一種用于巷道頂板支護(hù)的可伸縮型錨索桁架裝置及方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)一種用于巷道頂板支護(hù)的可伸縮型錨索桁架裝置，其包括：用于分別錨固在巷道頂板兩側(cè)鉆孔內(nèi)的兩根錨索；與兩根錨索的尾部分別連接的緊貼在頂板巖面上的組合梁；其中，組合梁根據(jù)巷道頂板巖層水平運(yùn)動(dòng)時(shí)對(duì)其產(chǎn)生的承載作用力的大小，調(diào)整其自身長(zhǎng)度，以便抑制或適應(yīng)巷道頂板水平擠壓或松擴(kuò)變形。本發(fā)明的錨索桁架裝置，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，克服了傳統(tǒng)錨梁結(jié)構(gòu)在巷道頂板巖層水平運(yùn)動(dòng)時(shí)鋼梁扭曲撕裂、松脫失效等技術(shù)難題；此外，本發(fā)明還提供一種采用上述裝置對(duì)巷道頂板支護(hù)的方法。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種用于巷道頂板支護(hù)的可伸縮型錨索桁架裝置及方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于煤礦巷道支護(hù)【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種用于巷道頂板支護(hù)的可伸縮型錨索桁架裝置及方法。

【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，隨著礦井開(kāi)采規(guī)模、開(kāi)采強(qiáng)度及開(kāi)采深度的加大，巷道圍巖壓力逐漸增加，尤其是地質(zhì)構(gòu)造影響區(qū)域，不僅表現(xiàn)在垂直應(yīng)力的增加上，更主要表現(xiàn)在水平應(yīng)力的增加上。對(duì)于水平應(yīng)力對(duì)巷道圍巖穩(wěn)定性的影響，國(guó)內(nèi)外學(xué)者進(jìn)行了相應(yīng)的研宄，指出巷道頂、底板破壞的主要因素是水平應(yīng)力而不是垂直應(yīng)力。澳大利亞學(xué)者提出了錨桿支護(hù)的最大水平應(yīng)力理論，闡述了巷道掘進(jìn)方向與最大主應(yīng)力方向不同時(shí)巷道穩(wěn)定性的差異。有關(guān)試驗(yàn)研宄表明:隨著水平應(yīng)力的增加，錨(桿)索支護(hù)巷道頂板呈現(xiàn)層狀整體垮落，當(dāng)水平應(yīng)力加大到一定程度，錨固體全部垮落之后，錨固區(qū)外亦呈現(xiàn)楔形冒落。
[0003]目前，錨(桿)索支護(hù)在煤礦巷道支護(hù)領(lǐng)域已得到廣泛應(yīng)用。在應(yīng)對(duì)礦井高應(yīng)力、地質(zhì)條件復(fù)雜不穩(wěn)定等一系列不利于巷道圍巖控制的問(wèn)題上發(fā)揮了舉足輕重的作用。但對(duì)處于高水平應(yīng)力條件下的大斷面巷道以及受采動(dòng)劇烈影響的沿空巷道，巖層水平運(yùn)動(dòng)而造成的巷道頂板擠壓-松動(dòng)擴(kuò)容大變形往往會(huì)沿巷道走向形成破碎帶，易誘發(fā)冒頂垮落事故，對(duì)巷道維護(hù)和工作面安全生產(chǎn)極為不利。傳統(tǒng)的錨(桿)索支護(hù)方式在一定程度上不能適應(yīng)巷道頂板水平運(yùn)動(dòng)而引起的變形破壞，其主要體現(xiàn)在一下幾個(gè)方面:單體錨(桿)索呈點(diǎn)載荷，支護(hù)范圍小，護(hù)表能力較弱；錨梁結(jié)構(gòu)，例如錨索-W型鋼帶、錨索-M型鋼帶、錨索-鋼筋梯子梁、錨索-槽鋼梁、組合梁等組合加強(qiáng)支護(hù)結(jié)構(gòu)在巷道頂板水平運(yùn)動(dòng)擠壓-松動(dòng)擴(kuò)容過(guò)程中，容易造成鋼帶或鋼梁扭曲、撕裂、折斷等現(xiàn)象，護(hù)表作用大大折扣，進(jìn)而導(dǎo)致組合支護(hù)結(jié)構(gòu)永久失效，整體支護(hù)強(qiáng)度下降；組合梁在巷道支護(hù)中具有明顯的優(yōu)越性，是一種能在巷道頂板的水平和鉛垂方向同時(shí)提供壓應(yīng)力的預(yù)應(yīng)力支護(hù)結(jié)構(gòu)，克服了單體錨索支護(hù)不能提供水平張緊力的缺陷，從而使得錨固區(qū)內(nèi)的體處于多維擠壓狀態(tài)，但在巷道頂板巖層水平運(yùn)動(dòng)擠壓變形過(guò)程中，緊貼頂板巖面的組合梁也常發(fā)生松脫失效現(xiàn)象，使其對(duì)頂板的支護(hù)作用驟降且垮冒危險(xiǎn)性也更大。巷道頂板水平運(yùn)動(dòng)而引起的擠壓松擴(kuò)大變形甚至垮落冒頂事故已嚴(yán)重影響現(xiàn)代化高產(chǎn)高效綜采工作面的安全生產(chǎn)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的就是為了解決上述問(wèn)題，提供一種用于巷道頂板支護(hù)的可伸縮型錨索桁架裝置，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，其組合梁可以根據(jù)巷道頂板巖層水平運(yùn)動(dòng)時(shí)對(duì)其所產(chǎn)生的承載作用力的大小，調(diào)整其自身長(zhǎng)度，達(dá)到抑制或適應(yīng)巷道頂板水平擠壓-松擴(kuò)變形的目的，并確保組合梁不會(huì)發(fā)生扭曲撕裂、斷開(kāi)失效等現(xiàn)象，防止巷道垮落冒頂事故的發(fā)生；此外，本發(fā)明還提供一種采用上述裝置進(jìn)行支護(hù)的方法。
[0005]為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，本發(fā)明的一種用于巷道頂板支護(hù)的可伸縮型錨索桁架裝置包括:用于分別錨固在巷道頂板兩側(cè)鉆孔內(nèi)的兩根錨索；與兩根錨索的尾部分別連接的緊貼在頂板巖面上的組合梁；其中，所述組合梁根據(jù)巷道頂板巖層水平運(yùn)動(dòng)時(shí)對(duì)其產(chǎn)生的承載作用力的大小，調(diào)整其自身長(zhǎng)度，以便抑制或適應(yīng)巷道頂板水平擠壓或松擴(kuò)變形。
[0006]其中，所述組合梁包括:主梁；其一端與主梁一端搭接在一起的副梁；安裝在主梁與副梁搭接段的連接組件，用于將主梁和副梁的搭接段夾緊固定在一起。
[0007]其中，所述主梁與所述副梁相遠(yuǎn)離的端部分別設(shè)置有用于供所述錨索穿過(guò)的錨索孔。
[0008]其中，所述主梁包括主槽鋼和分別設(shè)置在主槽鋼橫截面兩側(cè)的一對(duì)主附耳；所述副梁包括副槽鋼和分別設(shè)置在副槽鋼橫截面兩側(cè)的一對(duì)副附耳；其中，所述副槽鋼的一端套入所述主槽鋼一端，所述副槽鋼一端的一對(duì)副附耳分別搭放在所述主槽鋼一端的一對(duì)主附耳上；其中，所述副槽鋼的外表面與所述主槽鋼的內(nèi)表面相吻合。
[0009]其中，所述連接組件包括:安置在所述主槽鋼一端外部的外夾板，具有分別貼附在所述一對(duì)主附耳外部并伸出于一對(duì)主附耳的一對(duì)外夾板附耳；安置在所述副槽鋼一端內(nèi)部的內(nèi)夾板，具有分別貼附在所述一對(duì)副附耳內(nèi)部并伸出于一對(duì)副附耳的一對(duì)內(nèi)夾板附耳；用于將伸出于副附耳的內(nèi)夾板附耳部分和伸出于主附耳的外夾板附耳部分固定連接為一體的螺栓。
[0010]此外，本發(fā)明還提供一種采用如上所述的裝置支護(hù)巷道頂板的方法，其包括如下步驟:
[0011]利用鑿巖機(jī)，在巷道的位于同一斷面的頂板兩側(cè)分別鉆鑿出一個(gè)鉆孔；
[0012]利用錨索攪拌器、鑿巖機(jī)和樹(shù)脂藥卷，將兩根錨索分別錨固在兩個(gè)鉆孔內(nèi)；
[0013]將組合梁與兩根錨索的尾部分別連接，以便組合梁緊貼在頂板的巖面上；
[0014]利用張拉機(jī)具和錨索緊固組件對(duì)兩根錨索分別進(jìn)行張拉預(yù)緊處理，以便兩根錨索被組合梁連接固定；
[0015]其特征在于，所述組合梁根據(jù)巷道頂板巖層水平運(yùn)動(dòng)時(shí)對(duì)其產(chǎn)生的承載作用力的大小，調(diào)整其自身長(zhǎng)度，以便抑制或適應(yīng)巷道頂板巖層水平擠壓或松擴(kuò)變形。
[0016]其中，所述組合梁包括:主梁；其一端與主梁一端搭接在一起的副梁；安裝在主梁和副梁搭接段的連接組件，用于將主梁和副梁的搭接段夾緊固定在一起。
[0017]其中，所述組合梁調(diào)節(jié)其自身長(zhǎng)度包括如下步驟:
[0018]當(dāng)巷道頂板巖層水平運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致所述主梁和所述副梁沿其長(zhǎng)度方向承載的作用力小于或等于所述連接組件夾緊所述主梁和副梁搭接段時(shí)產(chǎn)生的靜摩擦力阻力時(shí)，所述主梁和所述副梁搭接段不進(jìn)行自身長(zhǎng)度的調(diào)整；
[0019]當(dāng)巷道頂板巖層水平運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致所述主梁和所述副梁沿其長(zhǎng)度方向承載的作用力大于所述連接組件夾緊所述主梁和副梁的搭接段時(shí)產(chǎn)生的靜摩擦力阻力時(shí)，所述主梁和所述副梁搭接段的長(zhǎng)度增加或減小，以便所述主梁和所述副梁的總長(zhǎng)度減小或增加。
[0020]其中，形成具有所述搭接段的組合梁包括如下步驟:
[0021]將所述副梁副槽鋼的一端套入所述主梁主槽鋼一端；
[0022]將所述副槽鋼一端的一對(duì)副附耳分別搭放在所述主槽鋼一端的一對(duì)主附耳上；
[0023]其中，所述副槽鋼的外表面與所述主槽鋼的內(nèi)表面相吻合。
[0024]優(yōu)選的，將連接組件安裝在組合梁搭接段包括如下步驟:
[0025]將連接組件的外夾板安置在所述主槽鋼一端的外部，使外夾板的一對(duì)外夾板附耳分別貼附在所述一對(duì)主附耳外部并伸出于一對(duì)主附耳；
[0026]將連接組件的內(nèi)夾板安置在所述副槽鋼一端的內(nèi)部，使內(nèi)夾板的一對(duì)內(nèi)夾板附耳分別貼附在所述一對(duì)副附耳內(nèi)部并伸出于一對(duì)副附耳；
[0027]通過(guò)螺栓，分別將伸出于副附耳的內(nèi)夾板附耳部分和伸出于主附耳的外夾板附耳部分固定連接為一體。
[0028]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的一種用于巷道頂板支護(hù)的可伸縮型錨索桁架裝置及其方法具有如下有益效果:
[0029]I)當(dāng)巷道頂板巖層水平運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致組合梁沿其長(zhǎng)度方向承載的作用力小于或等于連接組件夾緊產(chǎn)生的靜摩擦阻力時(shí)，組合梁結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，能夠起到抑制巷道頂板水平擠壓-松擴(kuò)變形的作用；當(dāng)組合梁承載的作用力大于連接組件夾緊產(chǎn)生的靜摩擦阻力時(shí)，組合梁的長(zhǎng)度能夠適度加長(zhǎng)或減小，以適應(yīng)巷道頂板水平擠壓-松動(dòng)擴(kuò)容變形，確保組合梁不會(huì)發(fā)生扭曲撕裂、斷開(kāi)失效等現(xiàn)象，從而防止巷道垮落冒頂事故的發(fā)生；
[0030]2)本發(fā)明的錨索桁架結(jié)構(gòu)可以有效解決處于高水平應(yīng)力條件的大斷面巷道及受采動(dòng)劇烈影響的沿空巷道因頂板水平運(yùn)動(dòng)擠壓-松擴(kuò)變形而造成的組合梁破壞失效、支護(hù)強(qiáng)度下降等難題。
[0031]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0032]圖1是本發(fā)明的一種可伸縮型錨索桁架用于巷道頂板支護(hù)的示意圖；
[0033]圖2是圖1所示的俯視圖；
[0034]圖3是本發(fā)明的組合梁的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035]圖4是圖3中1-1剖視圖。
[0036]附圖標(biāo)記說(shuō)明:1-巷道；2_組合梁；2a_主梁；21a_主附耳；2b_副梁；21b_副附耳；3_錨索；4_主錨索孔、副錨索孔；5_連接組件；5a-外夾板；51a-外夾板附耳；5b_內(nèi)夾板；51b-內(nèi)夾板附耳；5c-螺栓；6_巷道頂板巖層；7_巷道幫部。

【具體實(shí)施方式】
[0037]如圖1-圖4所示，本發(fā)明提供一種用于巷道頂板支護(hù)的可伸縮型錨索桁架裝置，其包括:用于分別錨固在巷道I頂板兩側(cè)鉆孔內(nèi)的兩根錨索3 ;與兩根錨索3的尾部分別連接的用于緊貼在頂板巖面上的組合梁2 ;其中，組合梁2根據(jù)巷道頂板巖層6水平運(yùn)動(dòng)時(shí)對(duì)其產(chǎn)生的承載作用力的大小，調(diào)整其自身長(zhǎng)度，以便抑制或適應(yīng)巷道頂板巖層6水平擠壓或松擴(kuò)變形。
[0038]在實(shí)際使用過(guò)程中，在巷道的頂板上，可以沿巷道走向連續(xù)布置多套平行的錨索桁架結(jié)構(gòu)(如圖2所示)，其中，每套錨索桁架結(jié)構(gòu)中的組合梁與兩根錨索的尾部分別連接，且兩根錨索所錨固的兩個(gè)鉆孔應(yīng)位于巷道同一斷面頂板兩側(cè)，并向巷道幫部7傾斜，以便與組合梁連接后被預(yù)緊的錨索與垂直方向呈10°?30°的夾角，而每個(gè)鉆孔均應(yīng)深入巷道頂板兩側(cè)巖層的穩(wěn)定無(wú)裂隙區(qū)，從而保證每根錨索均能充分發(fā)揮作用。
[0039]本發(fā)明的可伸縮型錨索桁架裝置中，每套組合梁2可以根據(jù)巷道頂板巖層6水平運(yùn)動(dòng)時(shí)對(duì)其產(chǎn)生的承載作用力的大小，調(diào)整其自身長(zhǎng)度，從而達(dá)到抑制或適應(yīng)巷道頂板巖層6水平擠壓或松擴(kuò)變形的目的。
[0040]具體的，如圖3所示，本發(fā)明的組合梁2包括:主梁2a ;其一端與主梁2a的一端搭接在一起的副梁2b ;安裝在主梁2a和主副梁2b搭接段的連接組件5，用于將主梁2a和副梁2b的搭接段夾緊固定在一起。
[0041]本發(fā)明通過(guò)將副梁套入主梁一定長(zhǎng)度并使副梁與主梁的內(nèi)表面緊密吻合、然后再采用多個(gè)連接組件(優(yōu)選的，連接組件為2-3個(gè))將主梁和副梁搭接段夾緊固定，當(dāng)巷道頂板巖層6水平運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致主梁2a和副梁2b沿其長(zhǎng)度方向承載的作用力小于或等于連接組件夾緊主梁2a和主副梁2b搭接段所產(chǎn)生的靜摩擦阻力時(shí)，整個(gè)組合梁的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，主梁和副梁搭接段不會(huì)產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)，從而能夠起到抑制巷道頂板水平擠壓-松擴(kuò)變形的作用；而當(dāng)主梁2a和副梁2b沿其長(zhǎng)度方向承載的作用力大于連接組件夾緊主梁2a和副梁2b搭接段產(chǎn)生的靜摩擦阻力時(shí)，主梁2a和副梁2b搭接段的長(zhǎng)度會(huì)增加或減小，使得整個(gè)組合梁的整體長(zhǎng)度減小或增加，從而使組合梁能夠適應(yīng)巷道頂板水平擠壓或松動(dòng)擴(kuò)容變形，確保組合梁不會(huì)發(fā)生扭曲撕裂、斷開(kāi)失效等現(xiàn)象，保證整體結(jié)構(gòu)不會(huì)造成損壞。因此，采用本發(fā)明的錨索桁架結(jié)構(gòu)，可以有效解決處于高水平應(yīng)力條件的大斷面巷道及受采動(dòng)劇烈影響的沿空巷道因頂板水平運(yùn)動(dòng)擠壓-松擴(kuò)變形而造成的組合梁破壞失效、支護(hù)強(qiáng)度下降等難題。
[0042]優(yōu)選的，如圖3、圖4所示，本發(fā)明的主梁2a包括主槽鋼和分別設(shè)置在主槽鋼兩側(cè)的向外水平伸出的一對(duì)主附耳21a;副梁2b包括副槽鋼和分別設(shè)置在副槽鋼兩側(cè)且向外水平伸出的一對(duì)副附耳21b;其中，副槽鋼的一端套入主槽鋼一端，副槽鋼一端的一對(duì)副附耳21b分別搭放在主槽鋼一端的一對(duì)主附耳21a上，并且，副槽鋼的外表面與主槽鋼的內(nèi)表面相吻合。
[0043]制作時(shí)，主梁和副梁均由短槽鋼制成，而主附耳和副附耳均采用沖壓方法制作而成；然后，將副梁套入主梁使兩者重合一定長(zhǎng)度，重合部分即形成組合梁的所述搭接段。在制作時(shí)，應(yīng)使副梁的結(jié)構(gòu)尺寸與主梁的結(jié)構(gòu)尺寸相匹配，以便副梁套入主梁時(shí)，副梁的外表面和主梁的內(nèi)表面可以相互緊密吻合。當(dāng)主梁、副梁形成搭接段后，在搭接段套入2-3個(gè)連接組件5，并通過(guò)預(yù)緊連接組件螺栓的方法，將主梁和副梁連接為一體。優(yōu)選的，主梁和副梁在初始狀態(tài)下的重合部分長(zhǎng)度可以根據(jù)實(shí)際使用需求確定，而預(yù)緊螺栓時(shí)的預(yù)緊扭矩按要求設(shè)定。
[0044]其中，如圖3、圖4所示，本發(fā)明的連接組件5包括:安置在主槽鋼一端外部的外夾板5a，具有用于分別貼附在一對(duì)主附耳21a外部并伸出于一對(duì)主附耳21a的一對(duì)外夾板附耳51a;安置在副槽鋼一端內(nèi)部的內(nèi)夾板5b，具有用于分別貼附在一對(duì)副附耳21b內(nèi)部并伸出于一對(duì)副附耳21b的一對(duì)內(nèi)夾板附耳51b;用于將伸出于副附耳21b的內(nèi)夾板附耳51b部分和伸出于主附耳21a的外夾板附耳51a部分固定連接為一體的螺栓5c。
[0045]由于本發(fā)明的主梁、副梁均呈凹型，而內(nèi)夾板安置在副梁的內(nèi)表面，外夾板安置在主梁的外表面，因此，內(nèi)夾板和外夾板也分別呈凹型，且應(yīng)使內(nèi)夾板的結(jié)構(gòu)尺寸與副梁的結(jié)構(gòu)尺寸相匹配，使外夾板的結(jié)構(gòu)尺寸與主梁的結(jié)構(gòu)尺寸相匹配，以便將內(nèi)夾板、副梁、主梁、外夾板組裝在一起時(shí)，相鄰兩個(gè)零件相接觸的表面可以相互緊密吻合，從而增加相鄰兩零件之間的接觸面積。
[0046]其中，一對(duì)內(nèi)夾板附耳和一對(duì)外夾板附耳分別通過(guò)螺栓預(yù)緊固定連接，由于位于組合梁同一側(cè)面的內(nèi)夾板附耳和外夾板附耳之間具有一定的間距(該間距與主附耳、副附耳的厚度之和相當(dāng))，因此，在采用螺栓將上述內(nèi)、外夾板附耳連接時(shí)，螺栓預(yù)緊扭矩越大，內(nèi)、外夾板附耳之間的間距就越小，連接組件夾緊主梁和副梁時(shí)所產(chǎn)生的靜摩擦力就越大。而由于連接組件和主梁、副梁之間靜摩擦力的存在，使得本發(fā)明的組合梁2可以根據(jù)巷道頂板巖層6水平運(yùn)動(dòng)時(shí)對(duì)其產(chǎn)生的承載作用力的大小，調(diào)整其自身的長(zhǎng)度，以便達(dá)到抑制或適應(yīng)巷道頂板水平擠壓-松擴(kuò)變形的目的。
[0047]其中，為了用組合梁將兩根錨索連接為一體，在組合梁的主梁與副梁相遠(yuǎn)離的端部分別設(shè)置有用于供錨索穿過(guò)的錨索孔。
[0048]具體的，在主梁2a主槽鋼的另一端設(shè)置有用于連接兩根錨索3中的一根錨索尾部的主錨索孔4，在副梁2b副槽鋼的另一端設(shè)置有用于連接兩根錨索3中的另一根錨索尾部的副錨索孔4，通過(guò)將兩根錨索尾部分別穿入主錨索孔、副錨索孔，再通過(guò)張拉機(jī)具和錨索3緊固組件對(duì)每根錨索進(jìn)行張拉預(yù)緊，可以使組合梁2緊貼在巷道頂板的巖面上，從而通過(guò)錨索和組合梁，對(duì)巷道頂板進(jìn)行有效支護(hù)。
[0049]除了上述的可伸縮型錨索桁架裝置，本發(fā)明還提供采用上述的可伸縮型錨索桁架裝置對(duì)巷道頂板進(jìn)行支護(hù)的方法，該方法包括如下步驟:
[0050]利用鑿巖機(jī)，在巷道的位于同一斷面的頂板兩側(cè)分別鉆鑿出一個(gè)鉆孔；
[0051]利用錨索3攪拌器、鑿巖機(jī)和樹(shù)脂藥卷，將兩根錨索3的端頭分別錨固在兩個(gè)鉆孔內(nèi)；
[0052]將組合梁2與兩根錨索3的尾部分別連接；
[0053]利用張拉機(jī)具和錨索緊固組件對(duì)兩根錨索3分別進(jìn)行張拉預(yù)緊處理，以便組合梁2緊貼在頂板的巖面上；
[0054]其中，組合梁2根據(jù)巷道頂板巖層6水平運(yùn)動(dòng)時(shí)對(duì)其產(chǎn)生的承載作用力的大小，調(diào)整其自身長(zhǎng)度，以便抑制或適應(yīng)巷道頂板的水平擠壓或松擴(kuò)變形的作用。
[0055]其中，組合梁2調(diào)節(jié)其自身長(zhǎng)度包括如下步驟:
[0056]當(dāng)巷道頂板巖層6水平運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致主梁和副梁沿其長(zhǎng)度方向承載的作用力小于或等于連接組件夾緊主梁和副梁搭接段時(shí)產(chǎn)生的靜摩擦力阻力時(shí)，主梁和副梁搭接段不進(jìn)行自身長(zhǎng)度的調(diào)整；
[0057]當(dāng)巷道頂板巖層6水平運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致主梁和副梁沿其長(zhǎng)度方向承載的作用力大于連接組件夾緊主梁和副梁的搭接段時(shí)產(chǎn)生的靜摩擦力阻力時(shí)，主梁和副梁搭接段的長(zhǎng)度增加或減小，以便組合梁的總長(zhǎng)度減小或增加。
[0058]其中，形成具有搭接段的組合梁包括如下步驟:
[0059]將副梁2b副槽鋼的一端套入主梁2a主槽鋼一端；
[0060]將副槽鋼一端的一對(duì)副附耳21b分別搭放在主槽鋼一端的一對(duì)主附耳21a上；[0061 ] 其中，設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)使副槽鋼的外表面與主槽鋼的內(nèi)表面相吻合。
[0062]其中，將連接組件5安裝在組合梁搭接段包括如下步驟:
[0063]將連接組件5的外夾板5a安置在副槽鋼一端的外部，使外夾板5a的一對(duì)外夾板附耳51a分別貼附在一對(duì)副附耳21b外部并伸出于一對(duì)副附耳21b ;
[0064]將連接組件5的內(nèi)夾板5b安置在主槽鋼一端的內(nèi)部，使內(nèi)夾板5b的一對(duì)內(nèi)夾板附耳51b分別貼附在一對(duì)主附耳21a內(nèi)部并伸出于一對(duì)主附耳21a ;
[0065]通過(guò)螺栓5c，分別將伸出于副附耳21b的外夾板附耳51a部分和伸出于主附耳21a的內(nèi)夾板附耳51b部分固定連接為一體，以便將主梁、副梁的搭接段夾緊，并通過(guò)調(diào)節(jié)螺栓的預(yù)緊扭矩，調(diào)節(jié)連接組件與主梁、副梁搭接段連接處的靜摩擦力。
[0066]在具體支護(hù)過(guò)程中，根據(jù)需要，在巷道I頂板上，沿巷道走向布置多個(gè)連續(xù)的可伸縮型錨索桁架裝置，且多個(gè)可伸縮型錨索桁架裝置相互平行。
[0067]其中，每個(gè)可伸縮型錨索桁架裝置按照如下順序進(jìn)行布置:
[0068]1、鉆孔。使用鑿巖機(jī)在巷道I頂板上鑿兩個(gè)鉆孔，兩個(gè)鉆孔處于同一斷面頂板兩側(cè)，且向巷道幫部7肩角傾斜。在鉆孔操作時(shí)，應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)好的鉆孔與組合梁上的錨索孔之間的連線與垂直方向之間所需形成的夾角來(lái)確定每個(gè)鉆孔的位置，優(yōu)選的，該夾角為10°?30°夾角，并且，鉆孔操作時(shí)，鉆鑿出來(lái)的每個(gè)鉆孔均應(yīng)深入巷道頂板兩側(cè)巖層穩(wěn)定無(wú)裂隙區(qū)，以保證錨索能充分發(fā)揮作用。
[0069]2、錨索端頭錨固。使用錨索將樹(shù)脂藥卷推入孔底，利用錨索攪拌器將錨索尾部與鑿巖機(jī)相連，啟動(dòng)并升起鑿巖機(jī)，邊推進(jìn)邊攪拌，錨索端頭推入鉆孔底部后停止鉆進(jìn)，再攪拌10?15s后停機(jī)；
[0070]3、安裝組合梁。待兩根錨索端頭完全錨固后，將兩根錨索尾部與組合梁兩端的錨索孔一一對(duì)應(yīng)并穿入其中，以使組合梁緊貼于頂板巖面上；
[0071]4、張拉預(yù)緊錨索。依次在錨索尾部安裝小墊板、夾片式鎖具，再使用專(zhuān)用張拉機(jī)具張拉預(yù)緊，然后采用相同方法張拉預(yù)緊另一側(cè)錨索，從而對(duì)巷道頂板進(jìn)行支護(hù)。
[0072]盡管上文對(duì)本發(fā)明作了詳細(xì)說(shuō)明，但本發(fā)明不限于此，本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員可以根據(jù)本發(fā)明的原理進(jìn)行修改，因此，凡按照本發(fā)明的原理進(jìn)行的各種修改都應(yīng)當(dāng)理解為落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種用于巷道頂板支護(hù)的可伸縮型錨索桁架裝置，其特征在于，包括: 用于分別錨固在巷道頂板兩側(cè)鉆孔內(nèi)的兩根錨索； 與兩根錨索的尾部分別連接的緊貼在頂板巖面上的組合梁； 其中，所述組合梁根據(jù)巷道頂板巖層水平運(yùn)動(dòng)時(shí)對(duì)其產(chǎn)生的承載作用力的大小，調(diào)整其自身長(zhǎng)度，以便抑制或適應(yīng)巷道頂板巖層水平擠壓或松擴(kuò)變形。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可伸縮型錨索桁架裝置，其特征在于，所述組合梁包括: 主梁； 其一端與主梁一端搭接在一起的副梁； 安裝在主梁與副梁搭接段的連接組件，用于將主梁和副梁的搭接段夾緊固定在一起。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的可伸縮型錨索桁架裝置，其特征在于，所述主梁與所述副梁相遠(yuǎn)離的端部分別設(shè)置有用于供所述錨索穿過(guò)的錨索孔。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的可伸縮型錨索桁架裝置，其特征在于: 所述主梁包括主槽鋼和分別設(shè)置在主槽鋼兩側(cè)的一對(duì)主附耳； 所述副梁包括副槽鋼和分別設(shè)置在副槽鋼兩側(cè)的一對(duì)副附耳； 其中，所述副槽鋼的一端套入所述主槽鋼一端，所述副槽鋼一端的一對(duì)副附耳分別搭放在所述主槽鋼一端的一對(duì)主附耳上； 其中，所述副槽鋼的外表面與所述主槽鋼的內(nèi)表面相吻合。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的可伸縮型錨索桁架裝置，其特征在于，所述連接組件包括: 安置在所述主槽鋼一端外部的外夾板，具有分別貼附在所述一對(duì)主附耳外部并伸出于一對(duì)主附耳的一對(duì)外夾板附耳； 安置在所述副槽鋼一端內(nèi)部的內(nèi)夾板，具有分別貼附在所述一對(duì)副附耳內(nèi)部并伸出于一對(duì)副附耳的一對(duì)內(nèi)夾板附耳； 用于將伸出于副附耳的內(nèi)夾板附耳部分和伸出于主附耳的外夾板附耳部分固定連接為一體的螺栓。
6.一種采用如權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的裝置支護(hù)巷道頂板的方法，其特征在于，包括如下步驟: 利用鑿巖機(jī)，在巷道的位于同一斷面的頂板兩側(cè)分別鉆鑿出一個(gè)鉆孔； 利用錨索攪拌器、鑿巖機(jī)和樹(shù)脂藥卷，將兩根錨索分別錨固在兩個(gè)鉆孔內(nèi)； 將組合梁與兩根錨索的尾部分別連接，以便組合梁緊貼在頂板的巖面上； 利用張拉機(jī)具和錨索緊固組件對(duì)兩根錨索分別進(jìn)行張拉預(yù)緊處理，以便兩根錨索被組合梁連接固定； 其特征在于，所述組合梁根據(jù)巷道頂板巖層水平運(yùn)動(dòng)時(shí)對(duì)其產(chǎn)生的承載作用力的大小，調(diào)整其自身長(zhǎng)度，以便抑制或適應(yīng)巷道頂板巖層水平擠壓或松擴(kuò)變形。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的支護(hù)方法，其特征在于，所述組合梁包括: 主梁； 其一端與主梁一端搭接在一起的副梁； 安裝在主梁和副梁搭接段的連接組件，用于將主梁和副梁的搭接段夾緊固定在一起。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的支護(hù)方法，其特征在于，所述組合梁調(diào)節(jié)其自身長(zhǎng)度包括如下步驟: 當(dāng)巷道頂板巖層水平運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致所述主梁和所述副梁沿其長(zhǎng)度方向承載的作用力小于或等于所述連接組件夾緊所述主梁和副梁搭接段時(shí)產(chǎn)生的靜摩擦力阻力時(shí)，所述主梁和所述副梁搭接段不進(jìn)行自身長(zhǎng)度的調(diào)整； 當(dāng)巷道頂板巖層水平運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致所述主梁和所述副梁沿其長(zhǎng)度方向承載的作用力大于所述連接組件夾緊所述主梁和副梁的搭接段時(shí)產(chǎn)生的靜摩擦力阻力時(shí)，所述主梁和所述副梁搭接段的長(zhǎng)度增加或減小，以便所述主梁和所述副梁的總長(zhǎng)度減小或增加。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的支護(hù)方法，其特征在于，形成具有所述搭接段的組合梁包括如下步驟: 將所述副梁副槽鋼的一端套入所述主梁主槽鋼一端； 將所述副槽鋼一端的一對(duì)副附耳分別搭放在所述主槽鋼一端的一對(duì)主附耳上； 其中，所述副槽鋼的外表面與所述主槽鋼的內(nèi)表面相吻合。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的支護(hù)方法，其特征在于，將連接組件安裝在組合梁搭接段包括如下步驟: 將連接組件的外夾板安置在所述主槽鋼一端的外部，使外夾板的一對(duì)外夾板附耳分別貼附在所述一對(duì)主附耳外部并伸出于一對(duì)主附耳； 將連接組件的內(nèi)夾板安置在所述副槽鋼一端的內(nèi)部，使內(nèi)夾板的一對(duì)內(nèi)夾板附耳分別貼附在所述一對(duì)副附耳內(nèi)部并伸出于一對(duì)副附耳； 通過(guò)螺栓，分別將伸出于副附耳的內(nèi)夾板附耳部分和伸出于主附耳的外夾板附耳部分固定連接為一體。
【文檔編號(hào)】E21D21/00GK104453964SQ201410817222
【公開(kāi)日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年12月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月24日
【發(fā)明者】何富連 申請(qǐng)人:中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京)