[发明专利]一种钢管混凝土结构永久防突风门墙体及其施工方法

说明书

本发明提供一种钢管混凝土结构永久防突风门墙体及其施工方法，防突风门墙体包括承压环、钢管混凝土墙和整体钢质门框，承压环形成第一层抗压结构；钢管混凝土墙包括钢管混凝土支架和支架外围混凝土；钢管混凝土支架包括外围支架以及肋骨支架；两组以上钢管混凝土支架间连通有架间肋骨；钢管混凝土支架形成第二层抗压结构；肋骨支架和架间肋骨形成第三层抗压结构；整体钢质门框位于所述钢管混凝土墙的内侧，形成第四层抗压结构；本发明通过构建四层抗压结构，有效控制风门处巷道围岩的变形量，从根本上解决了防突风门因变形破坏而频繁返修的问题，大大提高了使用寿命，降低了构筑成本，保证了矿井的安全生产，有较为显著的经济效益。

技术领域

本发明属于矿山建设领域，具体涉及一种钢管混凝土结构永久防突风门墙体及其施工方法。

背景技术

煤与瓦斯突出事故发生时伴随着大量的瓦斯与煤体向采掘空间瞬间涌出，能够产生强烈冲击波，强烈冲击波可以摧毁巷道内的机电设备、风水管路、通风设施等工程建筑。《防治煤与瓦斯突出规定》要求矿井在进、回风巷道之间必须安装反向风门。反向风门的作用是防止突出事故发生时，人员可以进行避灾和自救，这也是不可或缺的重要的综合防突措施内容之一。目前国内矿井的风门墙体普遍采用砖、灰、砂砌筑或者钢筋混凝土浇灌构筑，对风门墙体四周掏槽，建筑墙垛，风门门洞上方放置过木，提高支护强度抗击顶板来压。然而随着矿井开采力度增加，地应力逐步增大，巷道所承受的压力也同样大幅度增加。巨大的矿压造成巷道失稳变形、支架破坏下沉、底鼓情况严重，受矿压影响，传统情况下使用砖、灰、砂构筑的永久风门极易出现墙体裂缝、门板变形等现象，甚至出现结构解体、垮塌的情况，通风设施漏风严重，风门维修频繁。

工程技术人员研究采用可伸缩骨架结构提高风门墙垛的让压能力，或者采用壁后注浆加固周围巷道的方法提高围岩的稳固性，然而，巨大的矿压仍然造成钢筋混凝土浇灌的墙体出现裂缝、压垮的现象。尤其是受采动影响较大的应力集中区域，钢筋混凝土结构的风门仍然需要重新翻修。根据采深及服务年限的不同，风门墙体结构出现不同状况的损坏，出现“前砌后修”、“屡建屡坏”的恶性循环，不仅构筑成本成倍增加，而且对矿井安全生产构成严重威胁。

因此，需要提供一种针对上述现有技术不足的改进技术方案。

发明内容

本发明的目的在于提供一种钢管混凝土结构永久防突风门墙体及其施工方法，以至少解决目前现有反向风门墙体“前砌后修”、“屡建屡坏”、严重威胁矿井安全生产的问题，大大提高了永久防突风门的使用寿命，节约了大量返修成本，提高了矿井抗击煤与瓦斯突出事故灾变发生扩大的能力，保证了矿井的安全生产，有较为显著的经济效益。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种钢管混凝土结构永久防突风门墙体，防突风门墙体包括：

第一层抗压结构，第一层抗压结构位于防突风门墙体周向外侧的岩体内，第一层抗压结构包括承压环；承压环包括锚杆、混凝土喷层、注浆加固层和锚索；锚杆以一定间距和一定的深度分布在防突风门墙体周向外侧的岩体内；注浆加固层为锚杆钉入深度的岩体内注入浆液所形成的加固层；混凝土喷层位于注浆加固层的内侧，沿防突风门构筑位置轴向的前后一定距离喷涂于岩层表面；所述锚索位于混凝土喷层的内侧，沿防突风门构筑位置轴向的前后一定距离布置；

第二层抗压结构，第二层抗压结构位于所述第一层抗压结构的内侧，第二层抗压结构包括钢管混凝土外围支架以及支架外围的混凝土墙形成；

第三层抗压结构，第三层抗压结构位于第二层抗压结构内侧，第三层抗压结构包括与钢管混凝土外围支架内侧连通的“井”字形的钢管混凝土肋骨支架和相邻两套钢管混凝土外围支架之间连接的架间肋骨；钢管混凝土外围支架与钢管混凝土肋骨支架构成一个完整的钢管混凝土支架；

第四层抗压结构，第四层抗压结构位于第三层抗压结构的内侧，第四层抗压结构包括镶嵌于钢管混凝土墙内侧门洞的整体钢制门框。