防治巷道热动力灾害的钢管混凝土支撑体系及施工方法技术

本发明专利技术公开了一种防治巷道热动力灾害的钢管混凝土支撑体系及施工方法，该支撑体系由多个钢管混凝土支撑结构沿巷道延伸方向拼接而成，钢管混凝土支撑结构包括：钢管混凝土拱形支撑和拱形阻燃纤维板；所述拱形阻燃纤维板由内外两层波纹钢板以及中间的阻燃纤维层组成，拱形阻燃纤维板的两端底面通过底部支座固定在巷道地面上，钢管混凝土拱形支撑埋置于拱形阻燃纤维板的外层波纹钢板的波谷处，钢管混凝土拱形支撑的两端设有多个插销，底部支座对应位置上设置孔槽，通过插销与孔槽插接配合使钢管混凝土拱形支撑与底部支座连接。该体系可以有效的阻碍热量的传递，起到支撑隔离的作用，灾害发生时对在支撑体系内施工的人员和救灾人员形成保护。灾人员形成保护。灾人员形成保护。

【技术实现步骤摘要】
防治巷道热动力灾害的钢管混凝土支撑体系及施工方法


[0001]本专利技术属于巷道支撑
，涉及防治巷道热动力灾害的钢管混凝土支撑体系及施工方法。

技术介绍

[0002]近年来，随着经济社会的飞速发展，人类对资源的需求量不断增大，地球浅部的矿物资源日益减少，矿物资源的开采不断走向地球深处。开采深度不断增加所引起的软岩大变形、岩爆、热害、瓦斯突出等工程灾害为深部采矿工程带来了极大的挑战，严重威胁着矿井的生产安全。一旦发生热动力灾害，将会导致严重破坏和开采人员伤亡以及巨大经济损失。因此，亟需设计一种防治深部巷道热动力灾害的支撑体系，以有效的阻碍热量的传递，同时起到支撑隔离的作用。

技术实现思路

[0003]为解决上述技术问题，本专利技术的目的是提供一种防治巷道热动力灾害的钢管混凝土支撑体系及施工方法，该体系可以有效的阻碍热量的传递，起到支撑隔离的作用，灾害发生时对在支撑体系内施工的人员和救灾人员形成保护。
[0004]本专利技术提供一种防治巷道热动力灾害的钢管混凝土支撑体系，由多个钢管混凝土支撑结构沿巷道延伸方向拼接而成，所述钢管混凝土支撑结构包括：钢管混凝土拱形支撑和拱形阻燃纤维板；所述拱形阻燃纤维板由内外两层波纹钢板以及中间的阻燃纤维层组成，拱形阻燃纤维板的两端底面通过底部支座固定在巷道地面上，钢管混凝土拱形支撑埋置于拱形阻燃纤维板的外层波纹钢板的波谷处，钢管混凝土拱形支撑的两端设有多个插销，底部支座对应位置上设置插孔，通过插销与插孔插接配合使钢管混凝土拱形支撑与底部支座连接。
[0005]在本专利技术的防治巷道热动力灾害的钢管混凝土支撑体系中，所述拱形阻燃纤维板由多个弧形阻燃纤维板拼接构成，弧形阻燃纤维板的内外两层波纹钢板的环向端面上都设有环向接头结构，环向接头结构包括设置在波纹钢板一侧环向端面上的梯形凸起以及设置在另一侧环向端面的梯形凹槽，相邻波纹钢板的梯形凸起与梯形凹槽相互插紧匹配；外层波纹钢板的环向端面上的梯形凸起和梯形凹槽在对应波谷处采用间断式结构，以方便埋设钢管混凝土拱形支撑。
[0006]在本专利技术的防治巷道热动力灾害的钢管混凝土支撑体系中，所述环向接头结构的梯形凸起与梯形凹槽上均设有预留螺孔，借助螺栓将插接后的梯形凸起和梯形凹槽加固连接。
[0007]在本专利技术的防治巷道热动力灾害的钢管混凝土支撑体系中，多个钢管混凝土支撑结构通过设置在波纹钢板的纵向端面上的纵向接头结构拼接形成钢管混凝土支撑体系；纵向接头结构包括设置在波纹钢板一侧纵向端面上的阳接头以及设置在另一侧纵向端面的阴接头，所述阳接头包括一个前小后大的圆台型凸起和固定在凸起中部上下两侧的高强度
弹簧；所述阴接头包括一个圆台型凹槽和位于圆台型凹槽中部上下两侧的圆形孔槽。
[0008]在本专利技术的防治巷道热动力灾害的钢管混凝土支撑体系中，所述的纵向接头结构，随着阳接头逐步插入阴接头，高强度弹簧逐渐被压缩变短，直至高强度弹簧完全进入圆形孔槽，高强度弹簧恢复原长后被圆形孔槽限位，从而使纵向接头结构完成紧固插接。
[0009]在本专利技术的防治巷道热动力灾害的钢管混凝土支撑体系中，内层波纹钢板的底部设有法兰连接结构，该法兰连接结构包括一对法兰、垫片以及连接螺栓；一对法兰分别设置在纵向相邻两个内层波纹钢板上，通过连接螺栓向一对法兰施加预紧力，使法兰密封面间的垫片被压紧变实，并填满两个法兰密封面上凹凸不平的间隙，使得相邻钢管混凝土支撑结构的纵向连接更加稳固。
[0010]在本专利技术的防治巷道热动力灾害的钢管混凝土支撑体系中，所述钢管混凝土拱形支撑沿环向均匀设置多个螺孔，构成拱形阻燃纤维板的内外两层波纹钢板和中间的阻燃纤维层对应处也设置螺孔，借助长螺栓将钢管混凝土拱形支撑与拱形阻燃纤维板连接，形成稳定的支撑体系。
[0011]在本专利技术的防治巷道热动力灾害的钢管混凝土支撑体系中，阻燃纤维层材料为芳砜纶。
[0012]本专利技术还提供一种防治巷道热动力灾害的钢管混凝土支撑体系的施工方法，包括：
[0013]步骤1：在深部巷道左右两端底部设置底部支座；
[0014]步骤2：使用钢管混凝土拱形支撑沿深部巷道内壁进行支护，使拱形支撑与岩壁完全贴合；将钢管混凝土拱形支撑两端的插销插入底部支座的孔槽内，使钢管混凝土拱形支撑与底部支座连接；
[0015]步骤3：将内外两层波纹钢板和阻燃纤维层进行装配，形成三明治式的弧形阻燃纤维板；
[0016]步骤4：将多个弧形阻燃纤维板通过环向接头结构拼接成拱形阻燃纤维板，将拱形阻燃纤维板的两端底面固定到底部支座上；
[0017]步骤5：使钢管混凝土拱形支撑埋置于拱形阻燃纤维板的外层波纹钢板的波谷处，借助长螺栓将钢管混凝土拱形支撑与拱形阻燃纤维板连接，组装成钢管混凝土支撑结构；
[0018]步骤6：重复步骤2至5组装成多个钢管混凝土支撑结构，通过纵向接头结构拼接相邻的钢管混凝土支撑结构，并通过设置在内层波纹钢板底部的法兰连接结构加固连接，从而形成稳定的支撑体系。
[0019]本专利技术的一种防治巷道热动力灾害的钢管混凝土支撑体系及施工方法，至少具有以下有益效果：
[0020]1.通过在两层波纹钢板间设置阻燃纤维层，形成一种装配式的三明治式的阻燃纤维板。作为隔离层，在热动力灾害发生时可以有效阻碍热量的传递，为巷道内的施工人员提供保护，提高深部巷道的抗热动力灾害能力，延长深部巷道的使用寿命，并降低技术成本。
[0021]2.钢管混凝土拱形支撑沿深部巷道内壁进行支护，与岩壁完全贴合并埋置于拼接好的阻燃纤维板外层波谷中，两者配合、组装，各个单元逐一连接，即形成整个体系，这种布置使外壁光滑，可以紧密与外部围岩贴合，使支撑体系更加稳固，提高了体系的强度及耐久性。
附图说明
[0022]图1为本专利技术的支撑体系的整体结构示意图；
[0023]图2为本专利技术内层波纹钢板的结构示意图；
[0024]图3为本专利技术外层波纹钢板的结构示意图；
[0025]图4为本专利技术的环向接头结构的拼接示意图；
[0026]图5为本专利技术的纵向接头结构的阳接头和阴接头对准示意图；
[0027]图6为本专利技术的纵向接头结构的拼接示意图；
[0028]图7为法兰连接结构的示意图；
[0029]图8为本专利技术的钢管混凝土拱形支撑的示意图；
[0030]图9为钢管混凝土拱形支撑与底部支座拼接详图。
[0031]其中，1
‑
钢管混凝土拱形支撑，11
‑
插销，12
‑
螺孔，2
‑
拱形阻燃纤维板，21
‑
内层波纹钢板，22
‑
外层波纹钢板，23
‑
阻燃纤维层，3
‑
底部支座，31
‑
插孔，4
‑
环向接头结构，41
‑
梯形凸起，42
‑
梯形凹槽，5
‑
纵向接头结构，6
‑
本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.防治巷道热动力灾害的钢管混凝土支撑体系，其特征在于，由多个钢管混凝土支撑结构沿巷道延伸方向拼接而成，所述钢管混凝土支撑结构包括：钢管混凝土拱形支撑和拱形阻燃纤维板；所述拱形阻燃纤维板由内外两层波纹钢板以及中间的阻燃纤维层组成，拱形阻燃纤维板的两端底面通过底部支座固定在巷道地面上，钢管混凝土拱形支撑埋置于拱形阻燃纤维板的外层波纹钢板的波谷处，钢管混凝土拱形支撑的两端设有多个插销，底部支座对应位置上设置插孔，通过插销与插孔插接配合使钢管混凝土拱形支撑与底部支座连接。2.如权利要求1所述的防治巷道热动力灾害的钢管混凝土支撑体系，其特征在于，所述拱形阻燃纤维板由多个弧形阻燃纤维板拼接构成，弧形阻燃纤维板的内外两层波纹钢板的环向端面上都设有环向接头结构，环向接头结构包括设置在波纹钢板一侧环向端面上的梯形凸起以及设置在另一侧环向端面的梯形凹槽，相邻波纹钢板的梯形凸起与梯形凹槽相互插紧匹配；外层波纹钢板的环向端面上的梯形凸起和梯形凹槽在对应波谷处采用间断式结构，以方便埋设钢管混凝土拱形支撑。3.如权利要求2所述的防治巷道热动力灾害的钢管混凝土支撑体系，其特征在于，所述环向接头结构的梯形凸起与梯形凹槽上均设有预留螺孔，借助螺栓将插接后的梯形凸起和梯形凹槽加固连接。4.如权利要求1所述的防治巷道热动力灾害的钢管混凝土支撑体系，其特征在于，多个钢管混凝土支撑结构通过设置在波纹钢板的纵向端面上的纵向接头结构拼接形成钢管混凝土支撑体系；纵向接头结构包括设置在波纹钢板一侧纵向端面上的阳接头以及设置在另一侧纵向端面的阴接头，所述阳接头包括一个前小后大的圆台型凸起和固定在凸起中部上下两侧的高强度弹簧；所述阴接头包括一个圆台型凹槽和位于圆台型凹槽中部上下两侧的圆形孔槽。5.如权利要求4所述的防治巷道热动力灾害的钢管混凝土支撑体系，其特征在于，所述的纵向接头结构，随着阳接头逐步插入阴接头，高强度弹簧逐渐被压缩变短，直至高强度弹...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭超，魏子濠，张文博，赵琪，付佳俊，陆征然，
申请(专利权)人：沈阳建筑大学，
类型：发明
国别省市：