[发明专利]一种让压高强砼骨架巷旁支护体

说明书

本发明公开了一种让压高强砼骨架巷旁支护体，包括组合定位抗压结构、钢管砼骨架结构和让压限位装置；本发明的矿用钢管内灌注混凝土，混凝土内增设金属骨架，形成“钢管‑钢筋骨架‑混凝土”整体承载的钢管砼骨架结构，提高其承载力的同时增强其抗侧压能力；利用让压限位装置的让压阻尼片，可实现柔性让压承载，同时限位支撑控制顶板沉降，与钢管砼骨架结构形成“柔‑强”组合支护，实现前期变形能力强和后期支护阻力高的作用；组合定位抗压结构增加钢管砼骨架结构的底板接触面积，限制钢管砼骨架结构滑移，改善了钢管砼骨架结构的受力状态，解决了传统巷旁支护体存在支护阻力、可缩性等力学性能与沿空留巷围岩变形不相适应的问题。

技术领域

本发明涉及煤炭开采技术领域，具体为一种让压高强砼骨架巷旁支护体。

背景技术

随着我国煤炭开采可持续发展战略的实施，沿空留巷作为一种有效的无煤柱开采技术被不断的推广应用。采用该技术可提高煤炭资源回收率、降低巷道掘进量、实现工作面Y型通风、解决工作面隅角瓦斯积聚等突出优点。

沿空留巷成功的关键是巷旁支护体的稳定性。巷旁支护体在顶板岩梁剧烈运动状态下承载，要求其既适应基本顶岩梁前期剧烈沉降运动，又能承担后期顶板作用力，做到让压-控制沉降相结合，巷旁支护采空区矸石及实体煤作用协同一致，保证巷道围岩支护承载系统整体稳定性。

目前巷旁支护的主要方式包括小煤柱、巷旁充填及支柱3种，该3种方式各存在自己的优缺点。如专利CN110284905A公开了一种沿空留巷巷旁支护结构及其支护方法，包括位于巷道内靠近采空区侧壁的多个间隔设置的支护体，支护体为无顶圆柱钢管；支护体外壁设有填充口；支护体内设有充填物；支护体沿采空区侧壁呈一字型排列。专利CN109209485A公开了一种充填开采梯形巷旁支护体及支护方法。上述技术存在的问题如下：巷旁支护存在支护阻力、可缩性等力学性能与沿空留巷围岩变形不相适应、留巷工艺复杂。考虑到如何做到巷旁支护让压性能好、增阻速度快、初撑力高，实现前期变形能力强和后期支护阻力高，达到“柔-强”组合支护，既方便现场施工，又经济实惠，是沿空留巷过程中的一个难题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于如何解决传统巷旁支护存在支护阻力、可缩性等力学性能与沿空留巷围岩变形不相适应的问题。

本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：

一种让压高强砼骨架巷旁支护体，包括组合定位抗压结构、钢管砼骨架结构和让压限位装置；

所述组合定位抗压结构包括抗压梁和定位槽；所述定位槽固定在所述抗压梁顶部；

所述钢管砼骨架结构包括矿用钢管、金属骨架和连接固定器；所述矿用钢管固定在所述定位槽内；所述金属骨架居中设置于所述矿用钢管内部，且所述金属骨架通过所述连接固定器与所述矿用钢管内部固定连接；所述金属骨架内、所述金属骨架与矿用钢管的内部之间灌注有混凝土；

所述让压限位装置包括连接板，所述连接板根据巷道顶板情况水平或倾斜设置；所述连接板底部固定连接有多个竖直设置的且与工作面推进方向平行的让压阻尼片，多个所述让压阻尼片底部与所述矿用钢管顶部固定连接，且多个所述让压阻尼片的高度随所述连接板的倾斜方向相同或相异。

本发明将组合定位抗压结构、钢管砼骨架结构和让压限位装置相结合，其中，矿用钢管内灌注混凝土，混凝土内增设金属骨架，形成“钢管-钢筋骨架-混凝土”整体承载的钢管砼骨架结构，提高其承载力的同时增强其抗侧压能力；利用让压限位装置的让压阻尼片，可实现柔性让压承载，同时限位支撑控制顶板沉降，与钢管砼骨架结构形成“柔-强”组合支护，实现前期变形能力强和后期支护阻力高的作用；再利用组合定位抗压结构增加钢管砼骨架结构的底板接触面积，限制钢管砼骨架结构滑移，改善了钢管砼骨架结构的受力状态。解决了传统巷旁支护体存在支护阻力、可缩性等力学性能与沿空留巷围岩变形不相适应的问题。