一種在軟弱煤層巷道中懸吊單軌吊的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種軟弱煤層巷道單軌吊懸吊方法，通過(guò)控制懸吊單軌吊的錨索長(zhǎng)度、藥卷錨固段及錨索安裝張拉預(yù)緊力等因素，并采用專制的錨索孔壁保護(hù)套筒等技術(shù)方法，有效提高了在軟弱發(fā)育且厚度大的煤層中懸吊單軌吊的安全性和可靠性，單軌吊懸吊與巷道支護(hù)形成合理的相互作用體系，達(dá)到單軌吊運(yùn)輸液壓支架等重載設(shè)備的目的，避免單軌吊因懸吊受力不合理導(dǎo)致的事故，確保了安裝施工便捷和單軌吊的安全懸吊與運(yùn)輸。與現(xiàn)有單軌吊懸吊方法相比，通過(guò)控制懸吊錨索及其錨固段的合理長(zhǎng)度，改善整個(gè)懸吊受力結(jié)構(gòu)，有效提高了懸吊承載能力，達(dá)到在井下軟弱煤層巷道中科學(xué)、安全、便捷懸吊單軌吊的目的。
【專利說(shuō)明】一種在軟弱煤層巷道中懸吊單軌吊的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及煤礦巷道輔助運(yùn)輸領(lǐng)域，具體涉及一種適用于在軟弱煤層巷道中懸吊單軌吊的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]井下巷道懸吊單軌吊一般通過(guò)錨固在煤巖體中的懸吊錨桿/索作為傳遞荷載的中介物，通過(guò)單軌吊懸吊桿體、巷道圍巖和巷道支護(hù)體系的相互作用，對(duì)選用合適的單軌吊懸吊方式具有指導(dǎo)意義。巷道的有效支護(hù)是基礎(chǔ)，錨桿/索和樹脂錨固劑與穩(wěn)定煤巖層緊密粘結(jié)，再對(duì)鎖具(螺母)施加預(yù)緊力，形成懸吊結(jié)構(gòu)。這種懸吊結(jié)構(gòu)的有效設(shè)計(jì)與施工，是工程的保障。
[0003]頂板煤巖發(fā)生離層變形導(dǎo)致結(jié)構(gòu)失穩(wěn)，進(jìn)而對(duì)懸吊桿體錨固段造成不利影響。在錨桿/索懸吊單軌吊受力體系中，懸吊單軌吊的錨桿/索是作為巷道支護(hù)作用的一部分，還是僅作為懸吊單軌吊的承載體，這是值得明確的問(wèn)題。懸吊單軌吊的錨桿/索對(duì)巷道支護(hù)體系的作用需根據(jù)懸吊桿體的藥卷錨固長(zhǎng)度和位置，安裝預(yù)緊力大小等條件進(jìn)行分析判定。一般而言懸吊單軌吊巷道支護(hù)設(shè)計(jì)布置合理，強(qiáng)度足夠有效控制圍巖變形，使得懸吊錨桿/索僅作為單軌吊的承載體是一種較為理想的狀態(tài)。懸吊桿體錨固在軟弱煤層上方的穩(wěn)定巖層，桿體通過(guò)樹脂藥卷與巖層的錨固作用承受單軌吊荷載，荷載通過(guò)其所錨固的巖層間接傳遞到整個(gè)巷道圍巖-支護(hù)共同作用體系，使得單軌吊懸吊荷載最終由巷道錨網(wǎng)索支護(hù)體系承擔(dān)。懸吊單軌吊的錨索并沒有承擔(dān)巷道的支護(hù)作用，且通過(guò)巷道支護(hù)與圍巖形成的共同作用體系，將單軌吊懸吊運(yùn)輸荷載間接通過(guò)整個(gè)支護(hù)結(jié)構(gòu)體系承擔(dān)。要實(shí)現(xiàn)上述理想狀態(tài)需在保證巷道錨網(wǎng)索支護(hù)布置合理并擁有足夠支護(hù)強(qiáng)度的條件下，合理控制桿體錨固段在巷道圍巖的位置和懸吊托板的安裝預(yù)緊力。預(yù)緊力不足易造成桿體下部受到切向力使得桿體產(chǎn)生較大的橫向擺動(dòng)，且錨桿中間沒有外力強(qiáng)制，對(duì)于此種情況需加長(zhǎng)錨固段，并采取有效措施減小桿體的橫向擺動(dòng)，否則單軌吊機(jī)車運(yùn)行過(guò)程中將持續(xù)對(duì)懸吊錨桿/索產(chǎn)生晃動(dòng)，對(duì)錨索錨固段十分不利。
[0004]特別是在全煤巷道中應(yīng)用單軌吊輔助運(yùn)輸，頂板軟弱煤層較厚給懸吊安裝帶來(lái)一系列技術(shù)難題，使用錨桿懸吊單軌吊受限安裝長(zhǎng)度無(wú)法將錨桿錨固在煤層上方的較穩(wěn)固巖層，無(wú)法保證懸吊單軌吊運(yùn)輸液壓支架等重載設(shè)備的安全運(yùn)行；使用一般的錨索懸吊單軌吊的方法施工難度大，安裝效率低甚至存在用料浪費(fèi)等問(wèn)題。為解決以上技術(shù)難題，本發(fā)明開發(fā)了一種充分利用巷道圍巖支護(hù)體系相互作用且施工便捷的錨索懸吊單軌吊方法，能夠在煤礦井下巷道頂板煤層軟弱且厚的不利條件下，達(dá)到單軌吊懸吊安全可靠、安裝施工便捷，經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益顯著。該方法亦可應(yīng)用于礦井巷道或隧道工程中破碎頂板及軟弱圍巖中軌吊的懸掛與重載的運(yùn)行。一種巷道頂板是厚煤層O 2.5m)且煤體裂隙發(fā)育、強(qiáng)度低的煤巷中懸吊單軌吊的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]技術(shù)問(wèn)題:本發(fā)明的目的是克服已有技術(shù)中的不足，提供一種方法簡(jiǎn)單、操作方便、安全性高的在軟弱煤層巷道中懸吊單軌吊的方法。
[0006]技術(shù)方案:本發(fā)明的軟弱煤層巷道單軌吊懸吊方法，包括如下步驟:
[0007](I)在對(duì)軟弱煤層煤巷進(jìn)行錨桿/索支護(hù)后，在巷道頂板確定懸吊單軌吊的吊點(diǎn)位置，進(jìn)行整平處理；
[0008](2)在吊掛單軌吊的吊點(diǎn)位置處按單軌吊段長(zhǎng)間距成對(duì)垂直向上打單軌吊懸吊鉆孔，鉆孔的直徑為28mm，鉆孔深穿過(guò)軟弱煤層進(jìn)入穩(wěn)定巖層中l(wèi)_2m，成對(duì)向上打的兩個(gè)單軌吊懸吊鉆孔的間距為250-350mm ；
[0009](3)清孔后，向兩個(gè)鉆孔內(nèi)送入凝固時(shí)間長(zhǎng)短不同的樹脂藥卷，而后將錨索插入鉆孔內(nèi)直到孔底，對(duì)鉆孔內(nèi)的樹脂藥卷進(jìn)行攪拌進(jìn)行錨固，錨固段長(zhǎng)度> 1.5m ；
[0010](4)藥卷凝固后，向兩個(gè)鉆孔內(nèi)的裝入套在錨索上的錨索孔壁保護(hù)套筒；
[0011](5)在兩個(gè)外露段的錨索上安裝懸吊托板和錨索鎖具，對(duì)兩個(gè)錨索進(jìn)行預(yù)緊力張拉，張拉預(yù)緊力> 80kN；
[0012](6)依次在每個(gè)懸吊托板中部安裝吊鏈，通過(guò)吊鏈吊掛單軌，完成單軌吊行走軌道的懸吊。
[0013]所述的錨索長(zhǎng)度根據(jù)巷道頂板及煤層的厚度按照超出頂板厚度1.5m計(jì)算確定；
[0014]所述的錨索孔壁保護(hù)套筒用PVC管制成，錨索孔壁保護(hù)套筒沿軸向開有豁槽，錨索孔壁保護(hù)套筒的外徑為32mm、管壁厚3.5mm、長(zhǎng)度為600mm、豁槽寬度為14mm ；
[0015]所述的懸吊托板上開有與兩根錨索間距同寬的透孔，懸吊托板下端兩透孔之間設(shè)有安裝吊鏈的固定塊；
[0016]所述的兩個(gè)單軌吊懸吊鉆孔的最佳間距為300mm。
[0017]有益效果:本發(fā)明采用適宜長(zhǎng)度的錨索加長(zhǎng)錨固結(jié)合孔壁保護(hù)套筒及懸吊托板構(gòu)件的方法，適用于煤礦井下巷道頂板煤層較厚且煤體軟弱破碎的條件下懸吊單軌吊，能有效地解決單軌吊運(yùn)輸重載設(shè)備的懸吊安全、安裝施工繁瑣及懸吊成本過(guò)高等問(wèn)題，保證單軌吊懸吊施工的安全、快捷、經(jīng)濟(jì)實(shí)用。采用開有豁槽的錨索孔壁保護(hù)套筒塞到直徑為28_的錨索鉆孔內(nèi)，能對(duì)錨索產(chǎn)生緊固作用力，解決了在煤巷頂部中固定懸吊錨索后，因錨索未錨固段在孔內(nèi)做小幅擺動(dòng)造成軟弱煤孔碎漲坍塌、影響懸吊錨索的牢固的問(wèn)題。這種高強(qiáng)專用保護(hù)套筒的使用，即可起到減小對(duì)懸吊錨索錨固端的震動(dòng)疲勞，又可有效保護(hù)錨索鉆孔孔口。通過(guò)實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)和理論計(jì)算，單軌吊懸吊采用間距300mm的錨索懸吊托板最佳，并通過(guò)托板下方安裝吊鏈懸吊單軌吊運(yùn)行所需的軌道，使用托板間接懸吊單軌吊可使得兩懸吊錨索受力均勻協(xié)同承擔(dān)懸吊荷載；兩錨索間距比一般錨桿懸吊設(shè)計(jì)的間距要大，此設(shè)計(jì)能夠減小施工的干擾，充分發(fā)揮兩根錨索的懸吊作用。與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0018](I)合理選取懸吊錨索長(zhǎng)度節(jié)省錨索用量，控制錨固段位置，優(yōu)化錨索懸吊承載作用力，充分利用巷道圍巖與支護(hù)的共同作用，提高懸吊單軌吊運(yùn)輸重載的安全性；
[0019](2)通過(guò)發(fā)明高強(qiáng)專用保護(hù)套筒的使用，達(dá)到了錨桿/索全長(zhǎng)錨固的效果，避免了類似注漿等繁雜的施工工藝，大大減輕了井下工人勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)省了施工材料；施工速度提聞;
[0020](3)優(yōu)化錨索懸吊托板兩孔間距，改善懸吊結(jié)構(gòu)受力，提高了錨索懸吊的可靠性和承載力?！緦＠綀D】

【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1錨索懸吊單軌吊巷道斷面布置圖。
[0022]圖2懸吊錨索、托板及套筒局部放大圖。
[0023]圖3錨索懸吊單軌吊側(cè)視圖。
[0024]圖中:1-巷道頂板，2-軟弱煤層，3-穩(wěn)定巖層，4-懸吊錨索，5-錨索孔壁保護(hù)套筒，6-錨索樹脂藥卷錨固段，7-懸吊托板，8-錨索鎖具，9-鋼墊片，10-吊鏈，11-單軌吊行走軌道，12-單軌吊機(jī)車。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例作進(jìn)一步詳細(xì)描述:
[0026]本發(fā)明的軟弱煤層巷道單軌吊懸吊方法，具體步驟如下:
[0027](I)對(duì)巷道進(jìn)行錨網(wǎng)索支護(hù)，在對(duì)軟弱煤層2煤巷進(jìn)行錨桿/索支護(hù)后，在巷道頂板I確定懸吊單軌吊的吊點(diǎn)位置，進(jìn)行整平處理；
[0028](2)在吊掛單軌吊的吊點(diǎn)位置處按單軌吊段長(zhǎng)間距成對(duì)垂直向上打單軌吊懸吊鉆孔，鉆孔的直徑為28_，鉆孔深度根據(jù)巷道實(shí)際頂板煤層厚度而定，鉆孔深度應(yīng)超出軟弱煤層2達(dá)到上部穩(wěn)定巖層3內(nèi)，鉆孔深穿過(guò)軟弱煤層進(jìn)入穩(wěn)定巖層中l(wèi)-2m，成對(duì)向上打的兩個(gè)單軌吊懸吊鉆孔順著巷道走向的間距為250-350mm ;兩個(gè)單軌吊懸吊鉆孔的最佳間距為300mm ；
[0029](3)清孔后，向兩個(gè)鉆孔內(nèi)送入凝固時(shí)間長(zhǎng)短不同的樹脂藥卷，依次將一支CK2360和二支Z2360規(guī)格樹脂藥卷裝入鉆孔內(nèi)，隨后將直徑17.8mm、長(zhǎng)度與鉆孔深適應(yīng)的懸吊錨索4的頂端插入鉆孔內(nèi)和鉆孔內(nèi)的樹脂藥卷一起進(jìn)行攪拌，攪拌時(shí)間15秒，錨索樹脂藥卷錨固段6長(zhǎng)度應(yīng)大于1.5m,使整個(gè)錨固段大部分在穩(wěn)定巖層3中；所述的錨索長(zhǎng)度根據(jù)巷道頂板及煤層的厚度按照超出頂板厚度1.5m計(jì)算確定，保證錨索錨固段部分在軟弱煤層2上方的穩(wěn)定巖層3，并控制錨索安裝預(yù)緊力不超過(guò)巷道支護(hù)錨索的預(yù)緊力，懸吊單軌吊的荷載通過(guò)樹脂藥卷與此巖層的錨固作用，由巖層相互作用在巷道現(xiàn)有的錨網(wǎng)索支護(hù)體系承擔(dān)作用力，懸吊單軌吊的錨索并沒有直接承擔(dān)巷道的支護(hù)作用，而是通過(guò)與巷道錨網(wǎng)索支護(hù)形成共同作用體系，使得單軌吊懸吊運(yùn)輸荷載間接通過(guò)整個(gè)支護(hù)結(jié)構(gòu)承擔(dān)；
[0030](4)藥卷凝固后，向兩個(gè)鉆孔內(nèi)的裝入套在錨索上的錨索孔壁保護(hù)套筒5，即將錨索孔壁保護(hù)套筒5套進(jìn)錨索并插入鉆孔中，套筒擠入鉆孔并具有一定的穩(wěn)定性，有效控制錨索受運(yùn)輸荷載震動(dòng)的剪切擺動(dòng)；所述的錨索孔壁保護(hù)套筒用PVC管制成，錨索孔壁保護(hù)套筒沿軸向開有豁槽，錨索孔壁保護(hù)套筒的外徑為32mm、管壁厚3.5mm、長(zhǎng)度為600mm、豁槽寬度為14_ ;將開有豁槽的管塞到直徑為28_的錨索鉆孔內(nèi)，能對(duì)錨索產(chǎn)生緊固作用力，這種高強(qiáng)專用保護(hù)套筒的使用，即可起到減小對(duì)懸吊錨索錨固端的震動(dòng)疲勞，又可有效保護(hù)錨索鉆孔孔口；
[0031](5)在兩個(gè)外露段的錨索上安裝懸吊托板7和錨索鎖具8，對(duì)兩個(gè)錨索進(jìn)行預(yù)緊力張拉，即將懸吊托板7的兩錨索孔套進(jìn)安裝好的錨索露出端，墊上彈簧墊圈9后用錨索鎖具8鎖緊，張拉預(yù)緊力> SOkN ;鎖具鎖緊后將錨索外露過(guò)長(zhǎng)部分剪掉，以免影響單軌吊軌道11的安裝；所述的懸吊托板上開有與兩根錨索間距同寬的透孔，懸吊托板下端兩透孔之間設(shè)有安裝吊鏈的固定塊；
[0032](6)根據(jù)單軌吊軌道11的長(zhǎng)度，依次在每個(gè)懸吊托板中部安裝吊鏈10，通過(guò)吊鏈10吊掛單軌，完成單軌吊行走軌道11的懸吊，單軌吊機(jī)車12行走于軌道之上。
【權(quán)利要求】
1.一種軟弱煤層巷道單軌吊懸吊方法，其特征在于包括如下步驟: (1)在對(duì)軟弱煤層煤巷進(jìn)行錨桿/索支護(hù)后，在巷道頂板確定懸吊單軌吊的吊點(diǎn)位置，進(jìn)行整平處理； (2)在吊掛單軌吊的吊點(diǎn)位置處按單軌吊段長(zhǎng)間距成對(duì)垂直向上打單軌吊懸吊鉆孔，鉆孔的直徑為28mm，鉆孔深穿過(guò)軟弱煤層進(jìn)入穩(wěn)定巖層中l(wèi)_2m，成對(duì)向上打的兩個(gè)單軌吊懸吊鉆孔的間距為250-350mm ； (3)清孔后，向兩個(gè)鉆孔內(nèi)送入凝固時(shí)間長(zhǎng)短不同的樹脂藥卷，而后將錨索插入鉆孔內(nèi)直到孔底，對(duì)鉆孔內(nèi)的樹脂藥卷進(jìn)行攪拌進(jìn)行錨固，錨固段長(zhǎng)度> 1.5m ； (4)藥卷凝固后，向兩個(gè)鉆孔內(nèi)的裝入套在錨索上的錨索孔壁保護(hù)套筒； (5)在兩個(gè)外露段的錨索上安裝懸吊托板和錨索鎖具，對(duì)兩個(gè)錨索進(jìn)行預(yù)緊力張拉，張拉預(yù)緊力≤80kN; (6)依次在每個(gè)懸吊托板中部安裝吊鏈，通過(guò)吊鏈吊掛單軌，完成單軌吊行走軌道的懸吊O
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軟弱煤層巷道單軌吊懸吊方法，其特征是:所述的錨索長(zhǎng)度根據(jù)巷道頂板及煤層的厚度按照超出頂板厚度1.5m計(jì)算確定。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軟弱煤層巷道單軌吊懸吊方法，其特征是:所述的錨索孔壁保護(hù)套筒用PVC管制成，錨索孔壁保護(hù)套筒沿軸向開有豁槽，錨索孔壁保護(hù)套筒的外徑為32mm、管壁厚3.5mm、長(zhǎng)度為600mm、豁槽寬度為14mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軟弱煤層巷道單軌吊懸吊方法，其特征是:所述的懸吊托板上開有與兩根錨索間距同寬的透孔，懸吊托板下端兩透孔之間設(shè)有安裝吊鏈的固定塊。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軟弱煤層巷道單軌吊懸吊方法，其特征是:所述的兩個(gè)單軌吊懸吊鉆孔的最佳間距為300mm。
【文檔編號(hào)】E21D20/02GK103758564SQ201310752017
【公開日】2014年4月30日 申請(qǐng)日期:2013年12月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月31日
【發(fā)明者】周鋼, 鄒長(zhǎng)磊, 王鵬舉, 王浩, 王超 申請(qǐng)人:中國(guó)礦業(yè)大學(xué)