一种没有给煤机硐室的壁挂式直立煤仓

摘要

本发明公开了一种没有给煤机硐室的壁挂式直立煤仓，包括直立圆筒形钢筋混凝土仓体和仓体下部圆台形缩口，在仓壁岩石内埋入起承重作用的工字钢托梁、工字钢仓体托架支托起钢筋混凝土仓体，圆台形缩口内的工字钢仓体托架底部设置有埋入钢筋混凝土仓体深入仓壁岩石内的承重锚索，位于钢筋混凝土仓体内的承重锚索上设有起承载作用的托盘和固定托盘的锁具，承重锚索、工字钢仓体托架、工字钢仓体托架固定锚索和工字钢托梁一起共同支托起钢筋混凝土仓体及仓体内的煤。本发明取消了现有煤仓的给煤机专用硐室，解决了煤仓因给煤机硐室围岩易受水、压力等因素影响，特别是给煤机硐室强烈底鼓导致煤仓不能安全、高效使用的难题。

说明书

技术领域

本发明涉及一种煤矿井底直立煤仓，尤其是一种适用于煤仓下方巷道底鼓的没有给煤机 硐室的壁挂式直立煤仓。

背景技术

现有煤矿井下直立煤仓下部均建有一专用给煤机硐室，该硐室承担着煤仓内的煤、混凝 土仓体及给煤机的全部重量。因此，给煤机硐室的强度与稳定性是煤仓能否正常安全使用的 关键所在。常见给煤机硐室两帮是强度较高的混凝土侧墙或混凝土立柱，当煤仓载荷作用在 两帮混凝土侧墙或混凝土立柱上时，在两帮混凝土侧墙或混凝土立柱的压模效应、远场应力 及水的作用下，围岩不断向硐室内挤压流动，进而导致两侧墙或立柱发生内移与倾斜，最终 使给煤机硐室因其整体承载结构稳定性的急剧降低而难以继续有效承载。现有技术是通过人 为提高给煤机硐室支护强度、围岩强度及采取有效排水措施等方法，但均不能从根本上解决 煤仓因给煤机硐室围岩易受水、压力等因素影响，特别是给煤机硐室强烈底鼓导致煤仓不能 安全、高效使用的难题。

发明内容

技术问题：本发明的目的是克服已有技术中的不足之处，提供一种强度高、结构稳定没 有给煤机硐室的壁挂式直立煤仓。

技术方案：本发明的没有给煤机硐室的壁挂式直立煤仓，包括圆筒形钢筋混凝土仓体、 设在圆筒形钢筋混凝土仓体下部的圆台形缩口，沿所述的圆筒形钢筋混凝土仓体外壁和圆台 形缩口内壁间隔布置有多个工字钢仓体托架，工字钢仓体托架的上端设有与圆筒形钢筋混凝 土仓体成直角深入仓壁岩石内的工字钢端梁，工字钢仓体托架之间的圆筒形钢筋混凝土仓体 内预埋有深入仓壁岩石内起承重作用的工字钢托梁，位于圆筒形钢筋混凝土仓体内的工字钢 仓体托架上布置有多圈水平深入仓壁岩石内的工字钢仓体托架固定锚索，位于圆台形缩口内 的工字钢仓体托架底部设有与水平方向成夹角β、深入仓壁岩石内的承重锚索，承重锚索上 设有多个起承载作用的托盘和固定托盘的锁具，承重锚索、工字钢仓体托架、工字钢仓体托 架固定锚索和工字钢托梁一起共同支托起钢筋混凝土仓体及仓体内的煤。

所述起承重作用的工字钢托梁个数N_g为：

N_g＝G×n_s/(S×[τ])

式中：G为煤仓总重量；n_s为煤仓设计安全系数；S为工字钢横截面积；[τ]为工字钢抗 剪强度。

所述多圈水平深入仓壁岩石内的工字钢仓体托架固定锚索根数N_mg为：

N_mg＝G×cosα/F

式中：G为煤仓总重量；α为圆台形缩口斜面与水平方向夹角；F为锚索破断力。

所述深入仓壁岩石内的承重锚索与水平方向夹角β为40～50°；所述深入仓壁岩石内的 承重锚索根数N_mc为：

N_mc＝G/(F×sinβ)

式中：G为煤仓总重量；F为锚索破断力；β为承重锚索与水平方向夹角。

所述位于圆筒形钢筋混凝土仓体内的工字钢仓体托架上端与圆筒形钢筋混凝土仓体成直 角深入仓壁岩石内的工字钢端梁长度不小于1000mm；

所述的圆台形缩口表面铺设有材质为无机复合型建筑材料的抗冲击耐磨衬层；所述的工 字钢仓体托架固定锚索上套装抵抗圆筒形钢筋混凝土仓体与仓壁岩石之间剪切力的保护钢 管。

有益效果：本发明采用特制的工字钢仓体托架加强对钢筋混凝土仓体的固定，利用承重 锚索、工字钢仓体托架、工字钢仓体托架固定锚索和工字钢托梁一起共同支托起钢筋混凝土 仓体及仓体内的煤，实现对煤仓的承重，取消了煤仓下部的给煤机硐室，解决煤仓因给煤机 硐室围岩易受水、压力等因素影响，特别是给煤机硐室强烈底鼓导致煤仓不能安全、高效使 用的技术难题。减少了给煤机硐室的建设与维护费用，缩短了煤仓的建设时间。其结构紧凑、 强度高、稳定性好、安全可靠、便于维护，具有广泛的实用性。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1中A-A剖面俯视图；

图3是图1中B-B剖面俯视图；

图4是本发明位于钢筋混凝土仓体下部圆台形缩口内承重锚索的结构示意图。

图中：1－圆筒形钢筋混凝土仓体，2－圆台形缩口，3－仓壁岩石，4－工字钢托梁，5 －工字钢仓体托架，6－承重锚索，7－工字钢仓体托架固定锚索，8－托盘，9－圆台形缩口 斜面与水平方向夹角α，10－保护钢管，11－锚索锁具，12－抗冲击耐磨衬层，13－承重锚 索与水平方向夹角β。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的一个实施例作进一步的描述：

如图1、图2所示，本发明的没有给煤机硐室的壁挂式直立煤仓，包括圆筒形钢筋混凝 土仓体1，圆筒形钢筋混凝土仓体1下部的圆台形缩口2，圆台形缩口斜面与水平方向夹角α （9）按不低于55°煤的安息角进行设置。所述的圆台形缩口2斜面铺设有材质为无机复合型 建筑材料的抗冲击耐磨衬层12。沿所述的圆筒形钢筋混凝土仓体1外壁和圆台形缩口2内壁 间隔布置有多个工字钢仓体托架5，位于圆筒形钢筋混凝土仓体1内的工字钢仓体托架5上 端设有与圆筒形钢筋混凝土仓体1成直角深入仓壁岩石3内的长度不小于1000mm的工字钢 端梁，工字钢仓体托架5之间的圆筒形钢筋混凝土仓体1内预埋有深入仓壁岩石3内起承重 作用的工字钢托梁4，所述起承重作用的工字钢托梁4个数N_g为：

N_g＝G×n_s/(S×[τ])

式中：G为煤仓总重量；n_s为煤仓设计安全系数；S为工字钢横截面积；[τ]为工字钢抗 剪强度。

位于圆筒形钢筋混凝土仓体1内的工字钢仓体托架5上布置有多圈水平深入仓壁岩石3 内的工字钢仓体托架固定锚索7，工字钢仓体托架固定锚索7上套装有抵抗圆筒形钢筋混凝 土仓体1与仓壁岩石3之间剪切力的保护钢管10，如图3所示。所述多圈水平深入仓壁岩石 3内的工字钢仓体托架固定锚索7根数N_mg为：

N_mg＝G×cosα/F

式中：G为煤仓总重量；α为圆台形缩口与水平方向夹角；F为锚索破断力。

位于圆台形缩口2内的工字钢仓体托架5底部设有与水平方向夹角为β（13）、深入仓壁 岩石3内的承重锚索6，所述深入仓壁岩石3内的承重锚索6根数N_mc为：

N_mc＝G/(F×sinβ)

式中：G为煤仓总重量；F为锚索破断力；β为承重锚索与水平方向夹角。

所述深入仓壁岩石3内的承重锚索6与水平方向夹角β为40～50°。承重锚索6上设有 多个起承载作用的托盘8和固定托盘8的锁具11，如图4所示。承重锚索6、工字钢仓体托 架5、工字钢仓体托架固定锚索7和工字钢托梁4一起共同支托起钢筋混凝土仓体1及仓体 内的煤。工字钢托梁4、工字钢仓体托架5、工字钢仓体托架固定锚索7和承重锚索6的型号、 长度、数量等参数是按具体的围岩条件、煤仓容积、安全系数等要求进行设置。

工作过程：仓体掘出后，对煤仓仓壁进行高强锚网支护，并同时沿煤仓周向在仓壁岩石 内埋入工字钢托梁4、工字钢仓体托架5、工字钢仓体托架固定锚索7及承重锚索6，然后支 模浇筑钢筋混凝土，将工字钢托梁4、工字钢仓体托架5及承重锚索全部浇筑在钢筋混凝土 内，从而形成壁挂式煤仓。混凝土仓体、煤及给煤机的重量全部通过工字钢托梁、工字钢仓 体托架5、工字钢仓体托架固定锚索7及承重锚索转移给了仓壁岩石3，从而达到取消传统煤 仓下口给煤机硐室的目的。