[发明专利]一种巷道支护桁架及其安装方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种地下施工安全设备，特别是关于一种在煤矿井下或地下铁路等施工过程中使用的巷道支护桁架及其安装方法。

背景技术

在国外称拱形桁架为轻型格子架，轻型格子架由粗细不等的钢筋或螺纹钢焊接而成，属于轻型拱形桁架支护系列。在煤矿井下单独使用轻型拱形桁架支护虽然具有较好的力学性能，且重量轻、成本低，但是在破碎带、煤巷和软岩巷道等地方作为支护设备，还是存在诸多支护性能不能达到安全要求的问题。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种锚固性能强、支撑强度高的巷道支护桁架及其安装方法。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种巷道支护桁架，其特征在于：它包括一个顶梁框架、两个肩弧框架、两个柱腿框架、若干锚杆、若干销轴和混凝土握裹层；所述顶梁框架包括间隔设置在下方的两顶梁主筋和间隔设置在上方的两个顶梁副筋，每一所述顶梁主筋和顶梁副筋的两端分别焊接一具有铰接孔的连接件，沿所述顶梁主筋和顶梁副筋的长度方向间隔设置有若干将所述顶梁主筋和顶梁副筋连接呈一体的配筋；每一所述肩弧框架包括间隔设置在内侧的两弧形主筋和间隔设置在外侧的两弧形副筋，每一所述弧形主筋和弧形副筋两端分别焊接一具有铰接孔的连接件，沿所述弧形主筋和弧形副筋的弧度方向间隔设置有若干将所述弧形主筋和弧形副筋连接成一体的配筋，所述顶梁框架一端的各连接件分别通过销轴连接一所述肩弧框架顶端对应的各连接件；每一所述柱腿框架包括间隔设置在内侧的两柱腿主筋和间隔设置在外侧的两柱腿副筋，每一所述柱腿主筋和柱腿副筋顶端分别焊接一具有铰接孔的连接件，沿所述柱腿主筋和所述柱腿副筋高度方向间隔设置有若干将所述柱腿主筋和柱腿副筋连接成一体的配筋，每一所述肩弧框架底部的各连接件分别通过销轴连接一个所述柱腿框架顶端对应的各连接件；所述锚杆为一具有托盘的锚杆，所述锚杆一端插入巷道围岩内通过树脂锚固剂锚固，所述锚杆的另一端穿过已固定连接在所述柱腿副筋或顶梁副筋的托盘通过螺母锁紧固定；所述混凝土握裹层为在施工现场整体桁架钢结构件安装完成后喷混凝土砂浆，混凝土凝固形成的混凝土握裹层。

所述顶梁主筋、弧形主筋和柱腿主筋采用Φ16～22mm的钢筋或螺纹钢中的一种加工而成。

所述顶梁副筋、弧形副筋和柱腿副筋采用Φ12～16mm的钢筋或螺纹钢中的一种加工而成。

所述配筋的形状为梯形、方形或圆形结构中的一种，所述配筋采用Φ8～12mm的钢筋加工而成。

上述的一种巷道支护桁架的安装方法包括以下步骤：1）将已经制作完成的若干顶梁框架、肩弧框架、柱腿框架、锚杆、树脂锚固剂、用于铰接各框架的销轴和喷浆设备及混凝土运送至待支护的巷道内；2）从巷道进口处向巷道顶部和两侧壁上分别间隔打若干插入锚杆的钻孔；3）在巷道进口处钻孔位置组装桁架，先将两个柱腿框架顶端的各连接件通过销轴分别对应各连接一个弧肩框架下端的各连接件，每一个弧肩框架上端的各连接件再与一个顶梁框架两端的各连接件分别通过销轴对应连接为一桁架钢结构件整体；4）将巷道顶部锚杆的托盘，分别将两根顶梁副筋压住后，将树脂药卷送入顶部的钻孔内，然后将锚杆穿过托盘插入钻孔中并搅拌锚固剂，使锚杆与巷道顶板围岩之间通过树脂锚固剂锚固成一体；在完成顶部锚杆的安装以后，将两侧壁锚杆的托盘分别压住两根柱腿副筋后，将树脂药卷送入顶部的钻孔内，然后将锚杆穿过托盘插入钻孔中并搅拌锚固剂，使锚杆与巷道两侧壁围岩之间通过树脂锚固剂锚固成一体；最后将每一锚杆上连接的托盘通过螺母紧固达到安装扭矩要求即可，进而使锚杆与桁架之间紧固成一体，即完成一个桁架钢结构件的固定；5）前行至第二支护位置依次重复步骤2、步骤3和步骤4，直至将整个巷道中待支护的桁架钢结构件安装完毕；6）将安装完毕的每一桁架钢结构件之间，用钢丝或细钢筋连接，采用喷浆机向巷道顶部和两侧壁实施喷混凝土砂浆至达到要求的厚度，混凝土喷层凝固后进而形成混凝土握裹层，即完成巷道内桁架的支护。