[发明专利]深部大型硐室底板组合桩基群加固治理技术

说明书

技术领域

本发明涉及煤矿地下空间支护技术，具体是深部大型硐室底板组合桩基群加固治 理技术。

背景技术

随着煤炭开采强度的不断加大，资源日益减少，开采深度逐年增加，尤其是老牌煤 炭生产基地，逐步步入千米深井的开采行列。在深部高地应力作用下，巷道支护问题日渐凸 显；尤其是深部大型硐室，破坏尤为严重和剧烈。大型硐室服务年限长，一旦破坏，返修时间 长、工程量大，严重制约着矿井的正常安全生产；底板作为整个硐室稳定的基础，其稳定性 将决定整个硐室的安全稳定。

当下深部巷道底板治理技术和结构多种多样，但针对深部大型硐室底板加固治理 技术较少，同时当下已有硐室底板加固治理技术和结构存在一些不足之处：往往采用单一 加固技术和结构，治理效果差，未能结合多种技术和结构对硐室底板进行加固，不能有效发 挥各支护技术和结构的协同作用；支护结构各构件之间的联接性不强，往往出现因某一构 件破坏而导致支护结构的整体破坏失稳；未能将硐室底板加固形成整体结构，底板存在明 显的弱点和弱面，导致从弱点和弱面突破进而破坏整个底板；未能在硐室底板形成封闭性 结构，导致水等外界因素对底板产生长期影响而破坏。

发明内容

本发明主要目的在于提供一种整体性好、封闭性强、易于现场施工的深部大型硐 室底板加固治理技术，将整个硐室底板加固形成封闭性整体结构，结构具有极强的抗弯、承 重能力，抑制硐室底板初期变形的同时，能够有效的抵御底板破坏应力，保证深部硐室底板 的安全稳定。

本发明专利为实现上述目的，采用以下技术方案：深部大型硐室底板组合桩基群 加固治理技术，包括底板反底拱结构、组合强基础梁结构和组合桩结构；通过双层链接钢筋 网将反底拱结构、组合强基础梁结构和组合桩结构联接在一起，混凝土浇筑形成整体桩基 群结构，防止底板存在明显弱点和弱面。

所述反底拱结构以U型钢和双层链接钢筋网为骨架，浇筑混凝土而成，反底拱结构 能够有效的将底板破坏应力分解和平衡。

所述组合强基础梁结构以横向组合钢梁和双层链接钢筋网为骨架，辅以混凝土浇 筑而成，强基础梁结构抗弯、承重能力强，能够有效抵御底板破坏应力。

所述组合桩结构由组合锚索束辅以高压封闭注浆胶结围岩体而成，组合桩结构抗 拉拔、剪切能力强，能够提供较高的预应力，限制硐室底板的初期变形。

作为改进，所述反底拱结构，U型钢为矿用29U型钢，双层链接钢筋网采用HRB335、 φ8mm的钢筋编织，网格尺寸300×300mm，两层钢筋网间距400mm。

作为改进，所述组合强基础梁结构，横向组合钢梁为矿用12#工字钢加工焊接而 成，焊接点均采用破口焊接，双层链接钢筋网采用HRB335、φ8mm的钢筋编织，网格尺寸300 ×300mm，两层钢筋网间距300mm。

作为改进，所述组合桩结构，组合锚索束为3根φ17.6mm的矿用普通锚索组合而 成，托盘为400×400×20mm的方形钢板，螺母为矿用通用螺母，组合锚索束单根锚索预紧力 不小于120kN，高压封闭注浆压力不小于6MPa。

作为改进，所述混凝土为矿用混凝土，标号C30。

本发明的有益效果是：

1、形成的反底拱结构能够将底板破坏应力加以分解和平衡；强基础梁结构，具有较高 的抗弯、承重能力，能够有效的抵御底板破坏应力；

2、形成的硐室底板组合桩结构，具有较强的抗剪、抗拉拔能力，能够抵御底板破坏载荷 的同时，提供较高的预应力，抑制底板围岩的初期变形；

3、形成的底板组合桩基群整体封闭性结构，各支护构件相互联接、协同作用，减小支护 构件被逐一破坏的概率，防止底板存在明显的弱点和弱面，隔绝了水等外界因素对底板的 影响和损坏。

附图说明

图1是深部大型硐室底板组合桩基群加固治理技术的结构示意图。

图2是组合强基础梁结构及其原理示意图。

图3是横向组合钢梁结构及加工示意图。

图4是组合桩结构及原理示意图。

图5是组合锚索束结构示意图。

图中：

反底拱结构1、反底拱U型钢7、双层链接钢筋网4、混凝土6；

组合强基础梁结构2、底板横向组合钢梁5；

组合桩结构3、组合锚索束8、注浆胶结围岩体9；