专利名称：一种控制动压巷道底鼓的方法
技术领域：
本发明涉及一种控制巷道底鼓的方法，尤其是一种适用于采动高应力环境中的巷 道底鼓的控制方法。
背景技术：
底鼓是煤矿井巷中常发生的一种动力现象。巷道掘进后，围岩由三向应力状态转 变为二向应力状态，在复杂的集中应力影响下，底板岩层拉伸破坏形成底鼓。大量实测数据 表明，巷道变形大约有2/3体现为底鼓。底鼓的主要危害是缩小了巷道断面，致使行人、运 输、供排水、井下通风等都受到影响，因底鼓而造成巷道报废的现象也时有发生，严重影响 矿山的安全生产。动压巷道底鼓控制问题一直是困扰煤矿生产和建设的重大难题之一。近年来，国 内外很多学者和煤矿技术人员对巷道底鼓的机理、防治措施等进行了卓有成效的研究，提 出了很多底鼓控制技术，如加固底板、封闭金属支架、底板锚杆、底板注浆、巷旁充填和卸压 煤柱等，这些研究成果对控制巷道底鼓具有很好的指导作用。然而，上述底鼓控制方法或多 或少存在着施工速度慢、工艺复杂、经济成本高、控制效果有限、劳动强度大等缺陷，如加固 底板虽然可以起到一定的抑制底鼓的作用，但在动压巷道中材料消耗大、支护费用高、工程 量大；在高应力、松软底板的条件下，封闭式金属支架底梁往往无法充分发挥其承载能力， 致使向巷道内鼓起，失去控制底鼓的能力；很多情况下，底板锚杆由于在松软底板岩层中锚 固基础差而锚固力不足或延伸量与底鼓量不匹配而失效；底板注浆可加固底板较浅部岩 层，如注浆达不到底板岩层的破坏深度，则上部已加固岩层会被下部岩层顶起，因此，注浆 控制底鼓的作用也是有限的；而巷旁充填法和卸压煤柱法施工程序复杂，时间长，对回采工 作面影响较大，且控制效果十分有限。
发明内容
技术问题本发明的目的是克服已有技术的不足，提供一种施方法简单、操作方 便、成本低、劳动强度小、安装效率高的控制动压巷道底鼓的方法。技术方案本发明控制动压巷道底鼓的方法，步骤如下(1)在采动高应力环境中的巷道底板上，以巷道横截面中心为界对称向两帮方向 间隔施工一排钻孔，钻孔的孔径为28 42mm，钻孔的长度为1200 2800mm，一排钻孔的纵 向夹角 α 为 0°、15°、25°、30°、45°、60° ；(2)在施工完成的各钻孔中分别安装水力膨胀锚杆，水力膨胀锚杆直径为25 30mm ；(3)通过水管连接水力膨胀锚杆的注液口和高压注水泵，向水力膨胀锚杆内注高 压水，当高压注水泵的压力表达到30MPa时，关闭高压注水泵；(4)待高压注水泵卸压后，卸下高压注水泵，完成一个段区内控制动压巷道底鼓的 施工；
(5)重复上述步骤，按排距逐排施工，直至完成整个采动高应力环境中的巷道底板 易发生底鼓巷道的施工。所述间隔施工一排钻孔的间距为500 2000mm ；所述排距为600 2000mm。有益效果通过采用水力膨胀锚杆加固巷道底板，阻止巷道底板塑性区发展以及 控制巷道底板岩体峰后碎胀、剪切错动变形，达到控制动压巷道底鼓的目的。水力膨胀锚杆 用于控制动压巷道底鼓较其他粘结式锚杆的显著优点在于水力膨胀锚杆为全长锚固，可 在杆体全长范围内限制围岩扩容变形；水力膨胀锚杆与被锚固体(煤、岩体)为摩擦式锚 固，钻孔内残留的煤(岩)粉、污水不影响锚杆锚固力。水力膨胀锚杆锚固力随围岩性质的 差异变化不大，特别适用于动压巷道底板的支护，为控制动压巷道底鼓提供了一种新的途 径。其施工方法简单，操作方便，成本低，劳动强度小，安装效率高，无污染，经济效益显著。
图1是本发明的底鼓钻孔位置示意图。图2是本发明的水力膨胀锚杆施工连接示意图。图中1_巷道，2-钻孔，3-水力膨胀锚杆，4-底板，5-两帮，6-注液口，7-水管， 8-高压注水泵。
具体实施例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图1所示，矩形巷道1为例，对某矿进行控制动压巷道底鼓的方法，根据现场实际 情况，在巷道底板4按照不同的纵向夹度α安装水力膨胀锚杆3，然后注水，以阻止底板塑 性区发展以及控制底板岩体峰后碎胀、剪切错动变形，实现控制动压巷道底鼓。具体步骤如 下1、钻孔在采动高应力环境中易发生巷道底鼓的巷道底板4上，以巷道1横截面 中心为界对称向两帮5方向的纵向夹角α依次为15°、25°、45°，在巷道底板4上向下 间隔500 2000mm施工一排钻孔2，钻孔2的孔径为28 42mm，钻孔2的长度为1200 2800mm，根据现场实际情况，一排钻孔2的纵向夹角α可以从0°、15°、25°、30°、45°、 60°中按升序排列组合选择；2、安装水力膨胀锚杆在施工完成的各钻孔2中分别安装水力膨胀锚杆3，将水力 膨胀锚杆3送入钻孔2的底部，水力膨胀锚杆3直径为25 30mm ；3、注高压水通过水管7连接水力膨胀锚杆3的注液口 6和高压注水泵8，向水力 膨胀锚杆3内注高压水，注液压力不小于30MPa，注液时间大于5min，并确保初锚力在IOOkN 以上；当高压注水泵8的压力表达到30MPa时，关闭高压注水泵8 ；4、待高压注水泵8卸压后，卸下高压注水泵8，完成一个段区内控制动压巷道底鼓 的施工；5、重复上述步骤，按排距为600 2000mm的距离逐排施工，直至完成整个采动高 应力环境中的巷道底板4易发生底鼓巷道的施工。
权利要求
一种控制动压巷道底鼓的方法，其特征是步骤如下(1)在采动高应力环境中的巷道底板(4)上，以巷道(1)横截面中心为界对称向两帮(5)方向间隔施工一排钻孔(2)，钻孔(2)的孔径为28～42mm，钻孔(2)的长度为1200～2800mm，一排钻孔(2)的纵向夹角α为0°、15°、25°、30°、45°、60°；(2)在施工完成的各钻孔(2)中分别安装水力膨胀锚杆(3)，水力膨胀锚杆(3)直径为25～30mm；(3)通过水管(7)连接水力膨胀锚杆(3)尾部的注液口(6)和高压注水泵(8)，向水力膨胀锚杆(3)内注高压水，当高压注水泵(8)的压力表达到30MPa时，关闭高压注水泵(8)；(4)待高压注水泵(8)卸压后，卸下高压注水泵(8)，完成一个段区内控制动压巷道底鼓的施工；(5)重复上述步骤，按排距逐排施工，直至完成整个采动高应力环境中的巷道底板(4)易发生底鼓巷道的施工。
2.根据权利要求1所述的控制动压巷道底鼓的方法，其特征是所述间隔施工一排钻 孔(2)的间距为500 2000mm。
3.根据权利要求1所述的控制动压巷道底鼓的方法，其特征是所述排距为600 2000mm。
全文摘要
一种控制动压巷道底鼓的方法，在采动高应力环境中的巷道底板上，以巷道横截面中心为界对称向两帮方向施工不同纵向夹角α的钻孔后，安装水力膨胀锚杆，向水力膨胀锚杆内注高压水，当高压注水达到30MPa时，停止高压注水；按排距逐排施工，直至完成整个采动高应力环境中的巷道底板易发生底鼓巷道的施工。水力膨胀锚杆锚固力随围岩性质的差异变化不大，特别适用于动压巷道底板的支护，为控制动压巷道底鼓提供了一种新的途径。其施工方法简单，操作方便，成本低，劳动强度小，安装效率高，无污染，经济效益显著。
文档编号E21D20/00GK101915108SQ20101021701
公开日2010年12月15日 申请日期2010年6月22日 优先权日2010年6月22日
发明者侯朝炯, 张科学, 李文峰, 柏建彪, 王襄禹, 闫帅 申请人:中国矿业大学