一种沿空留巷混凝土大砌块增加强度结构的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及沿空留巷人造帮材料领域，具体是一种沿空留巷混凝土大砌块增加强度结构。
【背景技术】
[0002]众所周知，随着矿井深度的增加，区段煤柱的宽度越来越大，造成巷道集中围岩应力增大，对巷道支护提出来了更高的要求，这样一方面造成了煤炭资源的浪费，另一方面煤柱裂隙发育给工作面安全回采带来了严重影响。无煤柱开采技术越来越受到人们重视，其中沿空留巷在煤矿得到了广泛的应用，目前有一种沿空留巷人造帮使用大砌块堆砌，为了确保强度砌块一般使用高强度比例混凝土制成。在工作面回采的过程中，上覆岩层垮落后直接作用在砌块上。由于上覆岩层载荷过大将大砌块压裂，其中，在大砌块和直接顶相接处大砌块呈现出和工作面推进方向垂直的裂隙，在大砌块中部呈现向两侧凸出变形，造成人造帮漏风、承载能力降低等问题，给工作面安全回采带来了一定的安全隐患。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的是为了解决传统大砌块强度不足的特点，提供一种沿空留巷混凝土大砌块增加强度结构，保证大砌块完整性，增加砌块的承载能力，使其能够适应上覆岩层的载荷变化，有效控制巷道围岩变形。
[0004]本实用新型是采用如下技术方案实现的:一种沿空留巷混凝土大砌块增加强度结构，包括混凝土砌块(I)，混凝土砌块(I)内设有上部螺纹钢层(2)、中部螺纹钢层(3)和下部螺纹钢层(4)，上部螺纹钢层(2)设有螺纹钢(5、6、7)，中部螺纹钢层(3)设有螺纹钢(8、9、10、11)，下部螺纹钢层(4)设有螺纹钢(12、13、14)，上部螺纹钢(5、6、7)、下部螺纹钢(12、13、14)按照混凝土砌块(I)长度方向布置，中部螺纹钢(8、9、10、11)按照混凝土砌块
(I)宽度方向布置，螺纹钢(5?14)的两端部(15)为90度垂直折角，螺纹钢(5?14)的长度根据砌块的尺寸变化。
[0005]本实用新型通过添加大砌块增强结构，克服了大砌块强度不足。改进后砌块具有以下特点:螺纹钢和混凝土的接触面积增大，有效的束缚了混凝土的变形；当直接顶跨落后将作用在人造帮大砌块中间段上，大砌块上部螺纹钢将应力载荷进行一定程度的分配，在应力载荷分配后，应力将主要在砌块高度的中部集中，因此需要中部螺纹钢和混凝土有效结合从而进行有效的控制，从而保证砌块承载能力和强度。砌块底部一般接触的是岩层，因此需要将上覆载荷通过下部螺纹钢和混凝土的有效结合均匀的分配在底板，进而达到砌块的整体稳定性，巷道底板受到均匀人造帮应力，保证人造帮和底板的长期稳定性，同时也要求接触大砌块的底板平整。
【附图说明】
[0006]图1为混凝土大砌块结构示意图。
[0007]图2为大砌块上(下)部螺纹钢结构示意图。
[0008]图3为大砌块中部螺纹钢结构示意图。
【具体实施方式】
[0009]一种沿空留巷混凝土大砌块增加强度结构，包括混凝土砌块1，混凝土砌块I内设有上部螺纹钢层2、中部螺纹钢层3和下部螺纹钢层4，上部螺纹钢层2设有螺纹钢5、6、7，中部螺纹钢层3设有螺纹钢8、9、10、11，下部螺纹钢层4设有螺纹钢12、13、14，上部螺纹钢5、6、7、下部螺纹钢12、13、14按照混凝土砌块I长度方向布置，中部螺纹钢8、9、10、11按照混凝土砌块I宽度方向布置，螺纹钢5?14的两端部15为90度垂直折角，螺纹钢5?14的长度根据砌块的尺寸变化。
[0010]由于大砌块尺寸是根据人造帮宽度来确定，本文以长X宽X高为1 700mmX 1000mmX 1000mm 砌块进行说明。
[0011]在混凝土制作前需要准备螺纹钢，螺纹钢直径统一为16mm，其中上部螺纹钢层2和下部螺纹钢层4布置一致，上部螺纹钢层2布置在混凝土砌块I高度800mm处，中部螺纹钢层3布置在混凝土砌块I高度500mm处，下部螺纹钢层4布置在混凝土砌块I高度的200mm处。各个部位螺纹钢尺寸如下:上部螺纹钢5、6、7的长度为1500mm，端部15垂直折角段长度为150mm，螺纹钢5与螺纹钢6间距300mm，螺纹钢6与螺纹钢7间距400mm，螺纹钢
5、7杆体距离混凝土砌块I长度边界150mm，距离混凝土砌块I宽边界为10mm ;中部螺纹钢8、9、10、11长800mm，端部15垂直折角段长度为150mm，螺纹钢8与螺纹钢9间距300mm，螺纹钢9与螺纹钢10间距500mm，螺纹钢8、9、10、11杆体距离混凝土砌块I长度边界100mm，距离混凝土砌块I宽边界为300mm。
[0012]在用混凝土堆砌的过程中，需将每次混凝土进料进行夯实抹平，避免砌块中混凝土不均匀。当砌块的高度达到预定的上、中、下部螺纹钢层2、3、4时，将预先制作好的螺纹钢5?14铺设好，并在螺纹钢5?14上先用少量混凝土进行固定并进行夯实抹平，以免发生螺纹钢位置变化，造成大砌块稳定性降低。
【主权项】
1.一种沿空留巷混凝土大砌块增加强度结构，包括混凝土砌块(I)，其特征在于:混凝土砌块(I)内设有上部螺纹钢层(2)、中部螺纹钢层(3)和下部螺纹钢层(4)，上部螺纹钢层(2)设有螺纹钢(5、6、7)，中部螺纹钢层(3)设有螺纹钢(8、9、10、11)，下部螺纹钢层(4)设有螺纹钢(12、13、14)，上部螺纹钢(5、6、7)、下部螺纹钢(12、13、14)按照混凝土砌块(I)长度方向布置，中部螺纹钢(8、9、10、11)按照混凝土砌块(I)宽度方向布置，螺纹钢(5?14)的两端部(15)为90度垂直折角，螺纹钢(5?14)的长度根据砌块的尺寸变化。
【专利摘要】本实用新型涉及一种沿空留巷混凝土大砌块增加强度结构，包括混凝土砌块，混凝土砌块内设有上部螺纹钢层、中部螺纹钢层和下部螺纹钢层，上部螺纹钢、下部螺纹钢按照混凝土砌块长度方向布置，中部螺纹钢按照混凝土砌块宽度方向布置。本实用新型通过添加大砌块增强结构，克服了大砌块强度不足。改进后砌块具有以下特点：螺纹钢和混凝土的接触面积增大，有效的束缚了混凝土的变形；当直接顶跨落后将作用在人造帮大砌块中间段上，大砌块上部螺纹钢将应力载荷进行一定程度的分配，在应力载荷分配后，应力将主要在砌块高度的中部集中，因此需要中部螺纹钢和混凝土有效结合从而进行有效的控制，从而保证砌块承载能力和强度。
【IPC分类】E21D11-04
【公开号】CN204572005
【申请号】CN201520275431
【发明人】李树刚, 双海清, 刘超, 李志梁, 成小雨, 丁洋, 赵鹏翔, 王翠霞
【申请人】西安科技大学
【公开日】2015年8月19日
【申请日】2015年4月30日