[实用新型]深井马头门支护结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及煤矿建筑领域，更具体地说，本实用新型特别涉及一种用于泥岩等强膨胀性软岩处的深井马头门支护结构。

背景技术

煤矿马头门是指立井井筒与井底车场水平硐室相连接的部位，为一空间交叉结构，是矿井的咽喉部位，因其位置的特殊性，具有断面大、结构复杂、服务年限长等特点，为矿井工程的施工难点。在中国，煤矿深埋马头门破坏的例子屡见不鲜，如亭南矿、唐口煤矿、刘庄煤矿、曲江煤矿和望风岗煤矿等，其马头门在施工过程中相继发生围岩失稳、支护结构破坏等重大事故，具体表现为马头门及其上下段井壁均不同程度发生了断裂、掉顶、破损等现象，反复维修多次，给煤矿造成了巨大的经济损失，严重威胁着矿井的安全生产。

马头门失稳破坏的原因是多方面的，除了位置选择不当、断面形状设计不合理、支护质量差、工程管理松懈等原因外，其主要原因是上述马头门多处于以泥岩为主的软弱岩层中。泥岩易风化且遇水膨胀，当马头门掘砌后，周边围岩松动圈在产生、发展过程中出现碎胀变形的同时，破裂岩体产生宏观裂隙，从而导致围岩强度降低，松动圈再次扩大，并且加剧了具有膨胀性岩石的物理化学膨胀和力学膨胀，体积成倍增加，其过程中的岩体膨胀变形压力巨大。又由于高地应力的作用，如马头门支护结构无法承载巨大的膨胀压力，将导致结构实效。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种深井马头门支护结构，以解决现有技术存在的处于软弱岩层中的深井马头门支护结构容易失效等问题。

为了解决上述问题，本实用新型提供一种深井马头门支护结构，其包括初期支护结构，所述初期支护结构包括混凝土喷射层、钢筋网、锚杆和锚索，其中，还包括二次支护结构，所述二次支护结构包括依次设置的沥青板滑动层、槽钢井圈层、全断面钢筋混凝土层，其中，所述沥青板滑动层紧邻所述初期支护结构。

根据上述深井马头门支护结构的一种优选实施方式，其中，所述混凝土喷射层的强度等级为C20～C25，厚度为100～150mm；所述钢筋网为Φ8～10mm圆钢，网孔间距为100×100～150×150mm；所述锚杆为高强预应力树脂锚杆，规格为Φ22mm×2500～3000mm，间排距为800×800mm，梅花状布置；所述锚索为Φ18.9mm或Φ21.6mm的钢绞线，长度8～12m，排距1.4～1.6m；所述沥青板滑动层由沥青板铺设形成，所述沥青板尺寸为长400mm、高250mm、厚100～150mm。

根据上述深井马头门支护结构的一种优选实施方式，其中，所述沥青板滑动层和所述初期支护结构之间还设有砂浆层；在所述沥青板滑动层中，上下相邻的所述沥青板的竖缝错开，且所述沥青板从马头门底板铺设至拱基线位置。

根据上述深井马头门支护结构的一种优选实施方式，其中，所述槽钢井圈层包括多个依次堆置的槽钢井圈，每一所述槽钢井圈由6～8节20#b槽钢对接形成；在同一所述槽钢井圈中，相邻的槽钢采用端立板和螺栓连接，槽钢翼缘背向所述沥青板滑动层。

本实用新型的马头门初期支护采用锚、网、喷、索的联合支护形式；二次支护采用全断面钢筋混凝土衬砌、沥青板滑动层和密集槽钢井圈的组合支护形式，可防止位于泥岩等强膨胀性软岩处的深井马头门在围岩压力作用下发生破坏。

附图说明

图1为利用本实用新型实施例的马头门支护立面图；

图2为图1中沿A-A线的剖面图；

图3为图1中沿B-B线的剖面图；

图4为图1中沿C-C线的剖面图；

图5为图1中沿D-D线的剖面图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步详细说明。

如图1-5所示，本实用新型实施例对井筒1及马头门11部位进行了两次支护：初期支护和二次支护。其中，初期支护采用喷射混凝土、设置钢筋网、安装锚杆、安装锚索21的联合支护形式，形成作为初期支护结构的锚网喷结构2。待马头门围岩变形稳定后，设置二次支护结构。二次支护结构紧邻锚网喷结构2，依次设置沥青板滑动层3、槽钢井圈层4、全断面钢筋混凝土层5，构成二次组合支护形式，形成二次支护结构。