本发明涉及矿山开采技术领域，尤其涉及了一种软弱质岩层巷道主动支护方法。
背景技术：
深部矿区巷道掘进过程中，常见到的软弱岩层主要是泥质页岩、泥岩、泥质胶结的粉砂岩等，其单向抗压强度一般小于30MPa，有的只有几个兆帕。有些岩层虽然岩块强度较高，但由于构造等因素的影响，节理裂隙发育，岩层呈破碎状，岩体强度也很低。这类巷道长期处于高速变形，修复周期较短，容易发生大流变破坏。而已掘进的深部软岩巷道长期处于较大的变形速度下，维修周期很短，帮底的过度修复常常导致支护结构的破坏，进一步加剧巷道变形；现有技术中注浆温度为5℃-35℃，在此温度下凝固时间过长影响工时，凝固过程中注浆处容易被外界破坏。
技术实现要素：
本发明针对巷道易变形，凝固时间过长的问题提供了一种软弱质岩层巷道主动支护方法。
为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：
a、开孔：按锚索设计的孔位、孔深和角度，用凿岩机凿孔，并对孔内残渣进行清理；
b、安装锚索：采用高强度预应力锚索先将树脂卷送入孔内，后用高强预应力锚索推送树脂卷至孔底，开动锚索钻机进行搅拌推进，加入锚固剂锚固锚索。
c、张拉施加应力：凝固30min后，对锚索加压，达到预设的压力值停止加压；
d、第一次注浆：在孔道两端分别安装进浆压浆嘴、出浆压浆嘴，从进浆压浆嘴压入水泥浆，出浆压浆嘴排出浓浆时关闭出浆压浆嘴阀门，加大压浆压力,水泥浆压力升至0.7Mpa时，关闭进浆压浆嘴阀门；
e、第一次加温：从进浆压浆嘴通入蒸汽对水泥浆进行加热，加热到35℃，保持30min；在此温度下初凝时间为28min，流动度为300mm，抗压强度为22.5MPa，通过升温提高了注入速度并加快了凝固过程；
f、第一次冷却：自然冷却到常温，常温下自然凝固，避免因温度过高而引起塑性收缩；
g、第二次注浆：调整进浆管与出浆管的高度，从出浆压浆嘴注入水泥浆，入浆压浆嘴排出浓浆时关闭出浆压浆嘴阀门，加大压浆压力,水泥浆压力升至0.7Mpa时，关闭进浆压浆嘴阀门；通过反向注浆避免因单侧注浆而产生的左右侧水泥浆密度不同，造成承受力不同，而引起锚索的承载力下降；
h、第二次加温：从出浆压浆嘴入蒸汽对第二次注入的水泥浆进行加热，加热到52℃，保持15min；52℃下初凝时间为12min，流动度为350mm，抗压强度为26.2MPa；加速第二次注浆的初凝速度；
i、第二次冷却：从出浆压浆嘴通入冷气，将水泥浆降温到5℃，保持5min；减小第二次加温索引起的热胀，并减小第二次加温索引起的热胀，通过第三次注浆填充，避免因冬季低温二造成孔道内的水泥浆收缩变形影响支护强度；
j、第三次注浆：调整注浆管高度，从进浆压浆嘴与出浆压浆嘴注入水泥浆，使锚孔内水泥浆的密度更加均匀；
k、加压并加温：对第三次注入的水泥浆进行加压并烘烤，加压的压力为0.8MPa，烘烤温度为62℃；在此温度下，流动度为360mm，初凝时间为5min；保持5min后进行浇水降温，终凝时间为20min，凝固后的抗压强度为35MPa，经过烘烤可使外层水泥浆迅速凝固，以便及时进行混凝土的浇筑，通过浇水降温避免因热胀而影响浇筑质量；
l、封锚：在锚上安装锚插筋，并在锚插筋上固定锚固网片，锚穴封锚混凝土自下而上分层浇筑，浇筑厚度每层为5～15cm，并振捣密实，在浇筑的混凝土中混入防水涂料，分层浇筑可以降低水化热高峰，便于散热，防止水泥水化热集中、过大，产生温度裂缝，防水涂料可以避免涌水而引起的围岩不稳定。
进一步的，步骤a中，凿岩机的钻头直径为28mm。直径为28mm保证了凿岩效率和钻进速度，同时可满足2m-2.5m的锚杆的钻孔大小，保证了维护围岩稳定所必须的强度。
进一步的，步骤a中，对于巷道底部开孔采用风锤或煤电钻，并保持风锤或煤电钻的风压比水压低0.1MPa。保证喷浆料在喷头内与水充分混合。
进一步的，步骤b中，锚索钻机前5s内转速为每秒1～2转，5s后逐渐提高转速至锚索钻机的额定转速。
进一步的，锚索钻机搅拌停止后，稳住锚索，停顿30s后取出锚索钻机。以保证锚固剂初凝完成，避免破坏锚固过程。
进一步的，步骤c中，封盖加压时的加压装置采用液压油缸形式，液压油缸和封盖之间设有全截面承压的过渡传力装置，以增大受力面积保证锚索受力均匀。
进一步的，在步骤g后，在1min内将0.7Mpa调低至0.3Mpa，保持10min，后在1min内将0.3Mpa调低至0.7Mpa，保持10min，后在1min内将0.7Mpa调低至0.3Mpa，保持10min，后在1min内将0.3Mpa调低至0.7Mpa，保持10min。
本发明由于采用了以上技术方案，具有显著的技术效果：本发明对锚孔分别从锚孔左侧、右侧、两侧三次注浆，使锚孔内左右两侧的水泥浆密度均匀，避免了因局部抗压力不足而引起的锚索承载力的下降；通过三次加热加速了三次注浆的初凝时间，冷却到常温进行自然凝固，避免了塑性收缩，冷却到5℃预显了收缩变形并通过第三次注浆填补避免了因环境温度下降而引起收缩变形从而大大提高了锚孔内的锚固强度；对第三次注浆进行烘烤并加压，使得第三次注入的水泥浆在短时间内凝固，以便进行封锚，在封锚混凝土中混入的防水涂料，提高了混凝土层的防水效果，避免涌水引起的围岩层不稳定。
具体实施方式
实施例1
一种软弱质岩层巷道主动支护方法，包括以下步骤：a、开孔：按锚索设计的孔位、孔深和角度，孔位间距为2mx2m，用凿岩机并凿孔并使用套管跟进，钻进过程中钻进压力为3kN，开孔转速为0,钻进转速n≤50r/min,风量Q风＝13m3/min,风压P风＝55MPa，达到预定深度后，来回推动凿岩机以对孔壁进行清渣保证孔径大于等于预设孔径，同级钎头扫孔清理孔内残渣保证终孔直径；
b、安装锚索：采用高强度预应力锚索，锚杆采用φ22Ⅳ和V级建筑螺纹钢，锚索上固定有5个支架用于固定预应力钢丝，预应力钢丝为高强度低松弛钢丝，强度为1570MPa，伸长率≥3.5％，每根锚索上设有9根预应力钢丝，先将树脂卷送入孔内，后用高强预应力锚索推送树脂卷至孔底，开动锚索钻机进行搅拌推进，加入锚固剂锚固锚索；
c、张拉施加应力：凝固30min后，垫实垫板，垫板平面要垂直于钻孔轴线，保证锚索受力在一条直线上，使用电动加压泵进行加压，达到设计的预应力便停止加压，扳动换向阀，反向加压、回缸，使锚具锁紧，重复进行下一锚索的张拉，对埋深850米、水平应力22.5MPa、垂直应力17.5MPa、横断面宽度为4.5米的直墙半园拱形巷道，设计最大锚固力一般都为225kN，预应力应达到110kN；
d、注浆：注浆用水泥采用P.0.42.5级普通硅酸盐水泥，注浆水泥浆水灰比为：1:0.5，d、第一次注浆：在孔道两端分别安装进浆压浆嘴、出浆压浆嘴，从进浆压浆嘴压入水泥浆，出浆压浆嘴排出浓浆时关闭出浆压浆嘴阀门，加大压浆压力,水泥浆压力升至0.65Mpa时，关闭进浆压浆嘴阀门；
e、第一次加温：从进浆压浆嘴通入蒸汽对水泥浆进行加热，加热到35℃，保持30min；在此温度下初凝时间为28min，流动度为300mm，抗压强度为22.5MPa，通过升温提高了注入速度并加快了凝固过程；
f、第一次冷却：自然冷却到常温，避免因温度过高而引起塑性收缩；
g、第二次注浆：调整进浆管与出浆管的高度，从出浆压浆嘴注入水泥浆，入浆压浆嘴排出浓浆时关闭出浆压浆嘴阀门，加大压浆压力,水泥浆压力升至0.65Mpa时，关闭进浆压浆嘴阀门；通过反向注浆避免因单侧注浆而产生的左右侧水泥浆密度不同，造成承受力不同，而引起锚索的承载力下降；
h、第二次加温：从出浆压浆嘴入蒸汽对第二次注入的水泥浆进行加热，加热到52℃，保持15min；52℃下初凝时间为12min，流动度为350mm，抗压强度为26.2MPa；加速第二次注浆的初凝速度；
i、第二次冷却：从出浆压浆嘴通入冷气，将水泥浆降温到5℃，保持5min，收缩率为0.22％；减小第二次加温索引起的热胀，并，并通过第三次注浆填充，控制收缩率小于0.15％，避免因冬季低温二造成孔道内的水泥浆收缩变形影响支护强度；
j、第三次注浆：调整注浆管高度，从进浆压浆嘴与出浆压浆嘴同时注入水泥浆；
k、加压并加温：对第三次注入的水泥浆进行加压并烘烤，加压的压力为0.8MPa，烘烤温度为62℃；在此压力温度下，流动度为360mm，初凝时间为5min，终凝时间为20min，凝固后的抗压强度为35MPa；
l、封锚：在锚上安装锚插筋，并在锚插筋上固定锚固网片，锚穴封锚混凝土自下而上分层浇筑，浇筑厚度每层为10cm，并振捣密实，在浇筑的混凝土中混入防水涂料。
步骤a中，锚杆的长度为2.25m，选用钻头直径为28mm的凿岩机，钻头直径过大会降低凿岩效率和钻进速度，过小则会使锚杆直径相应变小，无法确保锚杆对于维护围岩稳定所必须的强度。
步骤a中，对于巷道底部开孔采用风锤或煤电钻，并保持风锤或煤电钻的水压比风压高0.1MPa。
步骤b中，锚索钻机前5s内转速为每秒2转，5s后逐渐提高转速至锚索钻机的额定转速。
锚索钻机搅拌停止后，稳住锚索，停顿30s后取出锚索钻机。步骤c中，封盖加压时的加压装置采用液压油缸形式，液压油缸和封盖之间设有全截面承压的过渡传力装置。
实施例2
一种软弱质岩层巷道主动支护方法，与实施例1不同之处在于：在步骤g后，在1min内将0.7Mpa调低至0.3Mpa，保持10min，后在1min内将0.3Mpa调低至0.7Mpa，保持10min，后在1min内将0.7Mpa调低至0.3Mpa，保持10min，后在1min内将0.3Mpa调低至0.7Mpa，保持10min。
通过在很短时间内迅速降低又迅速提高压力差，且反复调整，在水泥浆一部分处于高压，一部分处于低压，还有互相之间的混合，同时高压与低压之间短时间内剧烈变化，在这个过程中破坏硬力过度集中，之后不容易硬力集中，且有利于凝固。
总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本发明专利的涵盖范围。