[实用新型]一种专用于钢管混凝土墩柱的推力装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种专用于钢管混凝土墩柱的推力装置，属于深井中厚煤层的沿空留巷领域。

背景技术

沿空留巷是在工作面后方沿采空区边界维护住已经使用过的回采巷道，并为下一区段煤层开采服务，该技术能够实现Y型通风方式、提高煤炭资源采出率、减少巷道掘进量、缓解采掘接替矛盾、防止孤岛工作面产生、缩短搬家时间，对提高矿井经济效益和矿井安全生产极为有利。

目前常用的沿空留巷技术包括砌筑体护巷(矸石墙与混凝土砌块墙等)、充填体护巷(高水速凝材料、膏体材料、快硬混凝土和柔模泵送充填)、钢管混凝土墩柱加矸石墙护巷和切顶成巷等技术。砌筑体护巷技术成本低，但承载力不足、劳动强度大或封闭效果差；充填体护巷具有凝固速度快、早期强度好、密闭采空区效果好、机械化程度高、劳动强度低等特点，但存在支撑力不足、充填成本高等问题；钢管混凝土墩柱+矸石墙护巷技术支撑力高、留巷效果好，但存在墩柱抗弯效果差、砌筑矸石墙劳动强度高或钢管不可回收导致的成本高等问题；切顶成巷技术成本低、支护效果好，但对顶板地质条件要求高，否则整体切顶效果或垮落成巷效果差。

发明内容

针对以上问题，本发明提出了一种沿空留巷巷旁支护系统，具体涉及一种基于密排抗弯型钢管混凝土墩柱护巷的沿空留巷支护系统，本发明采用钢管混凝土墩柱和轻集料柔性混凝土喷层构筑巷旁支护体，巷旁支护体能够快速切顶并保证其稳定性，具有支护强度高、抗弯性能好、墩柱钢管可回收重复利用的特点。本发明适用于深井中厚煤层，有效解决了深井中厚煤层沿空留巷技术难题，即巷旁支护体垂向和水平向承载力不足和支护成本高的问题。本发明的技术方案如下：

一种沿空留巷巷旁支护系统，包括钢管混凝土墩柱支撑装置、轻集料柔性混凝土喷层、风筒布和菱形钢筋网，沿采空区一侧设置菱形钢筋网，菱形钢筋网内侧铺设风筒布，对风筒布和菱形钢筋网采用轻集料混凝土进行喷浆处理，在采空区侧形成不透风的轻集料混凝土喷层，轻集料混凝土喷层的厚度为200mm-500mm，轻集料混凝土喷层的另一侧紧靠钢管混凝土墩柱支撑装置；

所述钢管混凝土墩柱支撑装置包括钢管混凝土墩柱、墩柱鞋板、墩柱顶帽和抗弯圆钢，抗弯圆钢点焊在钢管混凝土墩柱的一侧，顶端设有200-300mm高度的墩柱顶帽，低端与墩柱鞋板相连，钢管混凝土墩柱包括墩柱钢管，墩柱钢管内管内灌注混凝土，墩柱钢管的上部、下部设有两个连接拉杆，下部设有注浆口，所述墩柱顶帽包括两种形式：钢管式墩柱顶帽和碗扣式墩柱顶帽；

钢管式墩柱顶帽为比墩柱钢管直径大一型号的钢管，套住钢管墩柱顶端，顶帽用封堵钢板封堵，钢管式墩柱顶帽内部设有柔性垫层，所述柔性垫层的厚度为150-250mm；所述柔性垫层为木块垫层或橡胶垫层，以实现对钢管混凝土墩柱的缓压效果；

碗扣式墩柱顶帽，由两个平底碗口形钢板采用螺栓连接而成，平底碗口形钢板的平底形状为圆台形，所述圆台形平底套在钢管墩柱顶端，所述碗扣式墩柱顶帽的顶部与预留巷道顶板接触，所述碗扣式钢板为中空结构，具有一定的压缩变形能力，因此实现钢管混凝土墩柱的可缩性；优选的，每个平底碗口形钢板的的碗口设有四个耳部，通过耳部利用螺栓将两个平底碗口形钢板连接。

墩柱鞋板上包括鞋板钢板，鞋板钢板上焊接弧板，4个弧板构成与钢管混凝土墩柱底部相配合的底座，每个鞋板钢板上设有3个底座，鞋板钢板的厚度为8-20mm，钢管混凝土墩柱与弧板通过螺栓连接，钢管混凝土墩柱之间通过连接拉杆连接；所述连接拉杆为拉杆钢管，管内灌注混凝土而成。

所述钢管混凝土墩柱的行间距为0.6-1m。

所述钢管混凝土墩柱与墩柱顶帽螺纹连接。

所述轻集料混凝土的构成为(kg/m³)：水泥450、陶粒650、砂650、矿粉50、水125、减水剂3；轻集料混凝土的强度等级为CL50，表观密度为800-1000kg/m³。

沿空留巷巷旁支护系统的构筑方法：

(1)首先在地面加工制作空钢管墩柱柱身、墩柱顶帽和墩柱鞋板，钢管混凝土墩柱顶部外侧加工成螺纹口，下部设有注浆口，钢管混凝土墩柱的一侧点焊抗弯圆钢；

(2)在预留巷道的采空区侧的边缘处悬挂菱形钢筋网与风筒布，并采用轻集料混凝土进行喷浆处理，在所述采空区侧形成不透风的轻集料混凝土喷层，将所述采空区密封，所述轻集料混凝土喷层厚度为200mm-500mm；