一种矩形断面巷道支护架及其施工方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115434735A(43)申请公布日2022.12.06(21)申请号202211164079.2(22)申请日2022.09.23(71)申请人山东建筑大学地址250100山东省济南市历城区临港开发区凤鸣路(72)发明人吕晓贾广皓张鑫王军王文明任伟鑫(74)专利代理机构济南圣达知识产权代理有限公司37221专利代理师刘天柱(51)Int.Cl.E21D17/01(2006.01)E21D17/10(2006.01)E21D11/10(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图2页(54)发明名称一种矩形断面巷道支护架及其施工方法(57)摘要本申请提供了一种矩形断面巷道支护架及其施工方法，涉及巷道支护架技术领域，包括支护梁、支护柱和拉索；所述支护梁、支护柱构成门式框架，支护柱的底部开设有注浆口，通过注浆孔向支护梁、支护柱内充入混凝土，使钢管与混凝土共同作用，大大提高了支护架的刚度；且本申请还在支护梁顶部开有出浆口，以保证支护架内混凝土的密实度；所述支护梁固定有拉索和支撑杆，拉索经支撑杆对支护梁产生反拱效果，即在不设置实际拱结构的前提下有效提高了支护架整体抵抗围岩压力的能力，且设置拉索与支撑杆相较另设拱结构具有占用断面面积小的优势，克服了另设拱结构影响巷道断面利用的缺陷；且本申请在结构简单，安装快速，有效提高巷道整体施工速度。CN115434735ACN115434735A权利要求书1/1页1.一种矩形断面巷道支护架，其特征是，包括支护梁、支护柱和拉索；所述支护梁、支护柱均为两端敞开的管件，支护梁的两端与两根支护柱一一对应连接，使支护梁与支护柱共同构成门式框架；所述拉索安装在支护梁上；还包括支撑杆，所述支撑杆一端与支护梁转动连接，另一端与拉索抵紧。2.如权利要求1所述的一种矩形断面巷道支护架，其特征是，所述支护柱远离支护梁的一端设置柱脚，所述柱脚包括封堵支护柱敞口的板件。3.如权利要求2所述的一种矩形断面巷道支护架，其特征是，所述支护柱的底部开设注浆口，所述支护梁的顶部开设出浆口。4.如权利要求1所述的一种矩形断面巷道支护架，其特征是，所述支护梁包括锚具，所述锚具设有两个，所述拉索的两端与两个锚具一一对应固定。5.如权利要求4所述的一种矩形断面巷道支护架，其特征是，所述锚具位于支护梁的顶部；所述支护梁开设供钢索穿过的通孔。6.如权利要求1所述的一种矩形断面巷道支护架，其特征是，所述支撑杆设有多个，多个支撑杆沿巷道断面的长轴方向对称布置。7.如权利要求6所述的一种矩形断面巷道支护架，其特征是，所述支撑杆包括U型夹具；所述U型夹具与支撑杆转动连接，包括U型卡，所述U型卡套设在拉索外部并安装在支撑杆远离支护梁的一端。8.如权利要求7所述的一种矩形断面巷道支护架，其特征是，所述支撑杆为内部充满混凝土的钢管。9.如权利要求1所述的一种矩形断面巷道支护架，其特征是，所述支护梁与支护柱的连接方式为法兰连接。10.权利要求1‑9中任一项所述一种矩形断面巷道支护架的施工方法，其特征是，包括以下内容：将拉索的两端穿过支护梁开设的通孔，对拉索施加对称张拉；张拉后将拉索的两端固定于锚具，并利用U型锚具使拉索与支撑杆接触；将支护柱和安装好拉索的支护梁运抵矩形巷道内需要支护的区域，将支护梁和支护柱拼接为抵紧巷道围岩的门式框架；通过注浆口向支护柱及支护梁内注入混凝土，当出浆口溢出混凝土后停止注浆；养护混凝土至达到设计强度。2CN115434735A说明书1/5页一种矩形断面巷道支护架及其施工方法技术领域[0001]本发明涉及巷道支护架技术领域，尤其涉及一种矩形断面巷道支护架及其施工方法。背景技术[0002]这里的陈述仅提供与本申请有关的背景信息，而不必然构成现有技术。[0003]随着浅部矿物煤炭资源的枯竭，全球各个国家对地下深层资源的开采深度也在不断增加；为挖掘深层资源，施工人员会开凿一道通向地下深层的巷道，通过巷道向地下运送人员设备并将开凿的资源运至地表；[0004]巷道按照断面类型可划分为拱形巷道、圆形巷道和矩形巷道，矩形巷道由于其较高的断面利用率而被广泛应用；但相较于拱形巷道、圆形巷道，矩形巷道的顶部不具备曲率明显的拱，这导致巷道在围岩应力的作用下易出现顶部变形，即矩形巷道的断面特征严重限制了矩形巷道的负荷能力；而地下深层的工程岩体力学情况更加复杂，围岩应力更大，地底围岩压力大幅增加，不利于矩形巷道的应用。[0005]为防止矩形巷道出现变形，常采用在巷道内支设支护架的方法对巷道提供内部支撑，如中国发明CN201610381376.0‑煤矿井下矩形巷道支护组件，其通过设置支撑座架起顶梁，利用顶梁抵紧巷道顶部以实现支撑；为弥补矩形断面负荷能力不足的缺陷，其还为顶梁设置了U型钢棚，以利用拱结