CN106593486A - 一种巷道交岔点用钢管混凝土组合支架 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种巷道交岔点用钢管混凝土组合支架。它包括支撑架，在支撑架上设有搭接架，支撑架与搭接架通过对接装置相连。本发明结构设计合理，承载力高、施工简单、后期返修率低、性价比高，能够应用于深部软岩巷道交岔点。
Description
技术领域
本发明涉及一种巷道交岔点用钢管混凝土组合支架。
背景技术
巷道是井下生产的动脉，根据开拓设计的要求和为了适应矿体的变化或地质条件的特殊要求，会布置巷道交岔点，两条巷道相交处或一条巷道分岔处的那段巷道叫巷道交岔点，与普通巷道相比，巷道交岔点的开挖空间较大，支护体结构与施工工艺设计更为复杂。巷道交岔点是巷道施工支护的关键部位，如果设计不合理，会给生产及安全带来很大的不利因素，特别是交叉角度较小的交岔点支护的弊病更严重，因此巷道交岔点的施工方法及支护方式对安全生产特别重要。
目前，巷道交岔点最主要的支护技术是U型钢可缩性支架支护、锚杆支护以及砌碹、喷混凝土层、注浆、锚索、桁架、金属网等各种联合支护技术。近年来，随着煤矿开采深度不断增加，工程灾害日趋增多，尤其是深部巷道交岔点处的围岩存在大变形、流变、地温升高等现象，U型钢可缩性支架支护、锚杆支护以及各种联合支护技术已经难以解决深部软岩巷道交岔点难支护问题，对深部资源的安全高效开采造成了巨大威胁。
钢管混凝土结构是一种钢管内灌注混凝土形成的组合结构，这种组合结构集成了混凝土的高抗压性能和钢管的良好延性。现有技术中，井下灌注式钢管混凝土支架作为一种新型的支护形式，具有承载力高、支护成本低的优点，但是它仅局限于单条巷道支护技术的研究与应用，而深部软岩巷道交岔点中钢管混凝土支架的应用研究尚属空白，因此如何更好的在巷道交岔点中应用这种支护形式，具有很大的研究价值。
发明内容
本发明提供了一种巷道交岔点用钢管混凝土组合支架，它结构设计合理，承载力高、施工简单、后期返修率低、性价比高，能够应用于深部软岩巷道交岔点，解决了现有技术中存在的问题。
本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：它包括支撑架，在支撑架上设有搭接架，支撑架与搭接架通过对接装置相连。
所述支撑架为首尾相连的闭合式结构，在支撑架上间隔设有若干搭接架，搭接架为C形，搭接架的两端部均焊接有密封板，搭接架的一端位于支撑架上部外侧面上并通过对接装置与其相连，搭接架的另一端位于支撑架下部外侧面上并通过对接装置与其相连。
所述对接装置包括支撑架挡板结构和搭接架挡板结构，支撑架挡板结构包括焊接于搭接架端部两侧的支撑架外侧面上的两第一挡板，两第一挡板上分别设有与其相垂直的第二挡板，第二挡板与第一挡板、支撑架焊接；搭接架挡板结构包括焊接于搭接架端部两侧的两第三挡板，两第三挡板与两第二挡板相抵接，搭接架端部内侧面上焊接有第四挡板，第四挡板与支撑架相抵接。
第一挡板、第二挡板、第三挡板和第四挡板均为工字钢。
所述第四挡板与最靠近该第四挡板的搭接架端部之间的长度至少为500mm。
所述支撑架为首尾不相连的非封闭式结构，在支撑架上间隔设有若干搭接架，搭接架为n形，搭接架的一端位于支撑架上部外侧面上并通过对接装置与其相连，搭接架的另一端固定于巷道底板上，支撑架与搭接架的两端部均焊接有密封板；对接装置为焊接于支撑架上部的插接套管，搭接架的一端伸入插接套管与其插接。
所述插接套管的两侧设有护翼板，护翼板焊接于插接套管与支撑架上。
所述支撑架和搭接架上均设有注浆口、排气口。
支撑架由若干相连通的支撑架单体通过法兰和/或套管连接而成，搭接架由若干相连通的搭接架单体通过法兰和/或套管连接而成。
所述支撑架和搭接架上均设有锚固耳板。
本发明采用上述方案，具有以下优点：
1、使用时，支撑架与搭接架内灌注混凝土，形成钢管混凝土结构，它集成了混凝土的高抗压性能和钢管的良好延性；支撑架与搭接架通过对接装置组成整体支护结构，有效提高了巷道交叉点的整体承载力；本发明结构简单，施工方便，经济可靠，解决了深部软岩巷道交岔点难支护的问题，简化了巷道交岔点支护方式的复杂性。
2、对接装置的一种结构包括支撑架挡板结构和搭接架挡板结构，使用时由于巷道对搭接架的压力，使搭接架挡板结构与支撑架挡板结构紧紧抵接于一体，支撑架与搭接架组成整体支护结构，这种对接方式可实现搭接架与支撑架之间压力和推力的传递，对接处不产生弯矩，易实现且牢靠，保证了巷道交叉点的整体承载力。
3、第一挡板、第二挡板、第三挡板和第四挡板均为工字钢，工字钢抗弯能力强、残余应力小、成本低、重量小。
4、第四挡板与最靠近该第四挡板的搭接架端部之间的长度至少为500mm，即安装完成后搭接架端部留出适当的搭接长度，有利于提高支撑架与搭接架的搭接稳定性。
5、对接装置的另一种结构为焊接于支撑架上部的插接套管，搭接架的一端伸入插接套管与其插接。使用时由于巷道对搭接架的压力，使搭接架与支撑架紧紧抵接于一体，支撑架与搭接架组成整体支护结构，这种对接方式可实现搭接架与支撑架之间压力和推力的传递，搭接架传来的荷载直接作用在支撑架上，对接处不产生弯矩，易实现且牢靠，保证了巷道交叉点的整体承载力。
6、支撑架和搭接架上均设有注浆口、排气口，这样可以通过注浆口灌注核心混凝土等凝固剂，核心混凝土等凝固剂产生的气体从排气口排出。
7、支撑架由若干相连通的支撑架单体通过法兰和/或套管连接而成，搭接架由若干相连通的搭接架单体通过法兰和/或套管连接而成。这种结构有利于支撑架和搭接架的制造、运输和安装。
8、支撑架和搭接架的两端部均焊接有密封板，防止支撑架与搭接架灌注混凝土时跑浆。
9、支撑架和搭接架上均设有锚固耳板，通过锚杆或锚索穿过锚固耳板从而固定支撑架和搭接架，并且防止支撑架和搭接架遭到破坏后位于顶部的支撑架单体、搭接架单体脱落造成安全事故。
附图说明
图1为实施例一的立体结构示意图。
图2为实施例一的对接装置的结构示意图。
图3为实施例一的主视结构示意图。
图4为图3中A—A向剖视结构示意图。
图5为图4的右视结构示意图。
图6为实施例一的左结构示意视图。
图7为图6中B—B向剖视结构示意图。
图8为实施例一的使用状态示意图一。
图9为实施例一的使用状态示意图二。
图10为实施例二的结构示意图。
图11为实施例二的对接装置的结构示意图。
图12为实施例二支撑架的结构示意图。
图13为实施例二搭接架的结构示意图。
图中，1、支撑架，2、搭接架，3、对接装置，4、注浆口，5、排气口，6、密封板，7、锚固耳板，8、辅助支撑架，101、支撑架单体，102、法兰，103、套管，201、搭接架单体，202、法兰，203、套管，301、第一挡板，302、第二挡板，303、第三挡板，304、第四挡板，3001、插接套管，3002、护翼板。
具体实施方式
为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本发明进行详细阐述。
实施例1
如图1～图9所示，本发明包括支撑架1，支撑架1为首尾相连的闭合式结构，在支撑架1上间隔设有若干搭接架2，搭接架2为C形，搭接架2的一端位于支撑架1上部外侧面上并通过对接装置3与其相连，搭接架2的另一端位于支撑架1下部外侧面上并通过对接装置3与其相连。对接装置3包括支撑架挡板结构和搭接架挡板结构，支撑架挡板结构包括焊接于搭接架2端部两侧的支撑架1外侧面上的两第一挡板301，两第一挡板301之间的距离稍大于搭接架2的直径，两第一挡板301上分别设有与其相垂直的第二挡板302，第二挡板302与第一挡板301、支撑架1焊接；搭接架挡板结构包括焊接于搭接架2端部两侧的两第三挡板303，两第三挡板303与两第二挡板302相抵接，搭接架2端部内侧面上焊接有第四挡板304，第四挡板304与支撑架1相抵接。第一挡板301、第二挡板302、第三挡板303和第四挡板304均为工字钢。支撑架1由若干相连通的支撑架单体101通过法兰102和/或套管103连接而成。搭接架2由若干相连通的搭接架单体201通过法兰202和/或套管203连接而成，搭接架2的两端部均焊接有密封板6。支撑架1和搭接架2上均设有注浆口4、排气口5。支撑架1和搭接架2上均设有锚固耳板7。第四挡板304与最靠近该第四挡板304的搭接架2端部之间的长度至少为500mm。支撑架1与搭接架2均为管体。
支撑架1为首尾相连的闭合式结构，支撑架1的断面形状根据巷道断面尺寸、围岩地质条件等要求，可以是圆形、椭圆形、环形或类圆形等，可以有效防止巷道底鼓。支撑架1一般分为4～6个支撑架单体101，支撑架单体101之间采用套管103或法兰102连接。因支撑架1顶弧段自重大，支撑架1顶弧段与两帮段最好采用法兰102连接，防止支撑架1顶弧段在安装过程中滑落。
支撑架1除了承受围岩压力外，还需要承受搭接架2的压力，所以支撑架1的形状需选用具有较高承载能力的圆形、椭圆形、环形或类圆形，而且在巷道交岔点断面尺寸较大处，还需设置辅助支撑架8，辅助支撑架8与支撑架1无间距紧贴架设，如图8、图9所示。
搭接架2是非闭合式结构，呈“C”形，搭接架2的两端头通过对接装置3与支撑架1形成封闭式结构。在巷道交岔点处，搭接架2的“C”形开口高度由搭接架在支撑架1上的搭接位置确定。搭接架2一般分为3～5个搭接架单体201，搭接架单体201之间采用套管203或法兰202连接。搭接架2之间采用W钢带（图中未画出）连接，以维持巷道交岔点钢管混凝土支架的整体稳定性。搭接架2与支撑架1具有夹角，作为优选，搭接架2与支撑架1相垂直设置。支撑架1与搭接架2均为钢管。
使用时，支撑架1与搭接架2内灌注混凝土，形成钢管混凝土结构，它集成了混凝土的高抗压性能和钢管的良好延性；支撑架1与搭接架2通过对接装置3组成整体支护结构，有效提高了巷道交叉点的整体承载力；本发明结构简单，施工方便，经济可靠，解决了深部软岩巷道交岔点难支护的问题，简化了巷道交岔点支护方式的复杂性。
对接装置3包括支撑架挡板结构和搭接架挡板结构，使用时由于巷道对搭接架2的压力，使搭接架挡板结构与支撑架挡板结构紧紧抵接于一体，支撑架1与搭接架2组成整体支护结构，这种对接方式可实现搭接架2与支撑架1之间压力和推力的传递，对接处不产生弯矩，易实现且牢靠，保证了巷道交叉点的整体承载力。
第一挡板301、第二挡板302、第三挡板303和第四挡板304均为工字钢，工字钢抗弯能力强、残余应力小、成本低、重量小。
支撑架1和搭接架2上均设有注浆口4、排气口5，这样可以通过注浆口4灌注核心混凝土等凝固剂，核心混凝土等凝固剂产生的气体从排气口5排出。
支撑架1由若干相连通的支撑架单体101通过法兰102和/或套管103连接而成，搭接架2由若干相连通的搭接架单体201通过法兰202和/或套管203连接而成。这种结构有利于支撑架1和搭接架2的制造、运输和安装。
第四挡板304与最靠近该第四挡板304的搭接架2端部之间的长度至少为500mm，即安装完成后搭接架2端部留出适当的搭接长度，有利于提高支撑架1与搭接架2的搭接稳定性。
搭接架2的两端部均焊接有密封板6，防止搭接架2灌注混凝土时跑浆。
支撑架1和搭接架2上均设有锚固耳板7，通过锚杆或锚索穿过锚固耳板7从而固定支撑架1和搭接架2，并且防止支撑架1和搭接架2遭到破坏后位于顶部的支撑架单体101、搭接架单体201脱落造成安全事故。
实施例2
如图10～图13所示，本实施例与实施例1的区别在于：它包括支撑架1，支撑架1为首尾不相连的非封闭式结构，在支撑架1上间隔设有若干搭接架2，搭接架2为n形，搭接架2的一端位于支撑架1上部外侧面上并通过对接装置3与其相连，搭接架2的另一端固定于巷道底板上。对接装置3为焊接于支撑架1上部的插接套管3001，搭接架2的一端伸入插接套管3001与其插接。插接套管3001的两侧设有护翼板3002，护翼板3002焊接于插接套管3001与支撑架1上。支撑架1和搭接架2上均设有注浆口4、排气口5。支撑架1由若干相连通的支撑架单体101通过法兰102和/或套管103连接而成。搭接架2由若干相连通的搭接架单体201通过法兰202和/或套管203连接而成。支撑架1为圆弧形。支撑架1与搭接架2的两端部均焊接有密封板6。支撑架1和搭接架2上均设有锚固耳板7。支撑架1与搭接架2均为管体。
支撑架1除了承受围岩压力外，还需要承受搭接架2的压力，所以支撑架1的形状需选用具有较高承载能力的圆弧形，而且在巷道交岔点断面尺寸较大处，还需设置辅助支撑架8，辅助支撑架8与支撑架1无间距紧贴架设。
搭接架2之间采用W钢带（图中未画出）连接，以维持巷道交岔点钢管混凝土支架的整体稳定性。搭接架2与支撑架1具有夹角，作为优选，搭接架2与支撑架1相垂直设置。支撑架1与搭接架2均为钢管。
使用时，支撑架1与搭接架2内灌注混凝土，形成钢管混凝土结构，它集成了混凝土的高抗压性能和钢管的良好延性；支撑架1与搭接架2通过对接装置3组成整体支护结构，有效提高了巷道交叉点的整体承载力；本发明结构简单，施工方便，经济可靠，解决了深部软岩巷道交岔点难支护的问题，简化了巷道交岔点支护方式的复杂性。
对接装置3为焊接于支撑架1上部的插接套管3001，搭接架2的一端伸入插接套管3001与其插接。使用时由于巷道对搭接架2的压力，使搭接架2与支撑架1紧紧抵接于一体，支撑架1与搭接架2组成整体支护结构，这种对接方式可实现搭接架2与支撑架1之间压力和推力的传递，搭接架2传来的荷载直接作用在支撑架1上，对接处不产生弯矩，易实现且牢靠，保证了巷道交叉点的整体承载力。
上述具体实施方式不能作为对本发明保护范围的限制，对于本技术领域的技术人员来说，对本发明实施方式所做出的任何替代改进或变换均落在本发明的保护范围内。
本发明未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。
Claims (10)
1.一种巷道交岔点用钢管混凝土组合支架，其特征在于：包括支撑架，在支撑架上设有搭接架，支撑架与搭接架通过对接装置相连。
2.根据权利要求1所述的一种巷道交岔点用钢管混凝土组合支架，其特征在于：所述支撑架为首尾相连的闭合式结构，在支撑架上间隔设有若干搭接架，搭接架为C形，搭接架的两端部均焊接有密封板，搭接架的一端位于支撑架上部外侧面上并通过对接装置与其相连，搭接架的另一端位于支撑架下部外侧面上并通过对接装置与其相连。
3.根据权利要求2所述的一种巷道交岔点用钢管混凝土组合支架，其特征在于：所述对接装置包括支撑架挡板结构和搭接架挡板结构，支撑架挡板结构包括焊接于搭接架端部两侧的支撑架外侧面上的两第一挡板，两第一挡板上分别设有与其相垂直的第二挡板，第二挡板与第一挡板、支撑架焊接；搭接架挡板结构包括焊接于搭接架端部两侧的两第三挡板，两第三挡板与两第二挡板相抵接，搭接架端部内侧面上焊接有第四挡板，第四挡板与支撑架相抵接。
4.根据权利要求3所述的一种巷道交岔点用钢管混凝土组合支架，其特征在于：第一挡板、第二挡板、第三挡板和第四挡板均为工字钢。
5.根据权利要求3所述的一种巷道交岔点用钢管混凝土组合支架，其特征在于：所述第四挡板与最靠近该第四挡板的搭接架端部之间的长度至少为500mm。
6.根据权利要求1所述的一种巷道交岔点用钢管混凝土组合支架，其特征在于：所述支撑架为首尾不相连的非封闭式结构，在支撑架上间隔设有若干搭接架，搭接架为n形，搭接架的一端位于支撑架上部外侧面上并通过对接装置与其相连，搭接架的另一端固定于巷道底板上，支撑架与搭接架的两端部均焊接有密封板；对接装置为焊接于支撑架上部的插接套管，搭接架的一端伸入插接套管与其插接。
7.根据权利要求6所述的一种巷道交岔点用钢管混凝土组合支架，其特征在于：所述插接套管的两侧设有护翼板，护翼板焊接于插接套管与支撑架上。
8.根据权利要求1或2或3或4或5或6或7所述的一种巷道交岔点用钢管混凝土组合支架，其特征在于：所述支撑架和搭接架上均设有注浆口、排气口。
9.根据权利要求1或2或3或4或5或6或7所述的一种巷道交岔点用钢管混凝土组合支架，其特征在于：支撑架由若干相连通的支撑架单体通过法兰和/或套管连接而成，搭接架由若干相连通的搭接架单体通过法兰和/或套管连接而成。
10.根据权利要求1或2或3或4或5或6或7所述的一种巷道交岔点用钢管混凝土组合支架，其特征在于：所述支撑架和搭接架上均设有锚固耳板。
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