一種用于深部大變形巷道的u型鋼和錨索協(xié)同支護(hù)結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于深部大變形巷道的U型鋼和錨索協(xié)同支護(hù)結(jié)構(gòu)，其包括第一U型鋼段、第二U型鋼段、錨索、卡纜、槽鋼塊、墊板，所述第一U型鋼段的一端及第二U型鋼段的兩端開有同規(guī)格的矩形孔，所述槽鋼塊、墊板的中部開有與錨索等直徑的圓形孔，將第一U型鋼段和第二U型鋼段疊放，第一U型鋼段一端的矩形孔與第二U型鋼段一端的矩形孔重疊，用卡纜固定第一U型鋼段和第二U型鋼段，槽鋼塊開口反扣于第一U型鋼段和第二U型鋼段重疊處的開口上，將錨索穿過槽鋼塊、第一U型鋼段、第二U型鋼段以及墊板并固定。本發(fā)明不僅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便，并提高了支護(hù)的強(qiáng)度，不容易產(chǎn)生整體損壞，使用壽命長(zhǎng)。
【專利說明】—種用于深部大變形巷道的U型鋼和錨索協(xié)同支護(hù)結(jié)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于工程施工與應(yīng)用領(lǐng)域，特別涉及一種用于礦山深部大變形巷道的U型鋼和錨索協(xié)同支護(hù)結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]U型鋼支架是指多個(gè)U型鋼段彼此通過金屬連接件相互連接，形成與巷道斷面形狀相匹配的半(全)封閉金屬支架。因其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，性能良好，方便實(shí)用，價(jià)格適中而被廣泛使用。
[0003]目前，井巷及巖土工程支護(hù)施工中，借助U型鋼金屬連接裝置，將兩兩首尾疊加搭接好的U型鋼段固定連接而成，該支護(hù)方式在井巷工程中有較強(qiáng)的適應(yīng)性。可是隨著開采深度的不斷增加，深部巷道圍巖呈現(xiàn)大變形的特點(diǎn)，這種大變形主要是由于在高應(yīng)力作用下巷道圍巖塑性區(qū)邊界蠕變擴(kuò)張和塑性區(qū)惡性擴(kuò)展造成的。傳統(tǒng)的支護(hù)方式，如錨桿、錨索、U型鋼及其組合的支護(hù)方式要么支護(hù)強(qiáng)度不夠，要么是不適應(yīng)圍巖變形，讓壓性能不夠，大部分以失敗告終。

【發(fā)明內(nèi)容】

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便、安全可靠的一種用于深部大變形巷道的U型鋼和錨索協(xié)同支護(hù)結(jié)構(gòu)。
[0004]本發(fā)明解決上述問題的技術(shù)方案是:包括第一 U型鋼段、第二 U型鋼段、錨索、卡纜、槽鋼塊、墊板，所述第一 U型鋼段的一端及第二 U型鋼段的兩端開有同規(guī)格的矩形孔，所述槽鋼塊、墊板的中部開有與錨索等直徑的圓形孔，將第一 U型鋼段和第二 U型鋼段疊放，第一 U型鋼段一端的矩形孔與第二 U型鋼段一端的矩形孔重疊，用卡纜固定第一 U型鋼段和第二 U型鋼段，槽鋼塊開口反扣于第一 U型鋼段和第二 U型鋼段重疊處的開口上，將錨索穿過槽鋼塊、第一 U型鋼段、第二 U型鋼段以及墊板并固定。
[0005]上述的用于深部大變形巷道的U型鋼和錨索協(xié)同支護(hù)結(jié)構(gòu)中，所述槽鋼塊內(nèi)槽比U型鋼開口寬50-80mm。
[0006]本發(fā)明的有益效果在于:
一、本發(fā)明將一段槽鋼置于第一U型鋼段、第二 U型鋼段搭接處，錨索穿過矩形鋼板、支架矩形孔和槽鋼進(jìn)入鉆孔進(jìn)行錨固即構(gòu)成支護(hù)結(jié)構(gòu)。所組成的支護(hù)結(jié)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、加工與使用方便等特點(diǎn)；
二、本發(fā)明不僅保證了U型鋼支架的伸縮性，還與高強(qiáng)度錨索配合使用，充分發(fā)揮了 U型鋼段和錨索的各自優(yōu)點(diǎn)，既發(fā)揮了 U型鋼可縮和高剛度的作用，又體現(xiàn)了錨索高支護(hù)力的作用。因此，本發(fā)明所獲得的支護(hù)強(qiáng)度較高，對(duì)深部大變形巷道是一種可靠的支護(hù)形式；
三、本發(fā)明將槽鋼、U型鋼、平板鋼組合并形成一種強(qiáng)力并可讓壓的作用構(gòu)件，首先，槽鋼的使用既可以增大支護(hù)作用面積，同時(shí)，錨索承載力超過U型鋼支架橫截面方向所能承受的載荷時(shí)，U型鋼兩側(cè)可自行滑動(dòng)。而且當(dāng)U型鋼兩側(cè)滑動(dòng)超過距離超過一定距離則會(huì)受到槽鋼兩翼的阻止，即可阻止U型鋼在高應(yīng)力作用下發(fā)生劈裂或壓垮等現(xiàn)象；其次，槽鋼塊的配合提高了 U型鋼的整體穩(wěn)定性，改善了錨索的受力狀態(tài)。因此，該U型鋼一錨索支護(hù)形成了內(nèi)外承載的強(qiáng)力作用，大大提高了支護(hù)的強(qiáng)度，不容易產(chǎn)生整體損壞，使用壽命長(zhǎng)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]圖1為本發(fā)明的爆炸圖。
[0008]圖2為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0009]圖3為本發(fā)明的施工示意圖。
[0010]圖4為本發(fā)明的完整支護(hù)形式示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
[0012]如圖1所示，本發(fā)明包括槽鋼塊1、第一 U型鋼段2、第二 U型鋼段3、卡纜4、錨索
5、墊板6。所述第一 U型鋼段2和第二 U型鋼段3上相對(duì)應(yīng)的位置開設(shè)有矩形孔21、31，供錨索5通過，用卡纜6將第一 U型鋼段I和第二 U型鋼段2固定牢固，槽鋼塊I置放于矩形孔背后，墊板6位于U型鋼與錨索5鎖具接觸位置。
[0013]如圖3所示，槽鋼塊I和墊板6的中部分別開有與錨索等直徑的圓形孔11、61，槽鋼塊I開口反扣于第一 U型鋼段2和第二 U型鋼段3重疊處的開口上，U型鋼開口兩外沿與槽鋼兩外沿底端相接處，槽鋼塊I內(nèi)槽比第一、二 U型鋼段開口寬50-80mm。
[0014]本發(fā)明的實(shí)施過程如下:
第一步:將槽鋼加工成長(zhǎng)度適中的塊，而后依據(jù)錨索直徑，在底面中央位置開圓形孔；第二步:對(duì)第一 U型鋼段一端開矩形孔(孔寬度與錨索直徑相當(dāng))，第二 U型鋼段兩端均開設(shè)與第一 U型鋼段同規(guī)格的矩形孔；
第三步:在井下安裝過程中，先將疊加段相互疊加，卡纜固定牢固，然后將槽鋼塊、墊板放到位，立即用錨桿索貫穿固定牢固。
[0015]本發(fā)明將錨索、U型鋼的優(yōu)點(diǎn)充分耦合，形成了內(nèi)(錨索錨固端)外(槽鋼、U型鋼、平板鋼和鎖具形成的強(qiáng)力作用構(gòu)件)承載的強(qiáng)力作用，能在巷道開挖初期利用高強(qiáng)度、高預(yù)緊力錨索主動(dòng)支護(hù)限制巷道初期變形，協(xié)調(diào)應(yīng)力調(diào)整，及早有效地發(fā)揮U型鋼支架的剛度和強(qiáng)度的作用，保持巷道圍巖的穩(wěn)定。該支架不僅具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便和使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，而且本U型鋼支架可以充分利用礦業(yè)工程中廢舊的槽鋼段。這些廢舊的槽鋼段，經(jīng)簡(jiǎn)易開孔后，即可實(shí)際應(yīng)用，無需其他復(fù)雜的加工程序。
【權(quán)利要求】
1.一種用于深部大變形巷道的U型鋼和錨索協(xié)同支護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于:包括第一 U型鋼段、第二 U型鋼段、錨索、卡纜、槽鋼塊、墊板，所述第一 U型鋼段的一端及第二 U型鋼段的兩端開有同規(guī)格的矩形孔，所述槽鋼塊、墊板的中部開有與錨索等直徑的圓形孔，將第一U型鋼段和第二 U型鋼段疊放，第一 U型鋼段一端的矩形孔與第二 U型鋼段一端的矩形孔重疊，用卡纜固定第一 U型鋼段和第二 U型鋼段，槽鋼塊開口反扣于第一 U型鋼段和第二 U型鋼段重疊處的開口上，將錨索穿過槽鋼塊、第一 U型鋼段、第二 U型鋼段以及墊板并固定。
2.如權(quán)利要求1所述的用于深部大變形巷道的U型鋼和錨索協(xié)同支護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述槽鋼塊內(nèi)槽比U型鋼開口寬50-80mm。
【文檔編號(hào)】E21D11/00GK103953360SQ201410156739
【公開日】2014年7月30日 申請(qǐng)日期:2014年4月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月18日
【發(fā)明者】王衛(wèi)軍, 郭罡業(yè), 余偉健 申請(qǐng)人:湖南科技大學(xué)