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1、(10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201420657020.1(22)申请日 2014.11.06E21D 21/00(2006.01)E21F 3/00(2006.01)(73)专利权人 河南理工大学地址 454000 河南省焦作市高新区世纪大道2001 号能源科学与工程学院(72)发明人 王成 顾树圣 韩亚峰 徐汇郑合凤(74)专利代理机构 郑州优盾知识产权代理有限公司 41125代理人 张绍琳 郑园(54) 实用新型名称深部矿井高温热害与巷道支护联合治理装置(57) 摘要本实用新型公开了一种深部矿井高温热害与巷道支护联合治理装置包括真空支护板，所述相邻真空支护板之间。
2、通过双托盘锚杆装置固定，所述双托盘锚杆装置包括第一托盘、第二托盘和锚杆，所述锚杆垂直于第一托盘和第二托盘，在第一托盘和第二托盘之间与锚杆相平行的方向设有隔离柱。与现有技术相比，本实用新型的有益效果为 ：一次性解决了深部矿井高温热害治理与巷道支护困难的问题，真空支护板的真空特性有隔绝巷道围岩散热性能，其地层板具有高强度抗拉抗压性能，能够起到对巷道围岩的支护作用；采用双锚杆盘安装真空支护板，在真空支护板回收后，锚杆支护不失效，将矿井高温热害治理与巷道支护相结合，节约了矿井降温成本与巷道支护成本。(51)Int.Cl.(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)实用新型专利权利要求书1页 说明书5页。
3、 附图4页(10)授权公告号 CN 204253076 U(45)授权公告日 2015.04.08CN 204253076 U1/1 页21.一种深部矿井高温热害与巷道支护联合治理装置，其特征在于 ：包括真空支护板（1），所述相邻真空支护板之间通过双托盘锚杆装置固定，所述双托盘锚杆装置包括第一托盘（2）、第二托盘（3）和锚杆（5），所述锚杆垂直于第一托盘和第二托盘，在第一托盘和第二托盘之间与锚杆长轴线相平行的方向设有隔离柱（4）。2.根据权利要求 1 所述的深部矿井高温热害与巷道支护联合治理装置，其特征在于 ：所述真空支护板由主板（6）、副板（7）、侧板（8）和支撑柱（9）组成，所述主板，副板。
4、和侧板形成方盒式空腔并由支撑柱支撑。3.根据权利要求 2 所述的深部矿井高温热害与巷道支护联合治理装置，其特征在于 ：所述主板抗压强度为 30-40Mpa、抗拉强度为 20-30Mpa 工程塑料板制成。4.根据权利要求 2 所述的深部矿井高温热害与巷道支护联合治理装置，其特征在于 ：所述主板的内侧涂有反热辐射涂层（10）。5.根据权利要求 2 所述的深部矿井高温热害与巷道支护联合治理装置，其特征在于 ：所述主板上设有锚杆安装孔。6.根据权利要求 2 所述的深部矿井高温热害与巷道支护联合治理装置，其特征在于 ：所述主板上设有注浆孔（11）。7.根据权利要求 1-6 任一所述的深部矿井高温热害与巷。
5、道支护联合治理装置，其特征在于 ：所述隔离柱为刚性中空圆柱体隔离柱，所述隔离柱与第二托盘焊接为一体。权 利 要 求 书CN 204253076 U1/5 页3深部矿井高温热害与巷道支护联合治理装置技术领域0001 本实用新型涉及一种深部矿井巷道工程，深部矿井高温热害与巷道支护联合治理装置。背景技术0002 由于矿井开采深度增加，深部矿井高温热害问题和巷道支护问题是共生问题。0003 一方面，随着矿井开采深度的增加，深部开采处于高温环境下，常温带以下岩层的温度将以 3 /100m 的梯度上升，最高可达 4 /100m，深部开采条件下，岩层温度将达到摄氏几十度的高温。地温升高造成井下工人注意力分散。
6、、劳动率减低，甚至无法工作，成为矿井高温热害。高温热害使得工作空间的环境超出人们的适应条件，大部分矿井热害治理仅靠通风降温、洒水降温，部分矿井采用机械制冷降温方法。总的现状是投资大，效果较差。虽然在深度矿井高温问题上，国外一些矿井已经采用了适当的技术使得工作面空间的环境得到了一些改善，但并没有从根本上解决问题，人们尚处于传统的制冷解决高温的状态。0004 对于矿井降温来讲，其难以克服的问题是 ：当围岩的原始岩温与在井巷中流动空气的温度存在温差时，就要产生换热。根据温差的正负，热流自风流传向岩体，或自围岩传给风流。即使在不太深的矿井里，原始岩温一般也要超过该处的风温，因而热流一般来自围岩。在深矿。
7、井里，热流值将会相当大，甚至会超过其他热源热流量的总和。目前在大多数的情况下，如图 1 所示，围岩主要以传导方式将热量传给矿井空气。0005 矿井空气由采区进风巷 13 中的 A 点流向 B 点，其温度升高的主要影响因素为 ：AB之间的围岩散热 ；矿井空气由 B 点流向 C 点时，温度升高的主要影响因素为 ：工作面 12 上 E处煤炭散热和机械散热 ；C 点到 D 点为 CD 之间的围岩散热以及 ABE 产生的热量综合。经上述分析得出，矿井围岩散热是对矿井空气影响最大的。其影响距离长，时间长，矿井围岩与矿井空气长时间接触下产生充分的热能交换，导致矿井空气温度升高，造成矿井高温热害。0006 另。
8、一方面，深井巷道矿压显现的显著特点就是巷道开挖后产生较大的收敛变形量。这一特点是由深井“三高一扰动”特点造成的。深部开采矿山压力显现强烈，其围岩应力十分突出，致使巷道围岩压力显著，巷道支护困难且成本增加。巷道支护技术，主要为被动支护与主动支护。被动支护形式，包括木棚支护，钢筋混凝土支架，金属型钢支架，料碹，混凝土及钢筋混凝土碹等。主动支护形式体现为以各类普通锚杆支护为主，旨在改善巷道围岩力学性质的积极支护形式，包括锚喷支护，锚网喷支护等。另外还有今年研究出的以高强应力锚杆和注浆加固为主的积极主动支护形式，如锚固支护等。虽然现在国内巷道支护技术相对成熟，但是，现有支护方式存在功能单一，施工量大，。
9、工人劳动强度高等问题。例如主动支护方式中的锚网喷支护，存在施工量大，喷射混凝土施工时作业环境恶劣，所铺设的金属网几乎没有复用价值，不利于节能减排，再例如，高应力锚杆和注浆加固为主的积极主动形式支护，虽然很好的解决了巷道支护问题，但是功能单一，不能同时深部高地热矿井的围岩散热问题。说 明 书CN 204253076 U2/5 页4实用新型内容0007 针对现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种深部矿井高温热害与巷道支护联合治理装置，既能够消除深部矿井高温热害问题，又能够起到深部矿井巷道支护问题。0008 为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案 ：0009 一种深部矿井高温热害与巷道支护联合。
10、治理装置，包括真空支护板，所述相邻真空支护板之间通过双托盘锚杆装置固定，所述双托盘锚杆装置包括第一托盘、第二托盘和锚杆，所述锚杆垂直于第一托盘和第二托盘，在第一托盘和第二托盘之间与锚杆相平行的方向设有隔离柱。0010 所述真空支护板由主板、副板、侧板和支撑柱组成，所述主板，副板和侧板形成方盒式空腔并由支撑柱支撑 ；首先将支撑柱通过超声波塑化焊接在主板上，其排列形式为阵列排列，然后将副板、侧板通过超声波塑化焊接与主板成为整体，用真空泵对方盒式空腔排空排湿，形成真空腔体，由于真空负压作用，所以真空支护板空腔内部需由支撑柱支撑，以免变形。0011 由于主板起主要承载作用，为保证主板的抗拉和抗压强度，。
11、所述主板抗压强度为30-40Mpa，抗拉强度为 20-30Mpa。0012 所述主板的内侧涂有反热辐射涂层，用来防止围岩辐射热，更好的阻隔围岩产生的辐射热能。0013 所述主板上设有有锚杆安装孔和 / 或注浆孔 ；根据巷道支护设计中的锚杆间排距，在每块真空支护板上留设锚杆安装孔，锚杆安装孔包括设在真空支护板中部的锚杆安装孔和边缘锚杆安装孔，中部锚杆安装孔为圆孔，边缘锚杆安装孔为半圆孔，两块真空支护板相拼接形成整圆锚杆孔 ；根据巷道围岩暴露面积预制面积合理的真空支护板，在安装真空支护板时要将围岩壁整平，不要有尖锐突出部分，以免对真空支护板造成破坏 ；如遇不平整或者有易风化破碎岩壁时，可通过注浆孔。
12、对岩壁与真空支护板之间的缝隙进行注浆充填，以解决真空支护板贴岩壁不实或者岩壁风化破碎 ；如需注浆时，在安装真空支护板前，在主板的表面涂刷一层脱模剂，以防止真空支护板与注浆料粘结过紧，便于将来回收真空支护板。0014 所述隔离柱为刚性中空圆柱体隔离柱，所述隔离柱与第二托盘焊接为一体。0015 与现有技术相比，本实用新型的有益效果为 ：本实用新型一次性解决了深部矿井高温热害治理与巷道支护困难的问题，真空支护板的真空特性有隔绝巷道围岩散热性能，其地层板具有高强度抗拉抗压性能，能够起到对巷道围岩的支护作用 ；基于真空不导热原理，将深部矿井围岩产生的热能与矿井空气隔绝，有效的阻隔了深部矿井围岩产生的热能。
13、与矿井空气之间的能量交换，从根本上解决矿井降温中围岩散热的首要难题 ；本实用新型中涉及的真空支护板，具有回收复用价值，一次投资多次复用，减少支护成本，采用双锚杆盘安装真空支护板，在真空支护板回收后，锚杆支护不失效 ；将矿井高温热害治理与巷道支护相结合，节约了矿井降温成本与巷道支护成本 ；结合锚杆锚索的主动支护特性，提高了多深部巷道围岩支护强度。真空支护板采用高强度塑料制成，其具有较强的抗拉性，能够很好的应对深部矿井巷道围岩的蠕变 ；真空支护板安装后将对巷道围岩全部封闭，使巷道形成光滑内壁，减小通风阻力，能够降低通风机能耗，起到节能减排作用 ；对于有冲击地压危险的矿井，真空支护板由于其具有较强的。
14、支护能力，能有起到防止矿压冲击说 明 书CN 204253076 U3/5 页5引发的岩块飞溅伤人现象。附图说明0016 图 1 为矿井热害产生原因分析示意图。0017 图 2 为本实用新型的结构示意图。0018 图 3 为本实用新型中真空支护板的内部结构示意图。0019 图 4 为图 3 的 A-A 向视图。0020 图 5 为本实用新型的安装结构图。0021 图 6 为本实用新型中真空支护板相拼接的结构示意图。具体实施方式0022 实施例 10023 如图 1、图 2、图 3 和图 4 所示，本实施例深部矿井高温热害与巷道支护联合治理装置，包括真空支护板 1，所述相邻真空支护板之间通过双托。
15、盘锚杆装置固定，所述双托盘锚杆装置包括第一托盘2、第二托盘3和锚杆5，所述锚杆垂直于第一托盘和第二托盘，在第一托盘和第二托盘之间与锚杆相平行的方向设有隔离柱 4。0024 本实施例真空支护板由主板 6、副板 7、侧板 8 和支撑柱 9 组成，所述主板，副板和侧板形成方盒式空腔并由支撑柱支撑，该主板的抗压强度为 30Mpa，抗拉强度为 20Mpa，首先将支撑柱通过超声波塑化焊接在主板上，其排列形式为阵列排列，然后将副板、侧板通过超声波塑化焊接与主板成为整体，用真空泵对方盒式空腔排空排湿，形成真空腔体，由于真空负压作用，所以真空支护板空腔内部需由支撑柱支撑，以免变形 ；真空支护板起到隔绝巷道围岩散。
16、热作用和支护巷道围岩作用，其安装使用方式包括以下步骤 ：根据被支护巷道的支护参数，尤其是锚杆间排距，预制真空支护板，在被支护巷道安装锚杆杆体后，安装第一托盘，并用第一托盘将其固定并给予巷道支护设计要求的预紧力 ；然后安装真空支护板，将真空支护板通过预制的穿过外漏锚杆杆体，紧贴岩壁，然后安装第二托盘，并拧紧螺帽，隔离柱与第二托盘焊接为一体。0025 本实施例主板上设有锚杆安装孔 ；锚杆安装孔包括设在真空支护板中部的锚杆安装孔和边缘锚杆安装孔，中部锚杆安装孔为圆孔 14，边缘锚杆安装孔为半圆孔 15，两块真空支护板相拼接形成整圆锚杆孔，如图 6 所示，相邻真空支护板相拼接。0026 作为优选，本实。
17、施例隔离柱为刚性中空圆柱体隔离柱。0027 实施例 20028 如图 1、图 2、图 3 和图 4 所示，本实施例深部矿井高温热害与巷道支护联合治理装置，包括真空支护板 1，所述相邻真空支护板之间通过双托盘锚杆装置固定，所述双托盘锚杆装置包括第一托盘2、第二托盘3和锚杆5，所述锚杆垂直于第一托盘和第二托盘，在第一托盘和第二托盘之间与锚杆相平行的方向设有隔离柱 4。0029 本实施例真空支护板由主板 6、副板 7、侧板 8 和支撑柱 9 组成，所述主板，副板和侧板形成方盒式空腔并由支撑柱支撑，该主板的抗压强度为 35Mpa，抗拉强度为 25Mpa，首先将支撑柱通过超声波塑化焊接在主板上，其排列形。
18、式为阵列排列，然后将副板、侧板通过超声波塑化焊接与主板成为整体，用真空泵对方盒式空腔排空排湿，形成真空腔体，由于真说 明 书CN 204253076 U4/5 页6空负压作用，所以真空支护板空腔内部需由支撑柱支撑，以免变形 ；真空支护板起到隔绝巷道围岩散热作用和支护巷道围岩作用，其安装使用方式包括以下步骤 ：根据被支护巷道的支护参数，尤其是锚杆间排距，预制真空支护板，在被支护巷道安装锚杆杆体后，安装第一托盘，并用第一托盘将其固定并给予巷道支护设计要求的预紧力 ；然后安装真空支护板，将真空支护板通过预制的穿过外漏锚杆杆体，紧贴岩壁，然后安装第二托盘，并拧紧螺帽，隔离柱与第二托盘焊接为一体。003。
19、0 本实施例主板上设有锚杆安装孔 ；锚杆安装孔包括设在真空支护板中部的锚杆安装孔和边缘锚杆安装孔，中部锚杆安装孔为圆孔 14，边缘锚杆安装孔为半圆孔 15，两块真空支护板相拼接形成整圆锚杆孔，如图 6 所示，相邻真空支护板相拼接。0031 作为优选，本实施例隔离柱为刚性中空圆柱体隔离柱。0032 作为进一步优化，主板的内侧涂有反热辐射涂层 10。0033 实施例 30034 如图 1、图 2、图 3 和图 4 所示，本实施例深部矿井高温热害与巷道支护联合治理装置，包括真空支护板 1，所述相邻真空支护板之间通过双托盘锚杆装置固定，所述双托盘锚杆装置包括第一托盘2、第二托盘3和锚杆5，所述锚杆垂直。
20、于第一托盘和第二托盘，在第一托盘和第二托盘之间与锚杆相平行的方向设有隔离柱 4。0035 本实施例真空支护板由主板 6、副板 7、侧板 8 和支撑柱 9 组成，所述主板，副板和侧板形成方盒式空腔并由支撑柱支撑，该主板的抗压强度为 40Mpa，抗拉强度为 30Mpa，首先将支撑柱通过超声波塑化焊接在主板上，其排列形式为阵列排列，然后将副板、侧板通过超声波塑化焊接与主板成为整体，用真空泵对方盒式空腔排空排湿，形成真空腔体，由于真空负压作用，所以真空支护板空腔内部需由支撑柱支撑，以免变形 ；真空支护板起到隔绝巷道围岩散热作用和支护巷道围岩作用，其安装使用方式包括以下步骤 ：根据被支护巷道的支护参数，。
21、尤其是锚杆间排距，预制真空支护板，在被支护巷道安装锚杆杆体后，安装第一托盘，并用第一托盘将其固定并给予巷道支护设计要求的预紧力 ；然后安装真空支护板，将真空支护板通过预制的穿过外漏锚杆杆体，紧贴岩壁，然后安装第二托盘，并拧紧螺帽，隔离柱与第二托盘焊接为一体。0036 本实施例主板上设有锚杆安装孔 ；锚杆安装孔包括设在真空支护板中部的锚杆安装孔和边缘锚杆安装孔，中部锚杆安装孔为圆孔 14，边缘锚杆安装孔为半圆孔 15，两块真空支护板相拼接形成整圆锚杆孔，如图 6 所示，相邻真空支护板相拼接。0037 作为优选，本实施例隔离柱为刚性中空圆柱体隔离柱。0038 作为进一步优化，主板的内侧涂有反热辐射。
22、涂层 10。0039 作为更进一步优化，在主板上设有注浆孔 11 ；当巷道围岩易风化破坏时，可以通过真空支护板上的注浆孔，对巷道围岩与真空支护板之间的缝隙进行注浆，得以封闭巷道围岩与空气的接触，防止巷道围岩风化破坏。如需注浆时，在安装真空支护板前，在底层板的表面涂刷一层脱模剂，以防止真空支护板与注浆料粘结过紧，便于将来回收真空支护板。0040 如图 5 所示，对于深部矿井，主板容易发生底鼓现象，巷道底鼓是深部矿井巷道矿山压力的重灾区。本实施例对巷道底板的处理为 ：首先，在巷道底板安装真空支护板，同时将水沟 16 封闭在真空支护板下方，防止水沟中的热水与矿井空气接触产生热传递，然后，在其上部铺设。
23、一定厚度的炉渣作为垫层，炉渣具有多孔性、隔热性，同时能有起到缓冲作说 明 书CN 204253076 U5/5 页7用，在炉渣垫层 17 上部铺设一层一定厚度的混凝土层 18，提高底板强度，由真空支护板、炉渣垫层和混凝土层形成人工底板。0041 真空支护板具有回收利用价值，其回收期间要结合工作面推进速度，不提前或滞后回收。本实用新型设计真空支护板在工作面超前支护段前方回收。在已经回收真空支护板的巷道内要及时进行工作面超前支护。工作面超前支护段为传统的超前支护方式。真空支护板支护段采用真空支护板支护。说 明 书CN 204253076 U1/4 页8图1说 明 书 附 图CN 204253076 U2/4 页9图2说 明 书 附 图CN 204253076 U3/4 页10图3图4说 明 书 附 图CN 204253076 U。