一种膨胀岩地质条件下采区放矿溜井加固结构及溜井

1.本实用新型涉及井巷工程支护技术领域，具体为一种膨胀岩地质条件下采区放矿溜井的加固结构及溜井。


背景技术：

2.在火成型膨胀岩工程地质条件施工采区放矿溜井，经常会出现“鼓肚子”、“塌方”等地压显现，成井困难，成为制约采区出矿的咽喉，咽喉一旦被卡，矿山就很难完成生产能力。目前，在火成型膨胀岩工程地质地段采区溜井的加固方式中，经常采用过喷射钢纤维混凝土支护和砌筑混凝土支护等加固方式，例如专利号为zl201820393645.x的中国实用新型专利公开的一种地下矿山分区溜井卸矿硐室的加固结构，以及公告号为cn109184783a公布的一种主溜井加固施工方法。然而现有加固方式存在两方面的不足：一方面刚性支护结构提供的支撑力远远抗不过膨胀岩的膨胀力；另一方面柔性支护结构不能与膨胀岩协同变形，最后溜井依然被破坏，失去放矿功能。因此，提出一种膨胀岩地质条件下采区放矿溜井的加固结构及溜井，在满足矿石安全生产的同时降低溜井施工成本，提高施工速度，具有现实意义和良好的应用前景。


技术实现要素：

3.针对上述现有技术存在的不足，本实用新型提出一种膨胀岩地质条件下采区放矿溜井加固结构及溜井，允许膨胀岩井壁有一定的变形，可防止放矿过程中对井壁产生直接冲击，能够满足矿石安全生产的要求。
4.本实用新型为实现其技术目的采用的技术方案为：
5.一种膨胀岩地质条件下采区放矿溜井加固结构，包括通过预埋件固定在井壁四周的加固组件，所述预埋件包括可伸缩性锚杆，所述可伸缩性锚杆的一端预埋在井壁中，另一端设置在溜井通道中；所述加固组件包括圆形衬架和防护板，所述圆形衬架固定在所述可伸缩性锚杆设置在溜井通道中的一端，且所述圆形衬架与井壁之间留有间隙，所述防护板活动安装在所述衬架上，所述防护板远离井壁的一侧形成有用于溜放矿石的叠瓦状溜料面。
6.进一步地，所述圆形衬架包括多个立柱，主箍筋以及辅箍筋，多个所述立柱阵列布置在溜井的井壁四周，其中与所述可伸缩性锚杆位置相对应的立柱固定焊接在可伸缩锚杆上，其余的立柱通过辅箍筋连接，所述主箍筋固定在立柱远离井壁的一侧，用于挂装所述防护板。
7.进一步地，所述主箍筋由槽钢制成，所述辅箍筋由工字钢制成，所述主箍筋和辅箍筋分多层设置在所述立柱的长度方向上。
8.进一步地，所述防护板为锰钢板，所述防护板的顶端边缘设有向远离防护板方向延伸的盖板，所述盖板用于将防护板搭接在所述主箍筋上。
9.进一步地，所述防护板与所述主箍筋之间设有弹性件，所述弹性件螺纹连接在所
述主箍筋上。
10.进一步地，所述可伸缩性锚杆分多组沿溜井井壁的竖直方向布置，每组包括有多个沿溜井井壁周向布置的所述可伸缩性锚杆。
11.进一步地，所述预埋件还包括螺纹钢锚杆，所述螺纹钢锚杆完全预埋在井壁中，所述螺纹钢锚杆与所述可伸缩性锚杆间隔交错布置。
12.同时，本实用新型还提供一种膨胀岩地质条件下采区放矿溜井，该溜井分段设置，每段溜井的井壁中均设有上述技术方案中所述的加固结构。另外，多段所述溜井的中心线自上往下逐渐错开设置，且每相邻两段溜井之间形成有缓冲平台，所述缓冲平台由混凝土浇筑成斜面，所述缓冲平台的斜面上铺设有锰钢板，所述锰钢板形成有用于溜放矿石的溜料面。
13.与现有技术相比，本实用新型的有益效果主要包括：
14.本实用新型提供的一种膨胀岩地质条件下采区放矿溜井加固结构，通过在井壁四周设置加固组件，形成用于溜放矿石的溜料面，在溜矿时，矿石与加固组件的溜料面碰撞，从而避免了矿石直接碰撞到井壁上，保护了井壁。在形成完整溜井的前提下，通过加固组件能够保证其在溜井服务期内的稳定性，可以杜绝溜井内结拱和冲溜井闸门现象，消除了结拱处理和冲溜过程中存在的安全隐患，可实现规范化管理与施工，具有施工效率高、劳动强度低、安全性能好和成本低廉的优势。
附图说明
15.图1是本实用新型所述加固结构设置在溜井中的纵向视图；
16.图2是本实用新型所述加固结构设置在溜井中的横向视图(a-a剖视图)。
17.图中所示:
18.10-加固组件，11-圆形衬架，111-立柱，112-主箍筋，113-辅箍筋，12-防护板，13-弹性件；
19.20-预埋件，21-可伸缩性锚杆，22-螺纹钢锚杆；
20.30-井壁；
21.40-溜井通道，
22.50-缓冲平台。
具体实施方式
23.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
24.本实施例提供一种膨胀岩地质条件下采区放矿溜井加固结构，该结构用于溜井中，以对溜井的井壁30进行加固，避免溜井出现垮塌问题。为了便于描述，以下将一种膨胀岩地质条件下采区放矿溜井加固结构简述为加固结构。
25.如图1、2所示，本实施例的加固结构包括加固组件10和预埋件20，加固组件10通过预埋件20固定在井壁30的四周，其中：
26.加固组件10包括圆形衬架11和防护板12，圆形衬架11固定在可伸缩性锚杆21设置
在溜井通道40中的一端，且圆形衬架11与井壁30之间留有间隙，该间隙为可伸缩性锚杆21的伸缩变形留有余量，也为允许膨胀岩井壁30的变形提供条件；防护板12活动安装在衬架11上，便于拆卸，可从一个溜井中转移到另一个溜井中使用，降低了维护成本，防护板12远离井壁30的一侧形成有用于溜放矿石的叠瓦状溜料面，能够有效减缓矿石在下放过程中对溜井井壁30的冲击力，起到防护作用。
27.预埋件20包括可伸缩性锚杆21，所述可伸缩性锚杆21的一端预埋在井壁30中，另一端设置在溜井通道40中(本实施例中可伸缩性锚杆21露出150mm在溜井通道40中)，用于固定圆形衬架11，可伸缩性锚杆21的设置为井壁30的变形提供了缓冲作用，使得井壁30不易被损坏。
28.在一个具体的实施例中，圆形衬架11包括多个立柱111、主箍筋112以及辅箍筋113，多个立柱111阵列布置在溜井的井壁30的四周，其中与可伸缩性锚杆21位置相对应的立柱111固定焊接在可伸缩性锚杆21上，其余的立柱111通过辅箍筋113连接，主箍筋112固定在立柱111远离井壁30的一侧，用于挂装防护板12。
29.在一个具体的实施例中，可选的，立柱111为11号工字钢，长度为5m，数量为12个，主箍筋112由多个槽钢弯制拼接成一个与井壁30同心的圆，其槽钢的槽口向下，辅箍筋113由多个11号工字钢弯制成，辅箍筋113横向设置在两个立柱111之间，两端分别与两侧的立柱111焊接，主箍筋112的一侧面与辅箍筋113焊接，主箍筋112的另一侧面用于挂装防护板12。当然，在本实施例以外的其他实施例中，立柱111的数量可根据溜井的直径、受力要求等作出适当调整，主箍筋112和辅箍筋113也随之相应地作出调整。
30.在一个具体的实施例中，可选的，主箍筋112和辅箍筋113分多层设置在立柱111的长度方向上。
31.在一个具体的实施例中，所述防护板12为10mm厚的锰钢板，其长度为1m，防护板12的顶端边缘设有向远离防护板12方向延伸的盖板，该盖板用于将防护板12搭接在主箍筋112的槽钢薄边上，如此，防护板12与主箍筋112之间为活动连接，规格化的防护板12可以轻松更换和回收重复利用。由于主箍筋112分多层设置在立柱111上，因此，在立柱111形成的圆形衬架11上也挂装有多层锰钢板，这些锰钢板形成呈叠瓦状溜料面，可有效减缓矿石下放过程中对溜井井壁30产生的冲击力。
32.在一个具体的实施例中，防护板12与主箍筋112的槽钢薄边之间设有弹性件13，该弹性件13螺纹连接在槽钢薄边上。弹性件13的设置给防护板12提供稳定可靠的缓冲作用。在本实施例中，弹性件13优选为橡胶垫，当然，在其他一些实施例中，弹性件13还可选用弹片、柔性块、弹簧等其他具有弹性的组件，以给防护板12提供缓冲作用。
33.在一个具体的实施例中，可伸缩性锚杆21分多组沿溜井井壁的竖直方向布置，每组包括有多个沿溜井井壁周向布置的所述可伸缩性锚杆21。可选的，本实施例中可伸缩性锚杆21的排距(上下两组之间的距离)为3m，每组设有4根，该可伸缩性锚杆21选用市售成熟产品即可。
34.在一个具体的实施例中，所述预埋件20还包括螺纹钢锚杆22，螺纹钢锚杆22完全预埋在井壁30中，螺纹钢锚杆22与可伸缩性锚杆21间隔交错布置。可选的，螺纹钢锚杆22的直径为18mm，长度为2000mmm，螺纹钢锚杆22的排距(上下两组之间的距离)为1m，每组8根。本实施例中，如图2所示，每组有4根可伸缩性锚杆21，4根可伸缩性锚杆21形成两条相互垂
直的直线，这有利于加固结构的受力，8根螺纹钢锚杆22在每两个可伸缩性锚杆21之间设置两个，进一步增强受力；在井深方向上，可伸缩性锚杆21的排距3m，在两组可伸缩性锚杆21之间设置两组螺纹钢锚杆22，即两组螺纹钢锚杆22之间的排距为1m，如此设置，可形成强劲的支撑力，能够满足对加固组件10支撑的需求。当然，在除本实施例以外的其他实施方式中，可伸缩性锚杆21和螺纹钢锚杆22的规格和设置间距等可根据实际需求作出调整，以满足支撑加固组件10的需求为基础。
35.另一方面，如图1所示，本实用新型还提供一种膨胀岩地质条件下采区放矿溜井，所述溜井分段设置，每段溜井的井壁30中均设有上述实施例所述的加固结构。
36.在一个具体的实施例中，多段所述溜井的中心线自上往下逐渐错开设置，且每相邻两段溜井之间形成有缓冲平台50，所述缓冲平台50由混凝土浇筑而成，所述缓冲平台50的表面为倾斜的斜面，该斜面上铺设有10mm厚的锰钢板，所述锰钢板形成有用于溜放矿石的溜料面。
37.本实用新型提供的一种膨胀岩地质条件下采区放矿溜井加固结构及溜井，在施工时首先开挖瀑布式采区溜井，分段溜井长度为25m～35m，溜井的中心线向抛掷倾斜方向错动一定距离设置；然后在分段溜井之间浇筑缓冲平台50，以减缓冲击力，将矿石的垂直运动改变为抛物运动；之后安装可伸缩性锚杆21和螺纹钢锚杆22，架设由工字钢制作的圆形衬架11与可伸缩性锚杆21焊接，最后挂装防护板12，形成铠甲式井壁，对溜井的井壁30形成保护作用。如此，在溜矿过程中，矿石从防护板12的溜料面经过，矿石直接与溜料面发生碰撞，即矿石直接与防护板12发生碰撞，由于防护板12直接承受了矿石的冲击，从而避免了井壁30直接受到矿石的碰撞冲击，同时，在弹性件13的作用下，可对冲撞进行缓冲，以抵消一部分防护板12受到的冲击力，因此，本实用新型提供的加固结构能够将矿石的冲撞转移到加固结构上，避免井壁30受到直接冲撞而损坏。同时，可伸缩性锚杆的设置允许井壁30有一定的少量变形，可减小井壁30受到撞击带来的损坏，因此，本实用新型提供的加固结构可以很好的保护溜井的井壁30，进而避免溜井发生垮塌。
38.以上所述本实用新型的具体实施方式，并不构成对本实用新型保护范围的限定。任何根据本实用新型的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围内。