一种煤矿开采保护煤柱加固结构制造技术

本实用新型专利技术涉及一种煤矿开采保护煤柱加固结构，技术方案是，煤柱两组正对侧面上分别设置有横向加固结构和纵向加固结构，横向加固结构和纵向加固结构结构相同，均包括位于煤柱正对侧面表面的加固体，煤柱两侧对应的加固体之间安装有锚杆，所述加固体包括口部正对滑动拼装在一起的第一槽钢和第二槽钢，第一槽钢和第二槽钢之间装有弹簧，本实用新型专利技术能够给保护煤柱，主动施加侧向约束力，提高保护煤柱整体性，使保护煤柱由单向受力状态转化为三向受力状态，煤柱强度得到了提高，稳定性得到了提升；限制了煤柱的横向变形，可根据煤柱宽度、高度调整调整该结构的分布，给保护煤柱主动施加侧向约束力，提高保护煤柱整体性。

【技术实现步骤摘要】
一种煤矿开采保护煤柱加固结构
本技术专利涉及煤矿开采技术产生领域，特别是一种煤矿开采保护煤柱加固结构。
技术介绍
煤矿开采巷道围岩变形、破坏严重、保护煤柱稳固性差直接影响井下回采工作的推进效率，增加了井下采掘工作的不安全系数。保护煤柱需要承受较大支护压力以及二次采掘等方面的影响，这就使得其煤体松散、部分区域裂隙分布明显增大了采掘风险，严重时甚至会出现人身伤亡事故。传统的巷道围岩支护技术成本高且不能从根本上解决问题，因此，其改进和创新势在必行。
技术实现思路
针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本技术之目的就是提供一种煤矿开采保护煤柱加固结构，有效解决降低巷道煤柱变形的问题。本技术解决的技术方案是：一种煤矿开采保护煤柱加固结构，包括顶板、底板和连接在所述顶板、底板之间的煤柱，所述煤柱的长方体，煤柱两组正对侧面上分别设置有横向加固结构和纵向加固结构，横向加固结构和纵向加固结构结构相同，均包括位于煤柱正对侧面表面的加固体，煤柱两侧对应的加固体之间安装有锚杆，所述加固体包括口部正对滑动拼装在一起的第一槽钢和第二槽钢，第一槽钢和第二槽钢之间装有弹簧，第一槽钢和第二槽钢之间通过预紧螺栓和预紧螺母连接在一起，同时将第一槽钢和第二槽钢之间的弹簧压缩预紧。优选的，所述煤柱的侧壁上覆盖有锚网，加固体压紧固定在锚网外侧。优选的，所述的第一槽钢上均布有多个与锚杆相对应的第一锚杆穿孔，第二槽钢上均布有多个与锚杆相对应的第二锚杆穿孔，第一锚杆穿孔与第二锚杆穿孔数量相等且一一对应，第一槽钢和第二槽钢拼装后，对应的第一锚杆穿孔与第二锚杆穿孔同轴，构成加固体锚杆穿孔，煤柱上开有与加固体锚杆穿孔相对应的煤柱锚杆穿孔，锚杆置于煤柱锚杆穿孔内，两端从两侧的加固体锚杆穿孔穿出，通过连接在锚杆两端的锚杆托板压紧固定。本技术结构新颖独特，简单合理，施工工艺简单，成本低，能够给保护煤柱，主动施加侧向约束力，提高保护煤柱整体性，使保护煤柱由单向受力状态转化为三向受力状态，煤柱强度得到了提高，稳定性得到了提升；限制了煤柱的横向变形，可根据煤柱宽度、高度调整调整该结构的分布，给保护煤柱主动施加侧向约束力，提高保护煤柱整体性，因此该结构能够在保持强度的前提下减少保护煤柱体积，提高开采率，具有较大的经济效益。附图说明图1为本技术的主视图。图2为本技术的剖面侧视图。图3为本技术加固体的主视图和加固体锚杆穿孔处的剖面侧视图(未安装锚杆、弹簧和预紧螺栓)。图4为本技术加固体的主视图和锚杆处的剖面侧视图。图5为本技术加固体的主视图和预紧螺栓处的剖面侧视图。图6为本技术第二槽钢的主视图(安装弹簧)。图7为本技术加固体的弹簧处的剖面侧视图。具体实施方式以下结合附图对本技术的具体实施方式作进一步详细说明。由图1-7给出，本技术包括顶板1、底板2和连接在所述顶板、底板之间的煤柱3，所述煤柱3的长方体，煤柱3两组正对侧面上分别设置有横向加固结构4a和纵向加固结构4b，横向加固结构4a和纵向加固结构4b结构相同，均包括位于煤柱3正对侧面表面的加固体，煤柱两侧对应的加固体之间安装有锚杆5，所述加固体包括口部正对滑动拼装在一起的第一槽钢41和第二槽钢42，第一槽钢41和第二槽钢42之间装有弹簧10，第一槽钢41和第二槽钢42之间通过预紧螺栓9和预紧螺母8连接在一起，同时将第一槽钢和第二槽钢之间的弹簧10压缩预紧。为保证使用效果，所述煤柱3的侧壁上覆盖有锚网7，加固体压紧固定在锚网外侧。所述的第一槽钢41上均布有多个与锚杆相对应的第一锚杆穿孔411，第二槽钢42上均布有多个与锚杆相对应的第二锚杆穿孔421，第一锚杆穿孔411与第二锚杆穿孔421数量相等且一一对应，第一槽钢41和第二槽钢42拼装后，对应的第一锚杆穿孔411与第二锚杆穿孔421同轴，构成加固体锚杆穿孔，煤柱3上开有与加固体锚杆穿孔相对应的煤柱锚杆穿孔3a，锚杆5置于煤柱锚杆穿孔3a内，两端从两侧的加固体锚杆穿孔穿出，通过连接在锚杆两端的锚杆托板6压紧固定。所述的第一槽钢41的两端均开有与预紧螺栓相对应的第一预紧螺丝穿孔412，第二槽钢42的两端均开有与预紧螺栓相对应的第二预紧螺丝穿孔422，第一槽钢41和第二槽钢42拼装后，对应侧的第一预紧螺丝穿孔412和第二预紧螺丝穿孔422同轴，构成预紧螺丝穿孔，预紧螺栓9穿装在预紧螺丝穿孔内，预紧螺母8旋装在伸出对侧槽钢的预紧螺栓上，构成第一槽钢和第二槽钢内弹簧的预紧结构。所述的加固体的长度大于对应侧煤柱的宽度，预紧螺丝穿孔位于伸出煤柱两侧部分的加固体上，其目的是避开煤柱，防止预紧螺栓9或预紧螺母8破坏煤柱。所述第一槽钢41和第二槽钢42之间的弹簧有多个，弹簧的压缩方向与槽钢的长度方向垂直，第一槽钢41内壁上均布有多个与弹簧一端相对应的第一弹簧定位柱413，第二槽钢42内壁上均布有多个与弹簧另一端相对应的第二弹簧定位柱423，第一弹簧定位柱413与第二弹簧定位柱423数量相等且一一对应，第一槽钢41和第二槽钢42拼装后，对应的第一弹簧定位柱413与第二弹簧定位柱423同轴，弹簧的两端分别套装在对应的第一弹簧定位柱413与第二弹簧定位柱423上，构成弹簧的定位、限位结构。实际布置时，在煤柱截面较长一组边所在的侧面上布置的煤柱横截面中，当横向加固结构4a所在的边长大于纵向加固结构4b所在的边长时，则横向加固结构4a沿高度方向布置的密集度大于纵向加固结构4b沿高度方向布置的密集度；煤柱横截面中，当横向加固结构4a所在的边长小于纵向加固结构4b所在的边长时，则横向加固结构4a沿高度方向布置的密集度小于纵向加固结构4b沿高度方向布置的密集度；如图1、2所示，纵向加固结构4b为较长边所在的侧面，因此其密集度大于横向加固结构4a，也就是说，煤柱横截面中，较长一组边所在的侧面上布置的加固结构密集度较大，并且自下而上密度逐渐降低，其原因是，煤柱易碎，强度低，其支撑作用的时候容易坍塌，当煤柱受力后，煤柱会失去稳定性，容易沿较窄宽度的方向倾倒，而且往往是沿底部断裂倾倒，因此采用这种上述具有针对性的布置方式。本技术使用时，首先在煤柱上打煤柱锚杆穿孔3a，然后将锚杆穿装在煤柱锚杆穿孔3a内，在煤柱的侧壁上挂锚网，将弹簧装在第一槽钢41和第二槽钢42之间，通过预紧螺栓9和预紧螺母8压紧第一槽钢41和第二槽钢42，对弹簧进行预紧，然后将加固体分别通过加固体锚杆穿孔装在锚杆的两侧，再通过锚杆托板6压紧固定，最后卸下预紧螺栓和预紧螺母，由于弹簧处于压缩状态，因此，弹簧会随着煤柱的变形压缩第二槽钢，对煤柱的变形进行补给外力来减小变形，从而提高煤柱的强度，同时煤柱从顶板、底板单个方向受力变成了顶板、底板和加固体的弹簧三个方向受力，并且通过锚网将加固体、锚杆和煤柱形成一个整体，大大提高煤柱的整体强度，模拟了煤柱没有开挖的状态，即三个方向都受力，从而对采空区起到了很好的支本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种煤矿开采保护煤柱加固结构，包括顶板(1)、底板(2)和连接在所述顶板、底板之间的煤柱(3)，所述煤柱(3)的长方体，其特征在于，煤柱(3)两组正对侧面之间上设置有横向加固结构(4a)和纵向加固结构(4b)，横向加固结构(4a)和纵向加固结构(4b)结构相同，均包括位于煤柱(3)正对侧面表面的加固体，煤柱两侧对应的加固体之间安装有锚杆(5)，所述加固体包括口部正对滑动拼装在一起的第一槽钢(41)和第二槽钢(42)，第一槽钢(41)和第二槽钢(42)之间装有弹簧(10)，第一槽钢(41)和第二槽钢(42)之间通过预紧螺栓(9)和预紧螺母(8)连接在一起，同时将第一槽钢和第二槽钢之间的弹簧(10)压缩预紧。/n

【技术特征摘要】
1.一种煤矿开采保护煤柱加固结构，包括顶板(1)、底板(2)和连接在所述顶板、底板之间的煤柱(3)，所述煤柱(3)的长方体，其特征在于，煤柱(3)两组正对侧面之间上设置有横向加固结构(4a)和纵向加固结构(4b)，横向加固结构(4a)和纵向加固结构(4b)结构相同，均包括位于煤柱(3)正对侧面表面的加固体，煤柱两侧对应的加固体之间安装有锚杆(5)，所述加固体包括口部正对滑动拼装在一起的第一槽钢(41)和第二槽钢(42)，第一槽钢(41)和第二槽钢(42)之间装有弹簧(10)，第一槽钢(41)和第二槽钢(42)之间通过预紧螺栓(9)和预紧螺母(8)连接在一起，同时将第一槽钢和第二槽钢之间的弹簧(10)压缩预紧。


2.根据权利要求1所述的煤矿开采保护煤柱加固结构，其特征在于，所述煤柱(3)的侧壁上覆盖有锚网(7)，加固体压紧固定在锚网外侧。


3.根据权利要求1所述的煤矿开采保护煤柱加固结构，其特征在于，所述的第一槽钢(41)上均布有多个与锚杆相对应的第一锚杆穿孔(411)，第二槽钢(42)上均布有多个与锚杆相对应的第二锚杆穿孔(421)，第一锚杆穿孔(411)与第二锚杆穿孔(421)数量相等且一一对应，第一槽钢(41)和第二槽钢(42)拼装后，对应的第一锚杆穿孔(411)与第二锚杆穿孔(421)同轴，构成加固体锚杆穿孔，煤柱(3)上开有与加固体锚杆穿孔相对应的煤柱锚杆穿孔(3a)，锚杆(5)置于煤柱锚杆穿孔(3a)内，两端从两侧的加固体锚杆穿孔穿出，通...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁为民，孙守靖，王东飞，李运宏，刘鹏，龚健，蔺海晓，
申请(专利权)人：山西潞安环保能源开发股份有限公司，河南理工大学，
类型：新型
国别省市：山西;14