[发明专利]一种“U型钢支架”原位加固方法

说明书

本发明属于巷道加固支护技术领域。U型钢支架是一种常用的巷道支护构件，但应用中经常破坏，需要进行加固。本发明设计了一种U型钢支架原位加固方法：待加固U型钢支架保持不动，在待加固U型钢支架两侧对称镶嵌两个“[”形加固装置，向“[”形加固装置与待加固U型钢支架间形成的孔隙注入混凝土，最后采用螺栓和“凵”形固定装置将两个“[”形加固装置固定为一整体。本发明很好地解决了U型钢支架难加固的难题，具有施工便捷快速，安全可靠，支护性能好，可拆卸重复使用的优点。

技术领域

本发明属于巷道加固支护技术领域，涉及到U型钢支架的原位加固方法。

技术背景

煤炭是我国最主要的消费能源，在今后很长一段时间内都必须维持煤炭快速高效的开采。近年来，随着浅部煤矿资源日渐枯竭，煤炭的开采深度日趋增大。但是，随着开采深度的增加，各种问题日益凸显，其中巷道的有效支护是一个最主要的难题。就目前的巷道支护方法来看，主要有锚网支护、锚喷支护、锚网喷支护、锚索支护、锚网索支护、U型钢支架支护、U型钢支架与锚网索联合支护等。在这些支护中，U型钢支架是一种较为有效的支护方式。

随着煤矿巷道埋深的增大，地质条件日趋复杂，U型钢支架承受围岩压力增大，支护强度不足，经常出现破坏。一旦U型钢支护强度不够，现常采用的方法是对U型钢进行替换。然而由于井下巷道空间狭小，造成U型钢支架替换施工相当困难。另外，替换构件常采用支护强度更大的U型钢支架或钢管混凝土支架，原U型钢支架舍弃不用，造成了材料的浪费，使得支护成本大幅度的提高。

发明内容

为了解决上述技术难题，本发明的目的是提出一种“U型钢支架”的原位加固方法。本发明通过以下技术方案实现：

待加固U型钢支架保持不动，在待加固U型钢支架两侧对称镶嵌两个“[”形加固装置，从“[”形加固装置的螺栓孔向“[”形加固装置与待加固U型钢支架间形成的孔隙注入混凝土，最后采用螺栓和“凵”形固定装置将两个“[”形加固装置固定为一整体。

所述的两个“[”形加固装置沿待加固U型钢支架截面高度方向对称镶嵌于其两侧，形成一个密闭的矩形，矩形内部尺寸正好置放待加固的U型钢支架。沿待加固U型钢支架环向方向，两个“[”形加固装置全长布置。

所述的两个“[”形加固装置侧面1/4～1/3高度、沿待加固U型钢支架环向方向间隔0.5m-2m处钻有螺栓孔，螺栓孔直径为10mm～40mm。

所述的“凵”形固定装置的开口尺寸与两个“[”形加固装置所形成矩形宽度方向的外部尺寸一致，“凵”形固定装置的高度为“[”形加固装置高度的1/3～1/2，“凵”形固定装置沿待加固U型钢支架环向方向的长度为5cm～20cm。

所述的“凵”形固定装置的数量与“[”形加固装置侧面的螺栓孔数量一致，“凵”形固定装置开口两侧沿待支架U型钢支架环向方向，即“凵”形固定装置长度方向的中部位置钻有螺栓孔，螺栓孔直径、钻设高度与“[”形加固装置侧面预留螺栓孔一致。

所述的“[”形加固装置和“凵”形固定装置的材质可为钢、铁和合金材料，厚度为2cm～5cm。

所述的向“[”形加固装置与待加固U型钢支架间形成的孔隙注入混凝土可有效提高构件的整体刚度和强度。

所述的两个“[”形加固装置所形成矩形的内部尺寸正好放置待加固U型钢支架、“凵”形固定装置的开口尺寸与两个“[”形加固装置所形成矩形的外部宽度尺寸一致，是为了使三个装置装配的更加紧凑，从而使得装配以后的结构具有更好的支护性能。

所述的“凵”形固定装置与“[”形加固装置的螺栓孔开口位置保持一致，是为了使得两个装置装配以后，螺栓能够进行无差错的紧固。

所述的“[”形加固装置的螺栓口同时还是充填混凝土的注浆口，实现了一口两用，节省了经济成本。