一种巷道充填式复合支护的制作方法

本实用新型属于机械制造技术领域，涉及一种煤矿井下巷道高强充填式复合支护。

背景技术：

深井软岩巷道支护是我国煤矿生产中的一大技术难题。随着采掘活动区域的不断加深，近年来专家学者对深井支护问题越来越关注，提出了诸如高强预应力锚杆、锚索、围岩注浆加固、型钢支架及桁架等多种支护技术，并取得了一定的支护效果。但是随着开采深度的不断加大到千米后，地压大幅度增加，常规的支护技术已不能满足解决极软岩层巷道和千米深井巷道的支护难题，难以有效控制巷道围岩稳定性。因此，研究更合理、更大支护能力的巷道支护技术就显得尤为重要。。

技术实现要素：

本实用新型的目的是解决目前井下巷道支护需要多次修护，难以应对软岩性质的围岩，提供一种更加安全、合理、支护能力强的巷道支护。

本实用新型的目的通过以下技术方案实现

1.本实用新型提供一种巷道复合支护，该支护包括外层锚网索喷支护17、中层充填支护18、里层套棚支护19；其中，外层锚网索喷支护17由锚网2和C20砼7组成，C20砼7分散于锚网2-1内部与锚网2-1形成锚网索喷支护1的骨架，锚网2通过锚杆1连接于巷道内部，锚杆托盘3压住锚网2连接锚杆1；中层充填支护18连接外层锚网索喷支护17和里层套棚支护19；里层套棚支护19从与中层充填支护18接触面开始依次为塑料布15、锚网2-2、套棚20，充填支护18是乳状填料16形成的支护层。

2.上述1提供的巷道复合支护，其中，锚网2-1与巷道之间连接通过顶部锚索4加固；顶部锚索4深入中层充填支护18，与锚网2-1之间连接通过锚索托板5相连接。

3.上述1提供的巷道复合支护，其中，套棚20为五节棚，从顶层开始依次为1个顶梁8、左右2个侧梁9、左右2个棚腿12，其中，顶梁8与侧梁9之间、侧梁9与棚腿12之间通过卡缆10和螺栓11固定。

4.上述1提供的巷道复合支护，其中，锚网2-1与巷道腰部以下通过帮扶锚索6加固；锚索6深入中层充填支护18，与锚网2-1之间连接通过锚索托板5相连接。

5.上述3提供的巷道复合支护，其中，卡缆10为两块卡缆组合，连接顶梁8与侧梁9、侧梁9与棚腿12，并通过螺栓11固定；连接部位有3组卡缆10，卡缆间距为200-250mm；棚套20与棚套20之间距离为600-650mm。

6.上述1提供的巷道复合支护，其中，拉条13连接相邻3组套棚20，并通过U型卡14固定拉条13与套棚20的连接部位。

7.上述6提供的巷道复合支护，其中，拉条13长度为1580-1600mm。

8.上述3提供的巷道复合支护，其中，顶梁8与侧梁9之间、侧梁9与棚腿12之间连接部分长度为700-750mm。

9.上述4提供的巷道复合支护，其中，锚杆1规格为Φ22mm×2.5m，间排距800×800mm；顶部锚索4规格为Φ21.8mm×6.2m，间排距1200×1600mm；帮部锚索6规格为Φ21.8mm×4.1m，间排距1200×1600mm。

10.上述4提供的巷道复合支护，其中，锚索托板5大小2块叠加，大在上，小在下，规格分别为300×300×14mm和150×150×14mm。

乳状充填材料主要由水泥、粉煤灰、石英砂、助剂与水混合而成乳状物，本领域普通技术人员根据具体操作环境可以任意选择配比调换，没有具体要求。

有益效果：

本实用新型通过锚网索喷支护围岩形成适量变形，以此来卸掉部分压力，减少后期U型棚的压力。以充填乳料形成的充填支护层与支护体形成整体结构，通过充填支护压力释放，围岩压力比较均匀的施加在巷道支护体上，避免了巷道支护受力不均致使支护体变形破坏，充分强化承压环的承载能力。同时充分发挥深部围岩的自承能力，达到持续控制巷道围岩稳定性的目的，有效杜绝“前掘后修”、“边掘边修”、“多次返修”等现象发生，减少了巷道的维修成本。

根据观测数据分析，各测点变化速度有一个从小到大、再逐渐趋于稳定的过程，其中顶板下沉量、两帮移近量及底鼓量最大为16mm、80mm和166mm。观测数据表明，巷道处于稳定状态，即这种充填式高强复合支护效果完全达到预期目标。本实用新型适用巷道变形较快、岩性较差、需多次修护的岩石巷道。尤其是深井软岩巷道

附图说明

图1是充填式复合支护图；

其中，A图为充填式复合支护断面图；1：锚杆；6：帮部锚索；；8：顶梁；9：侧梁；10：卡缆；11：螺栓；12：棚腿；17：锚网索喷支护；18：充填支护；19：套棚支护；A表示支护界面局部放大部位

B图为A图中A部局部放大图；2-1：锚网；2-2：锚网；3：锚杆托盘；4：顶部锚索；5：锚索托板；7：C20砼；13：拉条；14：U型卡；15：塑料布；16：乳状填料；

图2是充填式复合支护棚梁搭接图；8：顶梁；9：侧梁；10：卡缆；11：螺栓；13：拉条；14：U型卡

图3是充填式复合支护棚梁位置图；8：顶梁；9：侧梁；12：棚腿；20：套棚

图4是充填式复合支护锚杆和锚索布置展开图；1：锚杆；3：锚杆托盘；4：锚索；5：锚索托板；6：帮扶锚索

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型做进一步说明，下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照本领域的公知手段。

实施例1

如图所示，该支护包括外层锚网索喷支护17、中层充填支护18、里层套棚支护19；其中，外层锚网索喷支护17由锚网2和C20砼7组成，C20砼7分散于锚网2-1内部与锚网2-1形成锚网索喷支护1的骨架，锚网2通过锚杆1连接于巷道内部，锚杆托盘3压住锚网2连接锚杆1；同时，锚网2-1与巷道之间通过顶部锚索4加固，锚索4深入中层充填支护18，与锚网2-1之间连接通过锚索托板5相连接；锚网2-1与巷道腰部以下通过帮扶锚索6加固；锚索6深入中层充填支护18，与锚网2-1之间连接通过锚索托板5相连接。锚杆1规格为Φ22mm×2.5m，间排距800×800mm，锚固力不小于120kN；锚杆托盘3规格为100×100×12mm；锚网2-1采用Φ6mm钢筋焊制，网片规格1×2m，网孔规格100×100mm，循环内搭接长度不小于100mm；顶部锚索4规格为Φ21.8mm×6.2m，间排距1200×1600mm，预紧力不小于160kN；帮部锚索6规格为Φ21.8mm×4.1m，间排距1200×1600mm。锚索托板5大小2块叠加，大在上，小在下，规格分别为300×300×14mm和150×150×14mm。每根锚杆1、顶部锚索4和帮部锚索6使用1卷MSK2850型和3卷MSM2850型锚固剂，喷射混凝土厚度50mm，强度等级C20。

中层充填支护18连接外层锚网索喷支护17和里层套棚支护19。

里层套棚支护19从与中层充填支护18接触面开始依次为塑料布15、锚网2-2、套棚20，套棚20为五节棚，从顶层开始依次为1个顶梁8、左右2个侧梁9、左右2个棚腿12，以五节棚为一组套棚20，以每组套棚20的中轴计算，每组套棚20之间的间距为650mm；其中，顶梁8与侧梁9之间、侧梁9与棚腿12之间通过卡缆10和螺栓11固定；顶梁8与侧梁9之间、侧梁9与棚腿12之间连接部分长度为700mm，允许偏差0～-30mm，梁、腿搭接端头外露10～20mm；两块卡缆10为一个组合，连接顶梁8与侧梁9、侧梁9与棚腿12，并通过螺栓11固定；连接部位有3组卡缆10，卡缆间距为200-250mm，允许偏差±20mm；螺栓11为Φ30×160mm，螺栓扭距为300N·m，允许偏差≤5％；每3组套棚20由拉条13连接，并通过U型卡14固定拉条13与套棚20的连接部位；拉条13长度为1580mm，由10#槽钢加工，设置为顶梁8正中，侧梁9正中，棚腿腰线上700mm，腰线下300m。拉条U卡采用Φ16mm圆钢加工。锚网2-2采用Φ6×1000×2000mm锚网，网格规格60×100mm，每块锚网2-2连接处每隔300mm用双股12#铁丝绑扎。塑料布15宽1.7m，长15m，且阻燃、抗静电、渗水、抗压，搭接不小于500mm。

在充填施工的近1000m掘进巷道和400m修护巷道中，共安设矿压观测点32个，其观测时间为171-345天。根据观测数据分析，各测点变化速度有一个从小到大、再逐渐趋于稳定的过程，其中顶板下沉量、两帮移近量及底鼓量最大为16mm、80mm和166mm。观测数据表明，巷道处于稳定状态，即这种充填式高强复合支护效果完全达到预期目标。

可以知道，上述实施例仅为了说明实用新型原理而采用的示例性实施方式，然而本实用新型不仅限于此，本领域技术人员在不脱离本实用新型实质情况下，可以做出各种改进和变更，这些改进和变更也属于本实用新型的保护范围。