一种地层冻结管锚固的井壁结构

1.本发明涉及冻结斜井技术领域，特别是涉及一种地层冻结管锚固的井壁结构。


背景技术：

2.我国西北部地区深部煤炭资源开采时，斜井开拓是首选和主要的开拓方式。在地表至稳定的基岩之间，往往覆盖着风积沙，第三系、第四系表土，软弱破碎泥岩、砂岩等不稳定地层，需要采用人工冻结的方法将将开挖范围的土体加固成具有一定承载能力且防水的冻结壁，在冻结壁的保护下进行井筒的开挖，对于斜井冻结施工具有以下不足。
3.目前冻结孔一般均采用竖直孔，且一般采用多排管冻结方式，冻结完成后冻结管和井壁没有形成整体的结构，后期由于地层变形等原因造成井壁姿态改变时冻结管无法承担任何作用。
4.在切割过程中缺乏稳定装置，特别是切割施工结束时，没有底端的支撑连接，上段容易发生倾斜倒塌，对施工安全带来一定的安全隐患。


技术实现要素：

5.为了克服现有技术的不足，本发明提供一种地层冻结管锚固的井壁结构。
6.为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种地层冻结管锚固的井壁结构，包括地层，所述地层的顶端固定安装有至少两个冻结管，多个所述冻结管的侧端均设置有同一个防护板，每个所述冻结管的底端均固定安装有弧形钢板，每个所述冻结管的内部均设置有供液管，多个所述冻结管的圆周表面均设置有两个支撑板。
7.作为本发明的一种优选技术方案，每个所述支撑板的顶端均固定安装有固定框，每个所述固定框的内部滑动安装有定向滑板，每个所述支撑板的内侧均固定安装有至少两个缓冲垫，两个所述定向滑板的顶端固定安装有同一个第一夹板，位于第一夹板的相背离面多个所述冻结管的侧端设置有第二夹板，且第一夹板与第二夹板相连接，每个所述定向滑板的侧端部均滑动安装有伸缩杆，每个所述伸缩杆的侧端部均固定安装有两个定位板。
8.作为本发明的一种优选技术方案，每个所述固定框的侧端部均固定安装有连接架，每个所述连接架的内部均转动安装有t型按压板，每个所述t型按压板的内侧均转动安装有连接板，每个所述连接板的两个侧端部均固定安装有固定轴，每个所述固定轴均与t型按压板相连接。
9.与现有技术相比，本发明能达到的有益效果是：先是对冻结管和地层之间的环形空间用水泥浆充填，防止后期地层内的水通过环形空间导通，在井筒开挖期间，对开挖范围内的冻结管割除时，对开挖面底部的冻结管内用水泥浆充填后，其顶部焊上弧形钢板；对开挖面顶部的冻结管同样焊上与井壁形状贴合的弧形钢板，依次浇筑外层井壁和内层井壁，外壁根据地层情况，可以采用钢拱架锚喷支护，也可以采用钢筋混凝土现浇支护，在井壁施工完成后，对开挖范围上部的冻结管，利用供液管对冻结管内部进行水泥浆充填，对冻结井壁进行限位和支撑，起到锚固作用，保障了井壁
的长期稳定。
10.让t型按压板对连接板的顶端施加一个拉力，同时连接板带动固定轴在t型按压板的内部进行转动，让连接板自身发生偏转后，将连接板调整为水平状态，让连接板的侧端部紧贴固定框的内侧，快速对两个支撑板进行固定，再通过第一夹板与第二夹板的夹持，通过支撑板对冻结管进行固定，同时使用第一夹板与第二夹板将切除的部位进行固定，在切割结束后，也可以将切除的部位进行暂时的固定，防止切割到后期，冻结管上段发生倾斜，影响切割的效果。
11.通过拉动连接板的一端，将连接板的一端放在另一个固定框的侧端，让连接板的末端与连接板侧端的卡块相贴合，通过按压t型按压板的末端，让t型按压板在连接架的内侧进行转动，让t型按压板对连接板的顶端施加一个拉力，同时连接板带动固定轴在t型按压板的内部进行转动，让连接板自身发生偏转后，将连接板调整为水平状态，让连接板的侧端部紧贴固定框的内侧，快速对两个支撑板进行固定，再通过第一夹板与第二夹板的夹持，对冻结管进行稳定，在对冻结管进行切割时，通过支撑板对冻结管进行固定，操作简单，便于快速安装固定。
12.通过固定框对伸缩杆施加一个水平的挤压，让伸缩杆向一侧滑动，让伸缩杆挤压定位板的顶端，迫使定位板在定向滑板的内部进行收缩，让伸缩杆滑动进入定向滑板的内部，伸缩杆的顶端与定向滑板的外侧齐平，便于滑动定向滑板，停止拉动第一夹板与第二夹板后，定向滑板在固定框的内部停止滑动，在定位板的作用力，定位板在定向滑板的内部进行复位，定位板推动伸缩杆向外侧滑动，将伸缩杆的顶端插入固定框的内部，对定向滑板进行固定，使用时可以根据切割位置灵活调整夹持位置，不需重新拆卸固定，增加使用的便利性。
13.先移动两个支撑板，让两个支撑板的侧端部与多个冻结管相对齐，通过推动两个支撑板，让两个支撑板的侧端部卡入冻结管的侧端部，同时让缓冲垫紧贴冻结管的表面，再通过调整两个支撑板的位置，让两个支撑板带动固定框相互对齐，通过拉动连接板的一端，将连接板的一端放在另一个固定框的侧端，让连接板的末端与连接板侧端的卡块相贴合，减少固定过程中对冻结管外侧的挤压力度，防止冻结管出现形变。
附图说明
14.图1为本发明地层的结构示意图；图2为本发明冻结管的结构示意图；图3为本发明弧形钢板的结构示意图；图4为本发明冻结管施工的示意图；图5为本发明外壁施工的示意图；图6为本发明供液管的结构示意图；图7为本发明夹板的结构示意图；图8为本发明定向滑板的结构示意图。
15.其中：1、地层；11、冻结管；12、防护板；13、弧形钢板；14、供液管；15、第一夹板；16、第二夹板；17、连接架；18、t型按压板；19、固定轴；21、连接板；22、支撑板；23、缓冲垫；24、固定框；25、定位板；26、伸缩杆；27、定向滑板。
具体实施方式
16.为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明，但下述实施例仅仅为本发明的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其它实施例，都属于本发明的保护范围。下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
17.如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7和图8所示，一种地层冻结管锚固的井壁结构，包括地层1，地层1的顶端固定安装有至少两个冻结管11，在井筒开挖期间，对开挖范围内的冻结管11割除时，对开挖面底部的冻结管11内用水泥浆充填后，其顶部焊上弧形钢板13，对开挖面顶部的冻结管11同样焊上与井壁形状贴合的弧形钢板13，依次浇筑外层井壁和内层井壁，外壁根据地层1情况，可以采用钢拱架锚喷支护，也可以采用钢筋混凝土现浇支护，在井壁施工完成后，对开挖范围上部的冻结管11，利用供液管14对冻结管11内部进行水泥浆充填，对冻结井壁进行限位和支撑，多个冻结管11的侧端均设置有同一个防护板12，每个冻结管11的底端均固定安装有弧形钢板13，每个冻结管11的内部均设置有供液管14，多个冻结管11的圆周表面均设置有两个支撑板22。
18.每个支撑板22的顶端均固定安装有固定框24，每个固定框24的内部滑动安装有定向滑板27，每个支撑板22的内侧均固定安装有至少两个缓冲垫23，两个定向滑板27的顶端固定安装有同一个第一夹板15，位于第一夹板15的相背离面多个冻结管11的侧端设置有第二夹板16，且第一夹板15与第二夹板16相连接，通过向上拉动第一夹板15以及第二夹板16，带动底端的定向滑板27向上滑动，让定向滑板27在固定框24的内部向上移动，通过固定框24对伸缩杆26施加一个水平的挤压，让伸缩杆26向一侧滑动，让伸缩杆26挤压定位板25的顶端，迫使定位板25在定向滑板27的内部进行收缩，让伸缩杆26滑动进入定向滑板27的内部，伸缩杆26的顶端与定向滑板27的外侧齐平，便于滑动定向滑板27，停止拉动第一夹板15与第二夹板16后，定向滑板27在固定框24的内部停止滑动，在定位板25的作用力，定位板25在定向滑板27的内部进行复位，定位板25推动伸缩杆26向外侧滑动，将伸缩杆26的顶端插入固定框24的内部，对定向滑板27进行固定，使用时可以根据切割位置灵活调整夹持位置，每个定向滑板27的侧端部均滑动安装有伸缩杆26。
19.每个伸缩杆26的侧端部均固定安装有两个定位板25，每个固定框24的侧端部均固定安装有连接架17，每个连接架17的内部均转动安装有t型按压板18，通过拉动连接板21的一端，将连接板21的一端放在另一个固定框24的侧端，让连接板21的末端与连接板21侧端的卡块相贴合，通过按压t型按压板18的末端，让t型按压板18在连接架17的内侧进行转动，让t型按压板18对连接板21的顶端施加一个拉力，同时连接板21带动固定轴19在t型按压板18的内部进行转动，让连接板21自身发生偏转后，将连接板21调整为水平状态，让连接板21的侧端部紧贴固定框24的内侧，快速对两个支撑板22进行固定，再通过第一夹板15与第二夹板16的夹持，对冻结管11进行稳定，在对冻结管11进行切割时，通过支撑板22对冻结管11进行固定，每个t型按压板18的内侧均转动安装有连接板21，每个连接板21的两个侧端部均固定安装有固定轴19，每个固定轴19均与t型按压板18相连接。
20.工作原理：第一步，在冻结孔钻孔期间，先是对冻结管11和地层1之间的环形空间用水泥浆充
填，防止后期地层1内的水通过环形空间导通，在井筒开挖期间，对开挖范围内的冻结管11割除时，对开挖面底部的冻结管11内用水泥浆充填后，其顶部焊上弧形钢板13，对开挖面顶部的冻结管11同样焊上与井壁形状贴合的弧形钢板13，依次浇筑外层井壁和内层井壁，外壁根据地层1情况，可以采用钢拱架锚喷支护，也可以采用钢筋混凝土现浇支护，在井壁施工完成后，对开挖范围上部的冻结管11，利用供液管14对冻结管11内部进行水泥浆充填，对冻结井壁进行限位和支撑，起到锚固作用，保障了井壁的长期稳定。
21.第二步，在切割冻结管11的过程中，先移动两个支撑板22，让两个支撑板22的侧端部与多个冻结管11相对齐，通过推动两个支撑板22，让两个支撑板22的侧端部卡入冻结管11的侧端部，同时让缓冲垫23紧贴冻结管11的表面，再通过调整两个支撑板22的位置，让两个支撑板22带动固定框24相互对齐，通过拉动连接板21的一端，将连接板21的一端放在另一个固定框24的侧端，让连接板21的末端与连接板21侧端的卡块相贴合，通过按压t型按压板18的末端，让t型按压板18在连接架17的内侧进行转动，让t型按压板18对连接板21的顶端施加一个拉力，同时连接板21带动固定轴19在t型按压板18的内部进行转动，让连接板21自身发生偏转后，将连接板21调整为水平状态，让连接板21的侧端部紧贴固定框24的内侧，快速对两个支撑板22进行固定，再通过第一夹板15与第二夹板16的夹持，对冻结管11进行稳定，在对冻结管11进行切割时，通过支撑板22对冻结管11进行固定，同时使用第一夹板15与第二夹板16将切除的部位进行固定，在切割结束后，也可以将切除的部位进行暂时的固定，防止切割到后期，冻结管11上段发生倾斜，影响切割的效果。
22.同时在通过向上拉动第一夹板15以及第二夹板16，带动底端的定向滑板27向上滑动，让定向滑板27在固定框24的内部向上移动，通过固定框24对伸缩杆26施加一个水平的挤压，让伸缩杆26向一侧滑动，让伸缩杆26挤压定位板25的顶端，迫使定位板25在定向滑板27的内部进行收缩，让伸缩杆26滑动进入定向滑板27的内部，伸缩杆26的顶端与定向滑板27的外侧齐平，便于滑动定向滑板27，停止拉动第一夹板15与第二夹板16后，定向滑板27在固定框24的内部停止滑动，在定位板25的作用力，定位板25在定向滑板27的内部进行复位，定位板25推动伸缩杆26向外侧滑动，将伸缩杆26的顶端插入固定框24的内部，对定向滑板27进行固定，使用时可以根据切割位置灵活调整夹持位置，不需重新拆卸固定，增加使用的便利性。
23.上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于此，在所属技术领域的技术人员所具备的知识范围内，在不脱离本发明宗旨的前提下还可以作出各种变化。

技术特征：
1.一种地层冻结管锚固的井壁结构，包括地层（1），其特征在于，所述地层（1）的顶端固定安装有至少两个冻结管（11），多个所述冻结管（11）的侧端均设置有同一个防护板（12），每个所述冻结管（11）的底端均固定安装有弧形钢板（13），每个所述冻结管（11）的内部均设置有供液管（14），多个所述冻结管（11）的圆周表面均设置有两个支撑板（22）。2.根据权利要求1所述的一种地层冻结管锚固的井壁结构，其特征在于，每个所述支撑板（22）的顶端均固定安装有固定框（24），每个所述固定框（24）的内部滑动安装有定向滑板（27），每个所述支撑板（22）的内侧均固定安装有至少两个缓冲垫（23）。3.根据权利要求2所述的一种地层冻结管锚固的井壁结构，其特征在于，两个所述定向滑板（27）的顶端固定安装有同一个第一夹板（15）。4.根据权利要求1所述的一种地层冻结管锚固的井壁结构，其特征在于，位于第一夹板（15）的相背离面多个所述冻结管（11）的侧端设置有第二夹板（16），且第一夹板（15）与第二夹板（16）相连接。5.根据权利要求2所述的一种地层冻结管锚固的井壁结构，其特征在于，每个所述定向滑板（27）的侧端部均滑动安装有伸缩杆（26）。6.根据权利要求5所述的一种地层冻结管锚固的井壁结构，其特征在于，每个所述伸缩杆（26）的侧端部均固定安装有两个定位板（25）。7.根据权利要求2所述的一种地层冻结管锚固的井壁结构，其特征在于，每个所述固定框（24）的侧端部均固定安装有连接架（17）。8.根据权利要求7所述的一种地层冻结管锚固的井壁结构，其特征在于，每个所述连接架（17）的内部均转动安装有t型按压板（18）。9.根据权利要求8所述的一种地层冻结管锚固的井壁结构，其特征在于，每个所述t型按压板（18）的内侧均转动安装有连接板（21）。10.根据权利要求9所述的一种地层冻结管锚固的井壁结构，其特征在于，每个所述连接板（21）的两个侧端部均固定安装有固定轴（19），每个所述固定轴（19）均与t型按压板（18）相连接。

技术总结
本发明涉及冻结斜井技术领域，特别是涉及一种地层冻结管锚固的井壁结构，包括地层，所述地层的顶端固定安装有至少两个冻结管，多个所述冻结管的侧端均设置有同一个防护板。本发明通过让T型按压板对连接板的顶端施加一个拉力，同时连接板带动固定轴在T型按压板的内部进行转动，让连接板自身发生偏转后，将连接板调整为水平状态，让连接板的侧端部紧贴固定框的内侧，快速对两个支撑板进行固定，再通过第一夹板与第二夹板的夹持，通过支撑板对冻结管进行固定，同时使用第一夹板与第二夹板将切除的部位进行固定，在切割结束后，也可以将切除的部位进行暂时的固定，防止切割到后期，冻结管上段发生倾斜，影响切割的效果。影响切割的效果。影响切割的效果。


技术研发人员：王存举 吴乐 孙猛 陆路 张勇 石荣剑
受保护的技术使用者：辽宁中科地下工程有限公司 中国矿业大学
技术研发日：2023.06.13
技术公布日：2023/8/14