[实用新型]一种基于型钢的预制装配式复合支护系统

说明书

本实用新型涉及一种基于型钢的预制装配式复合支护系统，包括单环支护结构体，所述单环支护结构体内嵌多段U型钢，多段所述U型钢构成U型钢支架；所述单环支护结构体的结构外形与巷道轮廓相匹配；多个所述单环支护结构体沿所述巷道轴向连接构成所述支护系统，该发明各单环支护结构体之间协同作用，形成整体支护结构，改善了支架受力状况，同时也防止了支架发生平面外的翻转扭曲，提高结构稳定性以及承载能力。

技术领域

本实用新型涉及巷道支护领域，具体涉及一种基于型钢的预制装配式复合支护系统。

背景技术

目前，深井软岩巷道主要支护技术有：锚网喷支护系列技术、型钢支架支护系列技术、钢筋混凝土结构支护系列技术和钢管混凝土支架支护技术等。

随着巷道埋深的增加，单纯的锚杆锚索等常规支护手段已经不能满足巷道稳定性的需求，锚网喷和支架形成的复合支护结构体在强大的巷道围岩压力作用下，巷道需要不断返修，软岩巷道变形严重甚至破坏。

钢管混凝土支架尽管具有高强的承载能力，在工程实践当中也取得了不错的支护效果，但是其较高的成本一直制约着它的推广应用。

U型钢支架参与的联合支护，是解决高压力软碎围岩巷道支护难题的重要途径之一。U型钢支架成本低廉且具有较大的承载能力。但在工程实践当中由于巷道围岩表面凹凸不平，支架受力条件复杂，极易形成应力集中或者偏载作用。U型钢支架在巷道围岩压力作用下经常会发生平面内的折弯和错断，或者平面外的翻转扭曲，其中不乏由于结构失稳、纵向受力、偏载侧倾造成的低阻折损，使得U型钢支架的承载力不能完全发挥。支架一旦发生上述情况的破坏，几乎丧失全部承载力，后期不断的返修不仅造成资金的浪费，而且时间成本高昂。

综上所述，深井软岩巷道支护技术中主要存在支护结构承载力低，成本高，可缩量小，巷道需要不断返修的问题。如果能够保证U型钢支架均匀受力，消除偏载等不利条件的影响，在相同围岩条件下较之以往能够充分发挥U型钢支架的承载能力，在达到维持巷道围岩稳定、减少返修率的目的的同时，将成本控制在一定范围之内，将形成一套深井软岩巷道支护的新方法。本实用新型以U型钢支架为基础，结合预制钢筋混凝土弧板，并辅之以锚杆锚索等常规支护手段，达到深井软岩巷道稳定性控制的目的。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种基于型钢的预制装配式复合支护系统，解决深井软岩巷道支护难题。井下支护结构不仅承受着巨大的荷载而且受力条件复杂，应力集中、偏载等现象使得支护结构的生命周期过于短暂。如何保证支护结构的强度，缓解应力集中、偏载等不利条件造成的结构损坏，降低巷道返修率是本实用新型所要解决的技术难题。

具体本实用新型包括单环支护结构体，所述单环支护结构体内嵌多段U型钢，多段所述U型钢构成U型钢支架；所述单环支护结构体的结构外形与巷道轮廓相匹配；多个所述单环支护结构体沿所述巷道轴向连接构成所述支护系统。

进一步地，所述单环支护结构体包括多段预制装配式结构体，多段所述预制装配结构体组装在一起构成所述单环支护结构体；多个所述单环支护结构体沿所述巷道轴向与另一单环支护结构体拼接构成所述支护系统。

进一步地，所述预制装配式结构体包括凹槽，所述凹槽设置在预制装配式结构体的沿厚度方向的内侧面或外侧面上，所述凹槽的形状与U型钢一侧的外形相配。

进一步地，所述U型钢为两段，两段所述U型钢的一端接头处通过卡缆嵌入所述凹槽内，两段所述型钢的另一端均伸出所述预制装配式结构体与另一预制装配式结构体凹槽内的U型钢通过卡缆卡接。

进一步地，还包括螺栓，所述螺栓与所述预制装配式结构体固接，并设置在所述凹槽的两侧，所述卡缆设置有螺栓孔，所述卡缆通过螺栓将U型钢紧固在所述预制装配式结构体上。

进一步地，所述卡缆一端为板状结构，另一端为与型钢另一侧外形相配的结构，所述卡缆通过螺栓与所述预制装配式结构体扣接并将所述U型钢卡接在所述凹槽内。