[实用新型]一种深部高应力软岩巷道高强度支架

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种深部高应力软岩巷道高强度支架，该结构可以广泛适用于深部高应力软岩巷道工程的支护，尤其适用于大埋深和高应力大断面巷道的支护。

背景技术

随着煤炭需求量的不断增大，浅部煤炭资源日趋减少，国内外矿山相继进入了深部煤炭资源开采状态。深部开采与浅部开采岩体工程力学特性的主要区别在于“三高一扰动”的恶劣环境，深部地下开采中的灾害日趋增多，如冲击地压、瓦斯爆炸、围岩变形量大、流变现象等。深部应力与浅部应力分布规律不同，由于水平构造应力的作用，深部水平地应力往往大于垂直自重应力，其产生的地质危害更加严重。硐室的断面大、变化多、长度小、服务年限长、工程质量要求高，故其受力状态复杂，难以准确分析，施工难度大，支护比较困难。传统的支护结构仅采用施加支护抗力的方式，例如前期的木棚支护，后来逐步发展成水泥浇筑的棚腿棚梁支护、工字钢支护、喷射混凝土支护，再后来发展到锚网支护、锚喷支护、锚网喷支护、锚网索支护，U型钢棚与锚网索联合支护，混凝土钢筋砼浇筑支护等。随着矿井进入深部开采阶段，巷道围岩体工程地质与水文地质条件越来越复杂，深部岩体物理力学特性发生改变；在“三高一扰动”的影响下，造成深部软岩巷道围岩大变形、难支护、修复多等问题，需采用联合支护技术才能维持巷道围岩的基本稳定及安全。巷道断面开挖后需要及时施作初期支护控制围岩的变形，但锚网喷支护难以有效地控制断面的变形量，因此需要高强度的支护结构来保证巷道的稳定性。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种深部高应力软岩巷道高强度支架，能够有效地阻止围岩进一步流变，主要用于深部高应力软岩巷道工程的支护，尤其适用于大埋深和高应力大断面巷道的支护。该结构解决了许多技术难题，取得良好的社会和经济效益。

一种深部高应力软岩巷道高强度支架是由承压层，u型钢管，三角钢，外混凝土层和内混凝土层组成，其特征在于：所述的外混凝土层为掺加橡胶颗粒的C25混凝土结构，内混凝土层为掺加钢纤维的C35混凝土。

作为改进，三角钢内套于u型钢管中，并焊接牢固。

作为改进，外部的承压层采用轻质木质材料，能够有效地避免围岩与钢管之间的应力集中。

本实用新型的有益效果是：该支护结构与传统支护结构施工工艺基本相同，对已经开挖的工作面进行断面尺寸测量，确定支护结构的参数。该结构承压层采用轻质的木质材料，能够有效地避免围岩与钢管之间的应力集中；u型钢管内外混凝土层为橡胶颗粒混凝土，能够及时的释放围岩释放的地应力，防止u型钢管发生脆性破坏；内套的三角钢及其内部的钢纤维混凝土极大地提高了该支护结构的支护强度，提高了深部巷道围岩的稳定性。

附图说明

图1一种深部高应力软岩巷道高强度支架示意图；

图2一种深部高应力软岩巷道高强度支架断面图。

附图标记：（1）承压层；（2）u型钢管；（3）三角钢；（4）外混凝土层；（5）内混凝土层。

具体实施方式

参见图1、图2，说明如下：该支护结构与传统支护结构施工工艺基本相同，对已经开挖的工作面进行断面尺寸测量，确定该支架的相关参数。随后将橡胶颗粒混凝土灌注在u型钢管与三角钢之间，将钢纤维混凝土灌注在三角钢内部。当灌注混凝土达到设计强度后将u型钢管施作于支护断面，并用木质承压层覆盖。

一种深部高应力软岩巷道高强度支架是由承压层、u型钢管、三角钢、外混凝土层和内混凝土层组成，其特征在于所述的外混凝土层为掺加橡胶颗粒的C25混凝土结构，内混凝土层为掺加钢纤维的C35混凝土。

作为改进，三角钢内套于u型钢管中，并焊接牢固。

作为改进，外部的承压层采用轻质木质材料，能够有效地避免围岩与钢管之间的应力集中。