本發(fā)明涉及一種煤礦井下巷道及隧道的支護裝置，尤其是一種用于井下巷道、隧道的管式棚架支護結構。

背景技術：

隨著國民經濟不斷的發(fā)展，在巨大的能源需求下我國淺部煤炭資源逐漸枯竭，煤炭的開采轉向深部發(fā)展，由此帶來的巷道采掘、支護和維修都面臨很大的困難，尤其是巷道受構造帶影響其本身圍巖軟弱、松散時，此類巷道的圍巖控制是煤礦安全生產的重大難題。

錨桿支護是一種成熟、普遍的支護方式，隨開采深度的增加，巷道圍巖較軟弱、松動，因受圍巖巖性、巷道位置等條件的制約，常用的支護方法具有很大的局限性，不能有效的對巷道進行支護，造成巷道發(fā)生大面積冒落，直接影響工程質量和施工進度，并對施工人員造成極大的安全威脅。

為了控制復雜圍巖巷道變形，通常采用U型棚支護，利用U型棚的高強度與可縮性，支撐巷道頂板和兩幫，并控制頂板下沉及兩幫偏移。但U型棚支護材料成本較高，安裝工作量大，當巷道圍巖不均勻破壞時，其抗彎剛度不足，難以抵抗圍巖的局部大變形，引發(fā)U型棚支架局部褶曲變形進而導致整個拱形支護結構的失效。

技術實現要素：

為了克服現有技術的上述不足，本發(fā)明提供一種用于井下巷道、隧道的管式棚架支護結構，該支護結構直徑大，強度高，剛度大，適用于地下高應力軟弱破碎圍巖巷道控制，可以最大程度的控制圍巖變形。

本發(fā)明解決其技術問題采用的技術方案是：包括采用鋼管形成的與巷道斷面形狀一致的拱形棚架，在拱形棚架的鋼管內部設有混凝土和通長鋼絲繩籠，通長鋼絲繩籠在鋼管內部靠近巷道一側放置并從鋼管的管口伸出，混凝土填充于鋼管內。

相比現有的支護結構，本發(fā)明的一種用于井下巷道、隧道的管式棚架支護結構，是使用鋼管作為拱形棚架，并在拱形棚架的鋼管內加入通長鋼絲繩籠然后注入混凝土漿液形成了整體性好的鋼管、通長鋼絲繩籠及混凝土的組合結構，這種組合式的支護結構增加了其整體的抗彎剛度和承載能力，可減少由于鋼管的拱形棚架因載荷過大造成的局部過大撓曲變形，更好的發(fā)揮了管式棚架在復雜巷道的支護作用；通長鋼絲繩籠可以選擇廢舊的鋼絲繩制作，因此成本低，能充分合理的利用廢舊資源，進一步優(yōu)化管式棚架支護的可行性，為軟巖破碎巷道的掘進支護提供幫助，能夠抵抗圍巖變形和地層荷載的作用，使深層軟巖巷道的掘進支護和維護實現高效率、高質量、低成本和低勞動量。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。

圖1是本發(fā)明一個實施例的結構示意圖。

圖2是圖1中I處的剖面圖。

圖3是本發(fā)明一個實施例中分繩支架的結構示意圖。

圖中，1、拱形鋼管，2、柱腿鋼管，3、圓形卡蘭，4、通長鋼絲繩籠，5、分繩支架，6、混凝土，5-1、支架上體，5-2、支架下體，5-3、支撐點。

具體實施方式

為使本發(fā)明實施例的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明的保護范圍。

圖1至圖3示出了本發(fā)明一個較佳的實施例的結構示意圖，圖1中的一種用于井下巷道、隧道的管式棚架支護結構，包括采用鋼管形成的與巷道斷面形狀一致的拱形棚架，在拱形棚架的鋼管內部設有混凝土6和通長鋼絲繩籠4，通長鋼絲繩籠4在鋼管內部靠近巷道一側放置并從鋼管的管口伸出，混凝土6填充于鋼管內，這樣拱形棚架、通長鋼絲繩籠4與混凝土6通過組合粘結形成了整體的管式棚架支護結構。

參見圖1，本實施例中，形成所述拱形棚架的鋼管可以是由分段鋼管連接構成，分段鋼管包括按照巷道斷面形狀尺寸彎成的頂端拱形鋼管1和根據巷道高度設置的兩幫柱腿鋼管2。拱形鋼管1按照巷道斷面形狀尺寸提前彎成的，兩幫柱腿鋼管2長度根據巷道高度來具體選擇。但不局限于此，拱形棚架的鋼管還可以是整體的鋼管預先彎至成巷道斷面形狀，等等。

作為一種具體實現結構，所述鋼管的直徑可設為200mm-500mm，鋼管的壁厚選為5mm-22mm；當鋼管是由分段鋼管連接構成時，位于頂端的拱形鋼管1與位于兩幫的柱腿鋼管2可以通過圓形卡蘭3或其他連接方式連接成一體。

如圖1和圖2所示，其中，所述通長鋼絲繩籠4可以是由多條鋼絲繩經分繩支架5連接組合在一起構成，分繩支架5的設置間距為180mm-300mm，多根鋼絲繩通過沿長度方向布置的若干個分繩支架5彼此在寬度方向間隔分離，分隔多條鋼絲繩防止纏繞，保證混凝土6的漿液能夠充分填實在鋼絲繩周圍，提高通長鋼絲繩籠4在混凝土6中的穩(wěn)固性。

參見圖3所示的一種分繩支架5結構，所述分繩支架5包括弧形的支架上體5-1和支架下體5-2，支架上體5-1和支架下體5-2弧度一致地并排布置，支架上體5-1和支架下體5-2在相對的邊部均具有半圓缺口并對接后形成供多條鋼絲繩分別穿過的圓形卡口，多條鋼絲繩分別設置在分繩支架5的圓形卡槽內，支架上體5-1和支架下體5-2在共同的兩個端部分部鉸接和可拆卸連接，支架下體5-2的外部還設有若干個支撐點5-3，支撐點5-3可以使通長鋼絲繩籠4離開管壁一段距離，從而進一步優(yōu)化混凝土6的填充效果及通長鋼絲繩籠4在混凝土6中的穩(wěn)固性。本發(fā)明的分繩支架5還可以是采用現有的各種分繩器。

通常，通長鋼絲繩籠4的總長度比所述管棚鋼管的長度要長400mm左右，即通長鋼絲繩籠4在鋼管的兩端各外露200mm左右，以方便鋼管安裝完成后，注混凝土作業(yè)前的通長鋼絲繩籠4張緊作業(yè)。

為便于混凝土6灌注，可采用細石混凝土作為澆筑的混凝土6，該細石混凝土由水泥、水、砂和粗骨料以及最大粒徑不大于15mm的混凝土料組成，細石混凝土強度等級不低于C30。

以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例，并非對本發(fā)明做任何形式上的限制，凡是依據本發(fā)明的技術實質，對以上實施例所作出任何簡單修改和同等變化，均落入本發(fā)明的保護范圍之內。