[发明专利]一种预防井下岩石破碎段巷道塌方的钢拱架及其支护方法

说明书

本发明一种预防井下岩石破碎段巷道塌方的钢拱架及其支护方法，包括超前钢管和若干组拱架体，相邻拱架体之间通过若干连接固定筋相接，所述拱架体包括左右两个拱架柱腿以及连接左右拱架柱腿的拱架拱顶，在拱架柱腿的底部均设有拱架柱腿支撑板。本发明能有效缩短巷道塌方段或围岩破碎段掘进工期，对巷道塌方段及时进行超前钢管预支撑和钢拱架联合支护，避免了使用其它支护方式时强度不足容易引起二次塌方的风险，确保了施工的安全。

技术领域

本发明涉及井下岩石巷道防护装置，具体地说是一种预防井下岩石破碎段巷道塌方的钢拱架及其支护方法。

背景技术

在井下巷道施工过程中经常会碰到断层或者岩石破碎段，在这种情况下掘进巷道存在巷道支护不及时引起的塌方，或者支护强度不够导致的二次塌方等问题。同时，塌方段及围岩破碎段永久支护一直以来都是井下巷道施工的重点、难点。传统巷道塌方段施工技术存在以下缺点：1、超前小导管注浆对岩体要求高；2、进行钢拱架、挂网、系统锚杆支护时，需对塌方段已稳定的塌方体进行扰动施工，开挖安全隐患大，极易出现二次塌方，现场施工作业人员安全无法得到保证；3、采用联合支护技术及提前二次衬砌施工进度慢，成本高且安全无保证；4、塌方施工技术注浆成本、支护成本、工期滞后罚款等成本较高。

发明内容

本发明的目的是提供一种施工质量稳定、支护强度高、减少施工现场劳动强度、加快工程进度，能有效解决巷道掘进面临塌方安全隐患的预防井下岩石破碎段巷道塌方的钢拱架及其支护方法。

为实现上述目的，本发明所述一种预防井下岩石破碎段巷道塌方的钢拱架，其特点是：包括超前钢管和若干组拱架体，相邻拱架体之间通过若干连接固定筋相接，所述拱架体包括左右两个拱架柱腿以及连接左右拱架柱腿的拱架拱顶，在拱架柱腿的底部均设有拱架柱腿支撑板；其支护方法为：（1）根据巷道断面和破碎段长度准备若干拱架体，将拱架柱腿、拱架拱顶和拱架柱腿支撑板拆分运至工作面，在工作面现场组装拱架体，拱架体安装间距根据现场实际掘进地质及塌方情况采用500mm—1000mm间距；相邻拱架体之间采用连接固定筋焊接成一个整体钢拱架；（2）在整体钢拱架形成支撑后，在工作面拱顶和拱架柱腿侧预打孔，将超前钢管嵌入孔内形成预支撑，与工作面相连，形成一个保护假顶，超前钢管环向布置，间距根据岩石破碎程度300-500mm，和钢拱架支撑焊接成一整体；（3）在安装完成后，组织喷浆作业对喷射强度大于C15的喷射混凝土，厚度大于150mm，使整个超前钢管预支撑和钢拱架联合支护形成一个整体，形成永久性支护。

本发明一种预防井下岩石破碎段巷道塌方的钢拱架及其支护方法技术方案中，进一步优选的技术方案特征是：

1、所述拱架拱顶为弧形拱顶；

2、所述拱架柱腿、拱架拱顶和拱架柱腿支撑板均采用工字钢加工而成。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1、超前钢管预支撑和钢拱架联合支护结合了喷射混凝土支护，极大的增强了支护强度，避免了使用其它支护方式时强度不足容易引起二次塌方的风险，确保了施工的安全；

2、使用超前钢管预支撑和钢拱架联合支护技术进行临时支护塌方段及围岩破碎段，对围岩稳定性、扰动等情况要求较低；

3、采用超前钢管预支撑和钢拱架联合支护技术缩短了巷道塌方段或围岩破碎段掘进工期，缩短了整体的建设工期。使用传统过塌方施工技术超前注浆—出渣—支护，超前注浆设备使用多，工序复杂，每循环时间较长；而使用钢拱架支护施工相对简便，每循环时间缩短。

附图说明

图1为本发明钢拱架的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。