[发明专利]一种高度可调节预制装配式双壁空心柱及其施工方法

说明书

本发明公开了一种高度可调节预制装配式双壁空心柱及其施工方法，包括预制双壁空心柱和调高机构，预制双壁空心柱包括外筒、填充料和内筒，内筒套设于外筒内，外筒与内筒的高度相同且间隙中填充有填充料，调高机构均布于外筒端部的填充面上。本发明只需在地面上提前充填制作好双壁空心柱，运输至井下装配或直接使用即可，无需在井下进行复杂的工序，调高机构可根据巷道实际安装高度进行微调，操作方便快捷，解决了在巷道中进行支护时因岩体高低变化不同而无法精准确定支护柱高度的问题。

技术领域

本发明涉及充填支护的技术领域，特别是涉及一种高度可调节预制装配式双壁空心柱及其施工方法。

背景技术

在近代，煤矿作为人类的主要能源被广泛开采使用，可随着人类开采煤矿的深入与技术手段的不断提高导致岩体松动，开采危险系数不断提高。传统的支护形式不能满足适应时代充分发挥有效的支护作用。沿空留巷技术的出现很好的解决了传统支护与现代开采技术脱节的问题。

在沿空留巷过程中，往往需要花费大量的人力物力现场充填支护结构，不仅操作难度大还工期长，同时因为支护结构长度固定不能适应不同岩体高度变化而严重影响开采进度和支护结构使用效率。

发明内容

本发明的目的是提供一种高度可调节预制装配式双壁空心柱及其施工方法，以解决上述现有技术存在的问题，使在沿空留巷过程的支护结构通过预制降低施工难度，高度可调节、便于安装，减少施工工期。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供了一种高度可调节预制装配式双壁空心柱，包括预制双壁空心柱和调高机构，所述预制双壁空心柱包括外筒、填充料和内筒，所述内筒套设于所述外筒内，所述外筒与所述内筒的高度相同且间隙中填充有所述填充料，所述调高机构均布于所述外筒端部的填充面上。

优选的，所述调高机构包括底座和支撑柱，所述预制双壁空心柱的顶部预埋所述底座，所述底座与所述支撑柱之间活动连接，所述支撑柱能够上下移动。

优选的，所述底座包括底盘和套筒，所述套筒的下端焊接于所述底盘上，所述套筒与所述底盘之间设置有加强筋，所述底盘预埋于所述填充料内，所述套筒的上端插接所述支撑柱，所述支撑柱沿竖直方向上设置有若干个销轴孔，所述套筒通过销轴能够与所述销轴孔插接。

优选的，所述套筒超出所述的填充面的高度不超过20cm，所述支撑柱的高度至少为10cm，所述外筒与所述内筒的间距至少为50cm。

优选的，所述支撑柱的顶部设置有一托盘，所述托盘上均布有若干个通孔。

优选的，所述外筒与所述内筒的横截面形状为圆形、椭圆形和正多边形中的任意一种，且所述外筒与所述内筒的横截面形状相同或者不同。

优选的，所述外筒与所述内筒的横截面形状同形心设置。

优选的，所述填充料为高水速凝材料，所述外筒和所述内筒的材质为纤维增强复合材料。

本发明还涉及一种高度可调节预制装配式双壁空心柱的施工方法，基于上述的高度可调节预制装配式双壁空心柱，包括如下步骤：

步骤一，通过红外扫描系统判断得出地下的巷道的高度，并将所述巷道的高度信息上传至地面控制室，根据所述巷道的高度信息，在地面上充填预制出设定数量且符合高度需求的可调节预制装配式双壁空心柱。

步骤二，通过三维SLAM扫描系统定位出预装配位置，将所述高度可调节预制装配式双壁空心柱运输至巷道内需要支护装配的位置，使用巷道机械手调节支撑柱伸出的高度并插接销轴。

优选的，将所述可调节预制装配式双壁空心柱上相对应的托盘通过螺栓连接构成一组合支护柱，所述组合支护柱的高度满足所述地下巷道的高度需求，调节所述支撑柱伸出的高度以满足实际安装需求。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：