一种现浇连续混凝土支架及其安装方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于矿山支护的新型支护设备，尤其涉及一种用于煤矿巷道软岩支护的现浇连续混凝土支架。
【背景技术】
[0002]在我国中东部部分矿山资源面临枯竭的形势下，为保证煤炭开采的持续高产，煤炭主产区正逐步向内蒙和新疆等地转移。西部地区煤炭资源储量丰富，然而地质条件与中东部地区相比却存在着较大的差异，在已开采的矿区白垩系、侏罗系地层中发现广泛存在着一类泥化弱胶结软岩，其胶结程度差、强度低、易风化、遇水泥化或膨胀，给煤矿巷道支护带来了极大的困难，严重制约了煤矿的安全、高效生产。
[0003]在巷道支护中，现在常用的U型钢可缩性支架，其工作阻力由支架接头处的摩擦阻力决定，而该处的摩擦阻力又取决于卡缆的锁紧程度。国内的可缩性支架普遍采用螺栓紧固式卡缆，由于缺乏专用的动力扳手，卡缆的锁紧力得不到保证，导致支架工作阻力低下，只能达到其极限承载能力的50%左右。此外，U型钢可缩性支架具有薄壁金属结构刚度不足、对外荷载比较敏感、可塑性差等特点，当遇到性质极差的泥化弱胶结软岩时，支护效果会大打折扣。而对于一些复杂的高应力极软岩巷道，采用U型钢支护的方法更是难以保证围岩的稳定性。
[0004]为了克服U型钢可缩性支架在软岩巷道支护中的上述不足，有的学者对巷道支护技术进行了探索和创新。中国发明专利CN 1959063 B公布了一种可缩式钢管混凝土支架，包括多节钢管，相邻两节钢管之间通过连接管相互连接，钢管内部填装混凝土。具有结构简单、支护能力强、稳定性好、受力合理的优点。然而，由于管体是刚性的并且质量很大，再加上深井巷道内部环境复杂，在将设备运输到支护面时会遇到许多麻烦。另外，此装置安装时需要现场组装，操作复杂。
[0005]因此有必要探索一种既能保证支护效果，又运输方便、安装简便的软岩巷道支护形式。
【发明内容】
[0006]针对现有用于深井或软岩大变形巷道的支护形式的上述不足，本发明提供了一种原理简单、安装简便、适用性广泛、制作成本低的现浇连续混凝土支架。
[0007]本发明一种现浇连续混凝土支架，由土工模袋外壳和内填纤维混凝土组成，其特征在于，所述的土工模袋外壳由承载支架外壳和连接横梁外壳构成，承载支架外壳的形状、尺寸均与巷道的截面相匹配，其下部设灌浆孔，连接横梁外壳位于两侧的承载支架外壳之间，连接横梁外壳与承载支架外壳缝合在一起且内部连通。
[0008]所述的土工模袋外壳，其制作材料为经过阻燃改性的土工模袋。
[0009]所述的一种现浇连续混凝土支架的安装方法为:巷道开挖完成后使用锚网喷进行初期支护，随后将土工模袋外壳在设计位置展开；通过灌浆孔往土工模袋外壳内灌注纤维混凝土，直至混凝土支架成型；灌注完成后封堵灌浆孔，安装完成。
[0010]本发明一种现浇连续混凝土支架具有如下优点:
(1)本发明一种现浇连续混凝土支架，其外壳由土工模袋材料制成，质量轻且可折叠，方便运输；
(2)本发明装置的土工模袋外壳内部完全连通，灌入混凝土后，整个支架成为一个连续的整体，支护结构具有良好的整体性；
(3)本发明装置土工模袋外壳具有一定的透水性，灌入混凝土后，多余的水分通过织物空隙渗出，可迅速降低水灰比，缩短混凝土的凝固时间，增加混凝土的强度；
(4)本发明装置土工模袋外壳的形状和尺寸，可根据工程勘查数据特别缝制，适应于各类工程状况；
(5)本发明装置的内填混凝土为纤维混凝土，具有比普通混凝土更高的抗拉与抗弯极限强度，更加适应矿井内部复杂的应力环境；
(6)本发明装置安装时只需将土工模袋外壳展开直接灌注纤维混凝土，灌注完成后封堵灌浆孔即可，安装过程简单方便；
(7)本发明装置所需的材料为纤维混凝土与土工模袋，取材容易，制作简单，成本低。
【附图说明】
[0011]图1为本发明一种现浇连续混凝土支架的结构示意图。
[0012]图2为本发明一种现浇连续混凝土支架的支护示意图。
[0013]图3为本发明一种现浇连续混凝土支架的截面示意图。
[0014]图例说明:1_承载支架外壳；2_连接横梁外壳；3_灌浆孔；4_巷道围岩；5-钢筋网；6_喷射混凝土 ；7-锚杆；8_—种现浇连续混凝土支架；9_ 土工模袋外壳；10-纤维混凝土 ；11-尼龙绳。
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图与实例对本发明做进一步说明。
[0016]如图1-3所示，本发明一种现浇连续混凝土支架8，包括土工模袋外壳9和内填纤维混凝土 10。所述的土工模袋外壳9由承载支架外壳1和连接横梁外壳2构成；所述的承载支架外壳1的形状与巷道初衬截面相匹配，其下部设灌浆孔3 ;连接横梁外壳2位于两侧的承载支架外壳1之间，承载支架外壳1与连接横梁外壳2缝合在一起且内部连通。
[0017]所述的土工模袋外壳9，其上下层之间用两排一定长度的尼龙绳11连接，以控制充填时支架截面的厚度。
[0018]所述的土工模袋外壳9的制作材料为经过阻燃改性的土工模袋，其各部分的尺寸可根据工程实际确定。
[0019]所述的一种现浇连续混凝土支架8的安装方法为:巷道开挖完成后使用锚网喷进行初期支护，随后将土工模袋外壳9在设计位置展开；通过灌浆孔3往土工模袋外壳9内灌注纤维混凝土 10 ;灌注完成后封堵灌浆孔3，安装完成。支架安装完成后要及时洒水养护，使纤维混凝土 10达到最高强度。
【主权项】
1.一种现浇连续混凝土支架，由土工模袋外壳和内填纤维混凝土组成，其特征在于，所述的土工模袋外壳由承载支架外壳和连接横梁外壳构成，承载支架外壳的形状、尺寸均与巷道的截面相匹配，其下部设灌浆孔，连接横梁外壳位于两侧的承载支架外壳之间，连接横梁外壳与承载支架外壳缝合在一起且内部连通。2.如权利要求1所述的一种现浇连续混凝土支架的安装方法，其特征在于，巷道开挖完成后使用锚网喷进行初期支护，随后将土工模袋外壳在设计位置展开；通过灌浆孔往土工模袋外壳内灌注纤维混凝土，直至混凝土支架成型；灌注完成后封堵灌浆孔，安装完成。
【专利摘要】本发明提供了一种现浇连续混凝土支架及其安装方法，一种连续现浇混凝土支架由土工模袋外壳和内填纤维混凝土组成，其中，土工模袋外壳由承载支架外壳和连接横梁外壳构成，承载支架外壳的形状与巷道初衬截面相匹配，其下部设灌浆孔，连接横梁外壳位于两侧的承载支架外壳之间，承载支架外壳和连接横梁外壳缝合在一起且内部连通。其安装方法为，锚网喷支护完成后，将土工模袋外壳在设计位置展开；然后通过灌浆孔往土工模袋外壳内灌注纤维混凝土；灌注完成后封堵灌浆孔。本装置安装简便、整体性好，且制作成本低、适用性广泛，可大大提高煤矿软岩巷道的支护效果与支护效率。
【IPC分类】E21D11/10
【公开号】CN105298514
【申请号】CN201510837256
【发明人】李廷春, 陈佃浩, 尚黎明, 吕连勋, 段会玲, 吴帅, 李为腾
【申请人】山东科技大学
【公开日】2016年2月3日
【申请日】2015年11月26日