[发明专利]管棚与钢支架联合支护装置及支护方法

说明书

本发明公开了一种管棚与钢支架联合支护装置及支护方法。支护装置包括第一钢支架、第二钢支架及管棚，第一钢支架、第二钢支架均包括拱形钢棚棚梁及固定设置于拱形钢棚棚梁下端的左钢棚支柱和右钢棚支柱，第一钢支架的左钢棚支柱与第二钢支架的左钢棚支柱之间、第一钢支架的右钢棚支柱与第二钢支架的右钢棚支柱之间均连接有侧连接钢梁及侧面防护网，管棚由多根前半段倾斜插入巷道顶面岩体内的斜插钢管构成，斜插钢管的中段压置于第一钢支架的拱形钢棚棚梁的上端面，斜插钢管的后端挑置于第二钢支架的拱形钢棚棚梁的底面，管棚的下方固定设置有顶部防护网。本发明施工效率高，能有效抑制围岩松动和塌落，维持巷道的稳定性，能起到更好支护作用。

技术领域

本发明涉及采矿装置及方法技术领域，具体涉及一种管棚与钢支架联合支护装置及支护方法。

背景技术

施工中主运输巷道要穿过断层构成的地质异常区。断层岩石为灰色，泥质胶结，松散易碎，极易风化。呈粉末状或碎块状，遇水呈泥状。由于地质构造带段岩体多具有松软、破碎、胶结差，遇水易崩解发生软化，遇水易崩解发生软化后体积急剧膨胀，产生较大的膨胀压力，使得巷道产生大变形，掘进时巷道变形量太大，还有“似泥石流”现象，给施工和支护工作造成了极大的困难并存在重大安全隐患。

矿山经历由浅入深的发展过程，随着由浅到深地压也越来越大，在该类围岩中掘进巷道时，频繁发生冒顶和片帮等现象，造成该类巷道支护困难。针对该类巷道的支护，采用传统的混凝土浇筑支护方式存在成本高，劳动强度大，作业流程复杂，作业周期长，安全隐患大等问题。另外，采矿生产过程中的爆破振动，会使得原本变形的岩体发生进一步的损伤变形，加剧巷道的变形破坏。

围岩从变形到破坏的时间效应包括围岩应力逐渐释放的时间效应和围岩介质固有的流变效应两方面。开挖速度决定时间效应，随着工作面的不断向前推进，岩体的流变效应也在不断发展。围岩荷载释放完毕，开挖面岩体的流变效应也随之消失，此时围岩的变形速度加快，标志着围岩进入粘塑性屈服阶段。此时工作面必须进行支护，否则将会导致围岩的整体破坏。

因此，支护是为保证地下工程开挖后围岩的稳定和施工的安全，防止发生围岩坍塌和石块下落等现象而采取的支撑、加强和防护等安全技术措施。现有技术中亟需一种能够有效抑制围岩松动和塌落、维持巷道的稳定性、能起到更好支护作用的用于破碎软岩巷道快速掘进过程的支护装置及支护方法。

发明内容

本发明的第一目的是为了克服现有技术存在的不足，提供一种能够有效抑制围岩松动和塌落、维持巷道的稳定性、能起到更好支护作用、适用于破碎软岩巷道快速掘进过程的管棚与钢支架联合支护装置。

本发明的第一目的是通过以下技术方案实现的：一种管棚与钢支架联合支护装置，包括第一钢支架、第二钢支架及管棚，所述第一钢支架、所述第二钢支架均包括拱形钢棚棚梁及固定设置于拱形钢棚棚梁下端的左钢棚支柱和右钢棚支柱，所述第一钢支架的左钢棚支柱与所述第二钢支架的左钢棚支柱之间连接有侧连接钢梁及侧面防护网，所述第一钢支架的右钢棚支柱与所述第二钢支架的右钢棚支柱之间连接有侧连接钢梁及侧面防护网，所述管棚由多根前半段倾斜插入巷道顶面岩体内的斜插钢管构成，所述斜插钢管的中段压置于所述第一钢支架的拱形钢棚棚梁的上端面，所述斜插钢管的后端挑置于所述第二钢支架的拱形钢棚棚梁的底面，所述斜插钢管与所述第一钢支架的拱形钢棚棚梁的上端面、所述第二钢支架的拱形钢棚棚梁的底面焊接，所述管棚的下方在所述第一钢支架的拱形钢棚棚梁与第二钢支架的拱形钢棚棚梁之间固定设置有顶部防护网。

所述左钢棚支柱的下端、所述右钢棚支柱的下端均设置有支板状的底脚。

所述管棚的下端于所述第一钢支架的前侧设置有拱形工字钢支架。

所述拱形工字钢支架的左右两侧面与所述第一钢支架的左右两侧面之间设置钢梁及防护网，所述拱形工字钢支架的顶部与所述第一钢支架的拱形钢棚棚梁之间设置钢梁及防护网。