一种煤巷倾斜复合顶板的锚索注浆组合支护方法

本发明属于煤矿煤巷围岩支护工程领域，涉及一种煤巷倾斜复合顶板支护技术，具体涉及一种煤巷倾斜复合顶板的锚索注浆组合支护方法。

背景技术：

在煤矿的煤巷掘进过程中，时常遇到倾斜复合顶板。在巷道开挖后，倾斜复合顶板在卸荷作用或工作面采动影响下容易产生层间错动造成锚索剪切破坏，从而发生大变形破坏甚至顶板冒落等灾害，支护难度高，倾斜复合顶板稳定控制成为煤矿巷道掘进施工安全稳定控制的一大难题。现有煤巷支护技术以锚网支护为主，锚索采用钢绞线形式，抗剪切破坏能力较弱，且长度一致，锚固点多处于同一垂直层位，可能造成空间受力点不协调；注浆是加固围岩的有效方法，但注浆补强一般需要首先喷浆形成止浆层，多应用于岩石巷道，如果在煤巷应用工作量大且操作困难，故一般很少应用。

为此，本发明研发了一种倾斜复合顶板空间层序锚索与开敞式注浆组合支护方法，可有效解决上述难题，该技术方法能提高锚索抗剪性能，提升锚固空间受力状态的合理性，且不需喷浆就可实现围岩注浆，显著提高复合顶板支护加固效果。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供了一种煤巷倾斜复合顶板的锚索注浆组合支护方法，该方法有效提高倾斜复合顶板的支护强度，利于围岩稳定控制和安全高效施工。

为了解决上述技术问题，本发明采用的方案如下：

一种煤巷倾斜复合顶板的锚索注浆组合支护方法，煤巷巷道顶部的倾斜复合顶板从下至上依次包括第一顶板软岩、第二顶板硬岩、第三顶板软岩和第四顶板硬岩，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、首先进行巷道开挖施工，巷道开挖后，在巷道顶板表面打若干锚杆孔，在锚杆孔内安装锚杆，所述锚杆打入到第一顶板软岩和第二顶板硬岩内；

步骤2、在锚杆孔后，沿着巷道掘进方向一定距离打若干锚索孔，每个锚索孔均安装一个锚索，所述锚索打入到第四顶板硬岩内；

步骤3、待锚固杆和锚索稳定后，在巷道顶板表面打若干注浆孔，在注浆孔内安装注浆封隔器逐个注浆，注浆固化后，完成支护；

步骤4、重复步骤1至步骤3，完成整个煤巷巷道的倾斜复合顶板的支护。

进一步地，步骤1中，若干锚杆孔开设在巷道的同一个横断面内，步骤2中的若干锚索孔也开设在巷道的同一个横断面内，两个横断面之间的距离为3～5m。

进一步地，步骤1中，若干锚杆孔竖直方向设置，锚杆孔的孔径30mm～35mm，深2.3～2.9m。

进一步地，步骤1中，所述锚杆的安装方式为：首先在在锚杆孔内放置树脂锚固剂，然后在巷道顶板表面放置横向分布的锚杆钢带，锚杆钢带上设有位置与锚杆孔对应的安装孔，之后采用锚杆钻机将锚杆推入锚杆孔底并旋转搅拌树脂锚固剂；待树脂锚固剂固化后，安装锚杆托盘和锚杆螺母，并用锚杆扳手拧紧锚杆螺母，完成锚杆安装。

进一步地，步骤2中，同一个横断面内，两边的锚索孔的深度大于中间的锚索孔深度，所述锚索外套设有锚索钢套管。

进一步地，步骤2中，所述锚索的安装方式为：首先在每个锚索孔内安装一个锚索钢套管；然后在每个锚索孔放入树脂锚固剂，再根据锚索孔的孔深安装相应的锚索，利用锚索钻机将锚索均速推入锚索孔中，并旋转搅拌树脂锚固剂，待树脂锚固剂固化后安装锚索钢带和锚索钢垫板，并安装锚索锁具，采用锚索张拉仪张拉预紧。

进一步地，步骤2中，所述锚索钢带分为纵向锚索钢带和横向锚索钢带，巷道顶板表面两边不同横断面的锚索采用纵向锚索钢带安装，巷道顶板表面中间的锚索通过同一根横向锚索钢带安装。

进一步地，步骤2中，所述锚索的预紧力为150～200kn。

进一步地，步骤3中，所述注浆孔开设在同一个断面内，注浆孔以巷道顶板表面以起点呈放射状分布。

进一步地，步骤2中，所述注浆孔的孔深3～5m，内径30mm～35mm，注浆时注浆压力2～10mpa。

本发明与现有技术相比，具有的优点和效果可概括为：

(1)锚索钢套管可在关键剪切错动区起到保护锚索钢绞线的作用，防止倾斜互层的岩层剪切错动将锚索钢绞线剪断，大幅提高锚索抗剪切破断的能力；(2)锚索不等长层序布置，锚固点处于不同垂直层位，提高锚索空间受力协调性；(3)省去了喷浆环节，提高关键区域注浆的针对性和灵活性，提升注浆加固在煤巷的适用性。

附图说明

图1为本发明锚索注浆组合支护结构的整体结构主视图，巷道方向垂直于纸面方向。

图2为图1中a处局部放大图。

图3为锚索注浆组合支护结构俯视图。

1a-第一顶板软岩；1b-第二顶板硬岩；1c-第三顶板软岩；1d-第四顶板硬岩；2-锚索；3-锚索钢套管；4-锚杆；5-注浆孔；6-注浆封隔器；7-巷道顶板表面；8-横向锚索钢带；9-纵向锚索钢带；10-锚索锁具；11-锚杆托盘；12-锚杆螺母；13-锚杆钢带；14-锚索钢垫板；15-巷道，16-山体。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案作进一步详细描述：

实施例1

本发明实施例中，巷道倾斜复合顶板由倾斜角度为10°～45°的第一顶板软岩1a、第二顶板硬岩1a、第三顶板软岩1c和第四顶板硬岩1d组成，第一顶板软岩1a、第二顶板硬岩1a、第三顶板软岩1c和第四顶板硬岩1d由下至上依次分布在巷道顶部，巷道倾斜复合顶板的倾斜方向与巷道掘进方向垂直，煤巷倾斜复合顶板的锚索2注浆组合支护方法包括如下步骤：

步骤1、巷道开挖后，在巷道顶板表面7上及时打锚杆孔(内径30mm～35mm，深2.3～2.9m)，锚杆孔打在巷道的同一个断面内，锚杆孔放入1卷k2350(快速凝固型)和2卷z2350型(中速凝固型)的树脂锚固剂，并安装锚杆4(直径22mm，长度2.2m～2.8m)，安装锚杆4前先在巷道顶板表面7放置横向分布的锚杆钢带13，锚杆钢带13上设有位置与锚杆孔对应的安装孔，将锚杆4穿过锚杆钢带13上预留的安装孔后，采用锚杆钻机将锚杆4推入锚杆孔底并旋转搅拌树脂锚固剂，使得树脂锚固剂固化。30分钟后在锚杆4下端安装锚杆托盘11和锚杆螺母12，并用锚杆扳手拧紧锚杆螺母12，预紧力20kn～50kn，及时初步控制巷道顶板表面7。

步骤2、沿巷道在步骤1中安装的锚杆4之后3～5m安装锚索2，具体过程为：在距离步骤1中断面3～5m后的断面处的巷道顶板表面7上打锚索孔(内径32mm～35mm)，同一断面的锚索2长短交错布置，两边的锚索孔深(7～9m)，中间的三根锚索孔深5.5～6.5m。每个锚索孔内安装一个锚索钢套管3(长3～4m，外径30mm，内径26mm)，锚索钢套管3外部可缠绕少许面纱增加摩擦力防止脱落；然后然后在每个锚索孔放入1卷k2350(快速凝固型)和3卷z2350型(中速凝固型)的树脂锚固剂，再安装锚索2，两边的锚索2长7～9m，中间的三根锚索2长5.5～6.5m，利用锚索钻机将锚索2均速推入锚索孔中，并旋转搅拌树脂药卷推入锚索孔的孔底。30分钟后安装先按照锚索钢带，锚索钢带上设有位置与锚索孔对应的安装孔，再安装锚索钢垫板14(正方形，厚度15mm，边长200～300mm)，之后安装锚索锁具，采用锚索张拉仪张拉预紧，预紧力150～200kn。本实施例中，所述锚索钢垫板14分为纵向锚索钢带9和横向锚索钢带8，巷道顶板表面7两边不同横断面的锚索2采用纵向锚索钢带9安装(每相邻三个断面的锚索2采用同一个纵向锚索钢带9)，巷道顶板表面7中间的锚索2通过同一根横向锚索钢带8安装。

步骤3、完成步骤1和步骤2操作1～2天后，锚索孔和锚杆孔内的树脂锚固剂完全固化，锚索2和锚固杆安装稳定后，在巷道顶板表面7打注浆孔5，孔深3～5m，内径30mm～35mm，之后安装注浆封隔器6逐个注浆，注浆压力2～10mpa。本实施例中，所述注浆孔5开设在同一个断面内，注浆孔5以巷道顶板表面7以起点呈放射状分布，具体的本实施例中，一个断面内有6个注浆孔5，其中中间两个注浆孔5竖直设置，每个两侧倾斜的注浆孔5，两侧的注浆孔5向两侧外倾斜分布。

步骤4、重复步骤1至步骤3，完成整个煤巷巷道的倾斜复合顶板的支护。

以上实施方式仅用于说明本发明，而非对本发明的限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行各种组合、修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。