[发明专利]薄壁金属结构与巷道锚固围岩耦合作用的防冲支护结构

说明书

技术领域

   本发明涉及一种矿山支护技术，尤其是一种矿山巷道防冲技术，具体地说是一种薄壁金属结构与巷道锚固围岩耦合作用的防冲支护结构。

背景技术

目前，随着我国矿井开采进入深部，冲击矿压灾害越发严重，发生强烈动力灾害的矿井已经达到100多个，频繁出现巷道因动力破坏而伤亡人员的事故发生，严重制约着煤炭资源的安全高效开采。冲击倾向巷道的支护问题是冲击矿压研究的主要内容之一，是一项关系深部煤炭资源安全高效开采的重要课题。

锚网支护结构就是一种锚网构件和围岩形成有机共同承载结构的支护方式，这是一种现场普遍采用的支护方式，锚网支护对冲击倾向巷道有良好的适应性，尤其是对于小震级的动力显现，锚网支护结构一般不会损伤破坏，但对于震级大的动力现象，锚网支护结构有很多严重损伤破坏和失效的案例。

发明内容

本发明的目的是针对现有锚网支护技术难以承受大震级破坏的问题，设计一种能有效抵抗大能力冲击，减少冲击矿压引起的安全事故的薄壁金属结构与巷道锚固围岩耦合作用的防冲支护结构。

本发明的技术方案是：

一种薄壁金属结构与巷道锚固围岩耦合作用的防冲支护结构，其特征是它由锚网支护体3、刚性支护体1和薄壁金属构件2组成，所述的锚网支护体3的锚杆插入围岩4中形成相当于钢筋混凝土的壳体承载结构，所述的薄壁金属构件2位于锚网支护体3与刚性支护体1之间并与刚性支护体1固定连接以及时抑制锚固区的变形和移动，抑制冲击发生时内部岩体积聚能量的大量释放并起到对锚网支护体3和刚性支护体1的保护，防止其受冲击破坏。

所述的薄壁金属构件2为根据防冲能力和强度的设计要求，选择不同截面形状、不同厚度、不同尺寸、不同材质的单元胞或多元胞的薄壁金属结构，它由上下钢面板5和夹层6焊接组成，所述的夹层6为环形薄壁管件或薄壁蜂窝结构。

所述的薄壁金属构件2之间的钢面板通过焊接连成一个整体。

所述的刚性支护体1之间，刚性支护体1和薄壁金属构件2之间固连在一起，构成一个整体结构，相互之间不会产生位移，且所述的刚性支护体1与薄壁金属构件2对位的钢面板5的中心位置处焊接相连，以充分发挥钢面板的抗变形能力和承载能力。

本发明的有益效果：

1、本发明将锚网支护的“柔性功能”和薄壁金属结构的吸能功能进行了有机的结合，“柔性功能”可以在一定的围岩变形和整体移动范围内，保持锚固围岩的整体性和稳定性，这为薄壁金属结构在围岩向巷道自由空间变形和整体移动过程中，有效吸收锚固区上动态能量提供了前提和有利条件；而薄壁金属结构及时抑制锚固区的变形和移动，使锚固区尽快稳定下来，对内部围岩起到有效的支撑作用，抑制了内部岩体积聚能量的大量释放，又可以有效保护锚固区和支护构件，避免其受到更剧烈的冲击破坏，从而可以将锚网锚固和薄壁金属结构有效衰减冲击能作用有机结合在一起，二者相辅相成、耦合作用，最大限度地调动巷道围岩自身防冲能力，降低冲击矿压发生的破坏烈度，对保障煤矿安全高效开采具有重大意义。

2、本发明的薄壁金属构件具有成本低、耗能低、易加工和易于在煤矿现场安全使用的优点。

3、本发明的环形薄壁管或薄壁蜂窝状薄壁金属构件具有重量轻、承压能力高，安装方便的优点，同时利用钢面板的大接触面来与刚性支护体进行机械连接，能充分发挥刚性支护体与薄壁金属构件组合作用产生的吸能防冲能力。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明的原理结构示意图。

图3是本发明的薄壁金属构件的结构示意图之一。

图4是本发明的薄壁金属构件的结构示意图之二。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

    如图1-4所示。