一种用于穿采空区的巷道空间框架结构及其支护方法

摘要

本发明提供一种用于穿采空区的巷道空间框架结构及其支护方法，主要包括采空区裂隙发育顶板强力锚网喷支护系统、采空区内钢筋混凝土—钢梁组合框架系统以及两系统间连接装置。强力锚网喷支护系统是在裂隙发育顶板内施工钻孔安装强力锚杆(索)，施加高预紧力，并在其支护的顶板表面喷射混凝土层，以期保持顶板的完整性以及在较大范围内形成较稳定的预应力承载结构。钢筋混凝土—钢梁组合框架系统是以H型钢筋混凝土立柱与纵梁以及顶板横钢梁组成的空间框架结构为主体，辅以经纬网、水泥板、缓冲材料、砖墙以及混凝土喷层等形成，具有立柱强支撑、大断面减跨控制、顶板抗冲击、巷道隔绝空间构建等功能，为矿井开采的通风、行人和运输提供了安全保障。

主权项

一种用于穿采空区的巷道空间框架结构，其特征在于：所述穿采空区的巷道空间框架结构包括采空区顶板锚网喷支护系统、H型钢筋混凝土框架、护顶结构、护帮结构、增强框架结构稳定性的支护构件；所述顶板锚网喷支护系统包括锚杆、预应力锚索、钢筋网及采空区顶板表面喷浆，该支护系统作用于2～3倍巷道宽度范围的采空区顶板形成预应力承载结构；所述H型钢筋混凝土框架由钢筋砼柱与钢筋混凝土纵梁整体浇筑而成，所述钢筋砼柱对所述预应力承载结构提供支撑力，减小采空区顶板跨度、降低顶板所受弯矩；所述钢筋砼柱自巷道底板起浇筑至采空区顶板，间距为设计巷道宽度，排距为钢筋混凝土纵梁长度；所述钢筋混凝土纵梁上表面与巷道设计顶板高度齐平，且钢筋砼柱与钢筋混凝土纵梁间的纵筋相互连接；所述护顶结构由工字钢、水泥背板、钢筋网、水泥背板上部喷浆、巷道顶部喷浆、缓冲材料组成；所述护帮结构由H型钢筋混凝土框架下部区域砌筑的砖墙组成；所述护顶结构及护帮结构构建了封闭的巷道空间，使巷道断面尺寸达到设计值，能够减缓顶板冒落浮矸对巷道的冲击；所述工字钢长度L为巷道宽度l与两侧纵梁宽度l₁之和，工字钢与钢筋砼柱位置重叠处与钢筋砼柱整体浇筑，其余位置的工字钢放置于钢筋混凝土纵梁之上，工字钢端部使用固定砌砖进行固定；所述增强框架结构稳定性的支护构件包括：采空区顶板与巷道框架结构的连接装置、H型框架间的钢筋混凝土横梁、钢筋混凝土横梁和钢筋砼柱交接处设置的斜拉锚索、及采空区顶板与钢筋砼柱间设置的混凝土充填袋；所述斜拉锚索锚固于巷道外侧采空区底板。