锚网索-型钢支架耦合支护结构和支护方法
【专利摘要】本发明提出一种锚网索-型钢支架耦合支护结构和支护方法，在本发明锚网索-型钢支架耦合支护结构的一实施例中，所述锚网索-型钢支架耦合支护结构包括锚杆、锚索、锚网、型钢支架，所述锚杆和锚索的数目为多个，分别从所述巷道围岩的内顶面打入巷道围岩中，锚网铺设在所述巷道围岩的内顶面并与所述锚杆和所述锚索伸出所述巷道围岩的内顶面的端部固定；所述型钢支架的形状与所述巷道围岩的内顶面匹配，并与所述巷道围岩的内顶面具有一定间距。相比于现有技术，本发明能够保证巷道围岩变形均匀，取得良好的支护性能，同时还具有实施简单易行、成本较低的有益效果。
【专利说明】锚网索-型钢支架耦合支护结构和支护方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及煤矿巷道的支护方法，特别涉及一种锚网索-型钢支架耦合支护结构和支护方法。
【背景技术】
[0002]深井软岩巷道大变形支护问题是困扰煤矿建设及生产安全的重大问题之一。在生产实践中，针对深部软岩巷道的大变形、高应力和难支护的特征并无良好的解决方法，一般只是采用单一的锚网索支护或型钢棚支护等方式，以至于无法控制巷道的变形，造成巷道变形严重，影响矿井的安全生产。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种适应深部软岩巷道变形特点的锚网索-型钢支架耦合支护结构和支护方法来保证巷道的稳定，以解决现有技术存在的因巷道大变形而导致的支护失效、巷道冒顶和塌方的问题。
[0004]为了实现本发明的目的，本发明提供的锚网索-型钢支架耦合支护方法包括:采用恒阻大变形锚杆(索)进行初次支护，并向恒阻大变形锚杆(索)施加达到恒阻值的高预应力，保证巷道围岩变形均匀，不出现差异性有害变形；滞后掘进迎头5-10米进行立体型钢支架支护，支架与巷道围岩间具有预留变形量，以释放变形能；支架与巷道围岩间的预留变形量可以通过现场监测数据计算得出，该计算得出的数值即为现场施工所预设的巷道围岩与型钢支架间的预留变形量；当巷道围岩变形达到预留变形量时，采用喷射混凝土或浇筑混凝土等方式进行永久支护。
[0005]在本发明锚网索-型钢支架耦合支护结构的一实施例中，所述锚网索-型钢支架耦合支护结构包括锚杆、锚索、锚网、型钢支架，所述锚杆和锚索的数目为多个，分别从所述巷道围岩的内顶面打入巷道围岩中，锚网铺设在所述巷道围岩的内顶面并与所述锚杆和所述锚索伸出所述巷道围岩的内顶面的端部固定；所述型钢支架的形状与所述巷道围岩的内顶面匹配，并与所述巷道围岩的内顶面具有一定间距。
[0006]在本发明锚网索-型钢支架耦合支护结构的一实施例中，所述锚杆为恒阻大变形锚杆。
[0007]在本发明锚网索-型钢支架耦合支护结构的一实施例中，所述锚索为恒阻大变形锚索。
[0008]本发明另一实施例提出一种锚网索-型钢支架耦合支护结构，包括:
[0009]步骤(A)，在掘进巷道后，采用锚杆和锚索进行初次支护，并施加预应力，保证巷道围岩变形均匀，不出现差异性有害变形；
[0010]步骤(B)，滞后掘进迎头5-10米进行立体型钢支架支护，型钢支架与巷道围岩间具有预留变形量以释放变形能；
[0011]步骤(C)，当巷道围岩变形达到预留变形量时，采用喷射混凝土或浇筑混凝土的方式进行永久支护。
[0012]在本发明锚网索-型钢支架耦合支护方法的一实施例中，步骤(A)之前包括:
[0013]步骤(Al )，初喷混凝土，对所述巷道围岩进行加固。
[0014]在本发明锚网索-型钢支架耦合支护方法的一实施例中，步骤(A)具体包括:
[0015]步骤(A2)，在所述巷道围岩的内顶面铺设钢筋网；
[0016]步骤(A3)，在所述巷道围岩的内顶面打顶部锚杆孔，并安装所述锚杆；
[0017]步骤(A4)，在所述巷道围岩的内顶面打顶部锚索孔，并安装所述锚索。
[0018]在本发明锚网索-型钢支架耦合支护方法的一实施例中，步骤(B)包括如下步骤:
[0019]步骤(BI)，挖底；
[0020]步骤(B2)，架设所述型钢支架。
[0021]在本发明锚网索-型钢支架耦合支护方法的一实施例中，所述型钢支架由工字钢焊接形成。
[0022]在本发明锚网索-型钢支架耦合支护方法的一实施例中，所述锚杆和锚索为恒阻大变形锚杆和锚索，所述预应力为所述恒阻大变形锚杆和所述恒阻大变形锚索的恒阻值。
[0023]相比于现有技术，本发明能够保证巷道围岩变形均匀，取得良好的支护性能，同时还具有实施简单易行、成本较低的有益效果。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]图1所示为本发明一实施例的锚网索-型钢支架耦合支护结构的示意图。
【具体实施方式】
[0025]图1所示为本发明一实施例的锚网索-型钢支架耦合支护结构的示意图。如图1所示，本实施例的支护结构包括锚杆1、锚索2、锚网3、型钢支架4。锚杆I和锚索2的数目为多个，分别从巷道围岩100的内顶面10打入巷道围岩100中，锚网3铺设在巷道围岩100的内顶面10并与锚杆I和锚索2伸出巷道围岩100的内顶面10的端部固定；型钢支架4的形状与巷道围岩100的内顶面10匹配，并与内顶面10具有一定间距。
[0026]在一实施例中，锚杆I和锚索2优选为恒阻大变形锚杆I和锚索2。
[0027]本发明的支护方法包括如下步骤:
[0028]步骤(A)，在掘进巷道后，采用恒阻大变形锚杆1、锚索2和钢筋网3进行初次支护，通过锚杆I和锚索2将钢筋网3固定在巷道围岩的内顶面上，并施加接近于恒阻大变形锚杆规格恒阻值的高预应力，保证巷道围岩10变形均匀，不出现差异性有害变形；
[0029]步骤(B)，滞后掘进迎头5-10米进行立体型钢支架支护，型钢支架4与巷道围岩100的内顶面10间具有预留变形量以释放变形能；
[0030]步骤(C)，当巷道围岩100变形达到预留变形量时，采用喷射混凝土或浇筑混凝土等方式进行永久支护，如图1所示，喷射混凝土 12以进行加固。
[0031]其中，通过锚杆I和锚索2将钢筋网3固定在巷道围岩的内顶面上属于本领域公知的技术，锚杆I和锚索2分别具有杆体(图未示)、螺母(图未示)和托盘(图未示)，在钢筋网3挂在锚杆I和锚索2伸出内顶面10的端部之后，使用托盘穿过杆体的端部，并使用螺母穿过杆体的端部将托盘固定，以托盘紧抵于钢筋网3上，将钢筋网3固定于巷道围岩100的内顶面10。
[0032]其中，从图1可以看出型钢支架4和巷道围岩100的内顶面10之间并未完全贴合，而是具有一定距离，这一距离为安装型钢支架时预留的为巷道围岩100变形提供预留空间的预留变形量。预留变形量的原则是保证充分释放高应力强膨胀变形能的同时又不损害巷道围岩自身的支撑能力。预留变形量(Au)可通过蠕变模型法确定，见公式I。
【权利要求】
1.一种锚网索-型钢支架耦合支护结构，用于支护巷道围岩，其特征在于，所述锚网索-型钢支架耦合支护结构包括锚杆(I)、锚索(2)、锚网(3)和型钢支架(4)，所述锚杆(I)和所述锚索(2)的数目为多个，分别从所述巷道围岩(100)的内顶面(10)插入所述巷道围岩中，所述锚网(3)铺设于所述巷道围岩(100)的内顶面(10)并与所述锚杆(I)和所述锚索(2)伸出所述巷道围岩(100)的内顶面(10)的端部固定；所述型钢支架(4)的形状与所述巷道围岩(100)的内顶面(10)匹配，并与所述巷道围岩(100)的内顶面(10)具有预留变形量(Au)。
2.如权利要求1所述的锚网索-型钢支架耦合支护结构，其特征在于，所述锚杆(I)为恒阻大变形锚杆。
3.如权利要求2所述的锚网索-型钢支架耦合支护结构，其特征在于，所述锚索(2)为恒阻大变形锚索。
4.一种锚网索-型钢支架耦合支护方法，其特征在于，包括: 步骤(A)，在掘进巷道后，采用锚杆(I)、锚索(2)和锚网(3)对所述巷道围岩(100)进行初次支护，并施加预应力； 步骤(B)，滞后所述巷道(100)的掘进迎头5-10米设置型钢支架(4)，所述型钢支架(4)与所述巷道围岩(100)间具有预留变形量(Au)； 步骤(C)，当所述巷道围岩(100)变形达到所述预留变形量(Au)时，采用喷射混凝土或烧筑混凝土的方式进行永久支护。
5.如权利要求4所述的锚网索-型钢支架耦合支护方法，其特征在于，所述步骤(A)之前还包括: 步骤(AI)，初喷混凝土，对所述巷道围岩(100 )进行加固。
6.如权利要求5所述的锚网索-型钢支架耦合支护方法，其特征在于，所述步骤(A)包括: 步骤(A2)，在所述巷道围岩(100)的内顶面(10)铺设钢筋网(3)； 步骤(A3)，在所述巷道围岩(100)的内顶面(10)打顶部锚杆孔，并安装所述锚杆(I)； 步骤(A4)，在所述巷道围岩(100)的内顶面(10)打顶部锚索孔，并安装所述锚索(2)。
7.如权利要求6所述的锚网索-型钢支架耦合支护方法，其特征在于，所述步骤(B)包括: 步骤(BI)，挖底； 步骤(B2 )，架设所述型钢支架(4 )。
8.如权利要求4所述的锚网索-型钢支架耦合支护方法，其特征在于，所述型钢支架(4)由工字钢焊接形成。
9.如权利要求4所述的锚网索-型钢支架耦合支护方法，其特征在于，所述锚杆(I)和锚索(2)为恒阻大变形锚杆和恒阻大变形锚索，所述预应力为所述恒阻大变形锚杆和所述恒阻大变形锚索的恒阻值。
【文档编号】E21D11/00GK103615259SQ201310657212
【公开日】2014年3月5日 申请日期:2013年12月6日 优先权日:2013年12月6日
【发明者】何满潮, 郭志飚, 杨晓杰, 杨军 申请人:中国矿业大学(北京)