[发明专利]一种用于矿井巷道钢筋砼支柱的制作方法

摘要

一种用于矿井巷道钢筋砼支柱的制作方法是将所用钢筋砼支柱设计加工成不同规格标准的若干预制件，包括底座、过渡段、主承载段和主承载接顶段，其中主承载段由若干节组成，相邻两节标准预制件之间通过埋设其中的钢质子母套管相插结。本发明克服了矿井巷道现场浇注支柱在养护阶段被压垮以及地面整体浇注成的支柱重量大难于搬运支设等不足，在确保支柱具有足够承载强度的基础上，综合考虑支柱对巷道高度、围岩压力及围岩强度的适应性，化整为零，分节预制，使其具有强度高、便于装卸、运输与支设等优点。

主权项

一种用于矿井巷道钢筋砼支柱的制作方法，所述制作方法是按下列步骤进行的：（一）根据巷道设计净断面高度X，确定出用于矿井巷道钢筋砼支柱的总装高度Y，使支柱的总装高度Y等于巷道设计净断面高度X；（二）所述总装高度Y是由一支柱底座（1）、一支柱过渡段（2）、若干节支柱主承载段（3）和一支柱主承载接顶段（4）构成；（三）根据普氏冒落拱理论计算出每棵支柱需承受的顶板载荷：式中：L为巷道跨度，单位m；M为巷道高度，单位m；φ为顶板岩层内摩擦角，单位度； f为巷道顶板岩层的坚固性系数；b为在巷道中布置时相邻两柱中心距，单位m，小于4m；γ为顶板岩层的容重，单位kN/m3；λ为支柱强度设计安全系数，取3～4；（四）选定钢筋砼支柱加工所需混凝土标号和钢筋配比参数，根据上述步骤（三）所得钢筋砼支柱承受载荷，由钢筋砼支柱强度验算公式反算钢筋砼支柱的支柱主承载段（3）及支柱主承载接顶段（4）的支柱横截面核心区直径dcor；式中：N为支柱承受荷载，单位N；fc为混凝土轴心抗压强度设计值，N/mm2；dcor为支柱横截面核心区直径，单位mm；纵筋抗压强度设计值，单位N/mm2；fy纵筋抗拉强度设计值，单位N/mm2；为纵筋总面积，单位mm2；为箍筋横截面面积，单位mm2；S为箍筋间距，单位mm；（五）由上述步骤（四）所得支柱主承载段（3）及支柱主承载接顶段（4）的支柱横截面核心区直径dcor，计算出支柱主承载段（3）及支柱主承载接顶段（4）的支柱直径D：式中：a为支柱保护外皮厚度，取25mm～30mm；（六）根据巷道底板岩层比压与上述步骤（三）中所得钢筋砼支柱承受载荷计算出支柱底座（1）的直径dC：式中：dC为支柱底座直径，单位mm2；Q为支柱载荷，单位N；qc为巷道底板比压，单位MPa；（七）当上述步骤（六）计算所得支柱底座（1）直径与上述步骤（五）计算所得支柱主承载段（3）直径差值不小于200mm时，在支柱底座（1）与支柱主承载段（3）之间设置支柱过渡段（2），支柱过渡段（2）的支柱直径dG：；（八）钢筋砼支柱制作时，在支柱底座（1）、支柱过渡段（2）和支柱主承载段（3）上截面中心位置埋设长为55mm的钢管作为母管（5），在过渡段（2）、主承载段（3）和主承载接顶段（4）下截面中心位置埋设一长度为150mm的钢管作为子管（6），子管外露长度50mm，埋入混凝土内长度100mm；所述母管内径与子管外径差值不大于4mm；钢质子母套管壁厚不小于3mm；（九）将预制的支柱底座（1）、支柱过渡段（2）、支柱主承载段（3）和支柱主承载接顶段（4）运送到矿井巷道中，根据设计布设，由支柱底座（1）、支柱过渡段（2）、支柱主承载段（3）和支柱主承载接顶段（4）依次插接安装，构成整体矿井巷道钢筋砼支柱。