學