一种深部巷硐连续双壳加固方法
【专利摘要】本发明提供了一种适用于埋深大、应力高、围岩破碎、大变形、服务年限长的深部巷硐连续双壳加固方法，包括如下步骤：(1)巷道掘进后立即进行锚喷一次支护；(2)滞后掘进头30～40m实施二次支护，将顶锚索、帮锚索补齐，复喷第二混凝土层；(3)复喷第二混凝土层结束后1～2天，全断面打深度1.5～2m的第一注浆孔；(4)滞后浅部注浆10～20天，帮顶打深度3～5m的第二注浆孔，形成深部注浆加固壳；(5)最后用石子进行底板回填形成底板层，第一混凝土层与第二混凝土层之间形成巷道净断面。本发明所述的一种深部巷硐连续双壳加固方法，通过分步骤、多层次的支护和加固方法，形成了连续双壳叠加支护结构。
【专利说明】一种深部巷硐连续双壳加固方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种巷硐加固方法，尤其是一种深部巷硐连续双壳加固方法。
【背景技术】
[0002]目前我国煤矿以每年10-12m的速度向深部延深，中东部部分矿井已经进入深部开采，预计在未来20年，国内很大部分矿井将相继进入深部开采阶段。随着开采深度的增力口，深部巷道围岩特性发生了变化，围岩转变为工程软岩，受地应力的影响非常大，巷道变形破坏严重、底臌普遍严重等，传统的浅部巷道支护理论和技术不适应深部巷道控制，巷道一次支护成本大幅度增加，巷道返修率和成本成倍上升，严重影响深部煤炭资源的开采。
【发明内容】
[0003]本发明提供了一种适用于埋深大、应力高、围岩破碎、大变形、服务年限长的深部巷硐连续双壳加固方法。
[0004]实现本发明目的的一种深部巷硐连续双壳加固方法，包括如下步骤:
[0005](I)巷道掘进后立即进行锚喷一次支护，首先掘出毛断面立即进行初喷第一混凝土层，然后挂网打锚杆和在巷道顶板中央打一根顶锚索，在巷道四周打帮锚索；
[0006](2)滞后掘进头30?40m实施二次支护，将顶锚索、帮锚索补齐，复喷第二混凝土层；
[0007](3)复喷第二混凝土层结束后I?2天，全断面打深度1.5?2m的第一注浆孔，安装注浆管实施浅部注浆，形成浅部注浆加固壳，与锚杆支护结构共同组成浅部支护壳；
[0008](4)滞后浅部注浆10?20天，帮顶打深度3?5m的第二注浆孔，在第二注浆孔内下注浆管，底板打深度8?1m孔安装锚索束，同时在锚索束下注浆管，实施全断面深部注浆，形成深部注浆加固壳；
[0009](5)最后用石子进行底板回填形成底板层，第一混凝土层与第二混凝土层之间形成巷道净断面。
[0010]所述第一混凝土层和第二混凝土层的总厚度为120mm，强度为C20，第一混凝土层厚度20?30mm,第二混凝土层厚度90?100mm。
[0011]所述锚杆为无纵筋左旋螺纹锚杆，直径22mm，长度2.4m;所述锚杆间排距为800mmX 800mm。
[0012]所述金属网为直径6.5mm钢筋焊接而成，网片为长X宽100mmX900mm，网孔规格为 10Omm X 10Omnin
[0013]所述顶锚索和帮锚索为直径20mm，顶锚索长度7.3m，帮锚索长度4.3m ;所述顶锚索问排距为1.5mX 1.6m，帮锚索在巷道腰线布置一根，排距1.6m。
[0014]所述锚杆的预紧力为70KN ;所述顶锚索和帮锚索的预紧力为100KN。
[0015]所述注浆管为Φ42πιπι的无缝钢管，第一注浆孔的注浆管长度为Im?1.5m，第二注浆孔的注浆管长度为2.5m?3.5m。
[0016]在所述锚索束内下的注衆管为C>24mm的无缝钢管,底板注衆管长度6m~8m。
[0017]所述注浆液为325水泥、添加剂、水组成，其比例为1: 0.08: 2 ;所述第一注浆孔的注浆压力为3~5MPa，所述第二注浆孔的注浆压力为6~8MPa。
[0018]所述底板锚索束9为三根直径17.8的钢绞线锚索组成，长度8m~1m ;所述锚索束的预紧力100KN。
[0019]本发明所述的一种深部巷硐连续双壳加固方法的有益效果如下:
[0020]本发明所述的一种深部巷硐连续双壳加固方法，通过分步骤、多层次的支护和加固方法，形成了连续双壳叠加支护结构，改变了围岩应力分布状态及实现了围岩强度与支护结构能力发挥的耦合，叠加壳体对控制深部巷道非常有效。本发明所述的方法应用范围广泛，不但适用于新掘进巷道，而且适用于返修巷道，尤其适用于深部岩石巷道和永久大型硐室工程。本发明所述的方法已形成一套完善的双壳支护技术，本方法简单，易于实施，支护效果好，具有广泛的推广应用价值。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]图1为本发明所述的一种深部巷硐连续双壳加固方法的一次支护示意图。
[0022]图2为本发明所述的一种深部巷硐连续双壳加固方法的二次支护示意图。
[0023]图3为本发明所述的一种深部巷硐连续双壳加固方法的整体示意图。
【具体实施方式】
[0024]如图1、2、3所示，本发明所述的一种深部巷硐连续双壳加固方法，包括如下步骤:
[0025](I)巷道掘进后立即进行锚喷一次支护，首先掘出毛断面I立即进行初喷第一混凝土层2，然后挂网打锚杆3和在巷道顶板中央打一根顶锚索4，在巷道四周打帮锚索13 ；
[0026](2)滞后掘进头30~40m实施二次支护，将顶锚索4、帮锚索13补齐，复喷第二混凝土层5 ；
[0027](3)复喷第二混凝土层5结束后I~2天，全断面打深度1.5~2m的第一注浆孔6，安装注浆管实施浅部注浆，形成浅部注浆加固壳7，与锚杆3支护结构共同组成浅部支护壳;
[0028](4)滞后浅部注浆10~20天，帮顶打深度3~5m的第二注浆孔8，在第二注浆孔内下注浆管，底板打深度8~1m孔安装锚索束9，同时在锚索束9下注浆管，实施全断面深部注浆，形成深部注浆加固壳10 ；
[0029](5)最后用石子进行底板回填形成底板层11，第二混凝土层5内表面形成巷道净断面12。
[0030]所述第一混凝土层2和第二混凝土层5的总厚度为120mm，强度为C20，第一混凝土层2厚度20~30mm,第二混凝土层5厚度90~100mm。
[0031]所述锚杆3为无纵筋左旋螺纹锚杆，直径22mm，长度2.4m ;所述锚杆3间排距为800mmX 800mm。
[0032]所述金属网为直径6.5mm钢筋焊接而成，网片为长X宽100mmX900mm，网孔规格为 10Omm X 10Omnin
[0033]所述顶锚索4和帮锚索13为直径20mm，顶锚索4长度?.3m,帮锚索13长度4.3m ；所述顶锚索4间排距为1.5mX 1.6m，帮锚索13在巷道腰线布置一根，排距1.6m。
[0034]所述锚杆3的预紧力为70KN ;所述顶锚索4和帮锚索13的预紧力为100KN。
[0035]所述注浆管为Φ42πιπι的无缝钢管，第一注浆孔6的注浆管长度为Im?1.5m，第二注浆孔8的注浆管长度为2.5m?3.5m。
[0036]在所述锚索束9内下的注浆管为Φ24πιπι的无缝钢管，注浆管长度6m?8m。
[0037]所述注浆液为325水泥、添加剂、水组成，其比例为1: 0.08: 2 ;所述第一注浆孔6的注浆压力为3?5MPa，所述第二注浆孔8的注浆压力为6?8MPa。
[0038]所述底板锚素束9为三根直径17.8的钢绞线锚索组成，长度Sm?1m ;所述锚索束的预紧力100KN。
[0039]本发明所述的一种深部巷硐连续双壳加固方法的工作原理如下:
[0040]巷道掘进后通过锚网支护形成的锚固层与浅部注浆加固岩体共同形成浅部支护壳，提高浅部支护结构强度，抵抗围岩压力，保持巷道稳定；通过深部锚索及底板锚索束形成的深部锚固层与深部高压注浆加固岩体共同形成深部加固壳，提高深部围岩承载能力，保护浅部支护壳，巷道浅、深部两个壳体共同叠加形成连续双壳支护体系。
[0041]上面所述的实施例仅仅是对本发明所述的优选实施方式进行描述，并非对本发明所述的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神前提下，本领域普通工程技术人员对本发明技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明所述的权利要求书确定的保护范围内。
【权利要求】
1.一种深部巷硐连续双壳加固方法，包括如下步骤: (1)巷道掘进后立即进行锚喷一次支护，首先掘出毛断面立即进行初喷第一混凝土层，然后挂网打锚杆和在巷道顶板中央打一根顶锚索，在巷道四周打帮锚索； (2)滞后掘进头30?40m实施二次支护，将顶锚索、帮锚索补齐，复喷第二混凝土层； (3)复喷第二混凝土层结束后I?2天，全断面打深度1.5?2m的第一注浆孔，安装注浆管实施浅部注浆，形成浅部注浆加固壳，与锚杆支护结构共同组成浅部支护壳； (4)滞后浅部注浆10?20天，帮顶打深度3?5m的第二注浆孔，在第二注浆孔内下注浆管，底板打深度8?1m孔安装锚索束，同时在锚索束下注浆管，实施全断面深部注浆，形成深部注浆加固壳； (5)最后用石子进行底板回填形成底板层，第一混凝土层与第二混凝土层之间形成巷道净断面。
2.根据权利要求1所述的一种深部巷硐连续双壳加固方法，其特征在于:所述第一混凝土层和第二混凝土层的总厚度为120mm,强度为C20,第一混凝土层厚度20?30mm,第二混凝土层厚度90?100mm。
3.根据权利要求1所述的所述的一种深部巷硐连续双壳加固方法，其特征在于:所述锚杆为无纵筋左旋螺纹锚杆，直径22mm，长度2.4m ;所述锚杆间排距为800mmX 800mm。
4.根据权利要求1所述的一种深部巷硐连续双壳加固方法，其特征在于:所述金属网为直径6.5mm钢筋焊接而成，网片为长X宽100mmX 900mm，网孔规格为10mmX 100mm。
5.根据权利要求1所述的一种深部巷硐连续双壳加固方法，其特征在于:所述顶锚索和帮锚索为直径20mm，顶锚索长度7.3m,帮锚索长度4.3m ;所述顶锚索间排距为1.5mX 1.6m,帮锚索在巷道腰线布置一根，排距1.6m。
6.根据权利要求1所述的一种深部巷硐连续双壳加固方法，其特征在于:所述锚杆的预紧力为70KN ;所述顶锚索和帮锚索的预紧力为100KN。
7.根据权利要求1所述的一种深部巷硐连续双壳加固方法，其特征在于:所述注浆管为Φ42πιπι的无缝钢管，第一注浆孔的注浆管长度为Im?1.5m，第二注浆孔的注浆管长度为2.5m ?3.5mο
8.根据权利要求1所述的一种深部巷硐连续双壳加固方法，其特征在于:在所述锚索束内下的注衆管为Φ24_的无缝钢管,底板注衆管长度6m?8m。
9.根据权利要求1所述的一种深部巷硐连续双壳加固方法，其特征在于:所述注浆液为325水泥、添加剂、水组成，其比例为1: 0.08: 2;所述第一注浆孔的注浆压力为3?5MPa，所述第二注浆孔的注浆压力为6?8MPa。
10.根据权利要求1所述的一种深部巷硐连续双壳加固方法，其特征在于:所述底板锚索束9为三根直径17.8的钢绞线锚索组成，长度8m?1m ;所述锚索束的预紧力100KN。
【文档编号】E21D20/00GK104074529SQ201310332636
【公开日】2014年10月1日 申请日期:2013年8月2日 优先权日:2013年8月2日
【发明者】杨本生, 孙春东, 孙利辉 申请人:河北工程大学