一种巷道锚杆锚索组合支护方法与流程

文档序号:14438510阅读:152来源:国知局

本发明涉及巷道支护技术领域,具体为一种巷道锚杆锚索组合支护方法。



背景技术:

目前,随着煤炭开采范围的扩大,开采深度的增加,支护困难的巷道越来越多。实践证明,利用金属支架等强强支护方式已经很难奏效。近年来,注浆支护应运而生。相对金属支架来说,注浆支护是一种主动支护方式,它以改造围岩力学性能入手,把围岩(或煤体)作为支护主体抵御外来压力,大幅度提高了支护的可靠性和支护速度,降低了支护成本。但是这种支护方式在采动影响较大、应力复杂的情况下,仍然会产生破坏,支护围岩破碎、变形乃至垮塌、底臌强烈,需要反复修复,影响生产效率,加大开采成本。



技术实现要素:

本发明的目的在于提供一种巷道锚杆锚索组合支护方法,解决了现有技术中巷道支护围岩易破碎、变形乃至垮塌、底臌强烈,需要反复修复的问题。

为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:

一种巷道锚杆锚索组合支护方法,包括如下步骤:

步骤a、凿岩爆破掘出巷道后,对作业面所有裸露的顶板岩石和两帮围岩表面喷射30~50mm混凝土形成临时支护层,以临时封闭围岩;

步骤b、在巷道围岩顶部及巷帮上钻锚杆孔,锚杆钻孔深度为3m;在所述锚杆孔的孔底部注浆形成浆液加固团;并将锚杆的杆体端部锚固在所述浆液加固团上,锚杆的杆体端部锚固完成后,在所述锚杆孔内注入水泥浆,锚杆孔内注浆压力为5mpa,形成浅部支护;在巷道围岩的顶部中央及两侧拱肩处钻锚索孔,钻孔深度6m;在所述锚索孔的孔底部注浆形成浆液加固团;并将锚索的索体端部锚固在所述浆液加固团上,锚索的索体端部锚固完成后,在所述锚索孔内注入水泥浆,锚索孔内注浆压力为10mpa,形成深部支护;

步骤c、在所述锚杆孔和锚索孔内进行预应力锚杆锚索补强支护。

步骤d、所述锚杆孔和锚索孔通过棉丝和化学浆相互反应封孔,棉丝和化学浆反应后体积膨胀,密封孔口,封闭长度为280-300mm;

步骤e、在底板水平面上,向下开挖800mm的厚度,在开挖后的底板岩体表面喷射150mm厚的混凝土层形成止浆层;在形成止浆层的底板岩体上施工底板注浆孔,在底板注浆孔中安装底板注浆锚管,并向所述底板注浆锚管注入水泥浆,最后用混凝土回填形成巷道底板上的平整的混凝土回填层。

优选的,步骤d后,对巷道围岩进行跟踪钻孔,钻孔位置以锚杆、锚索为中心的半径0.2-0.3米处开始布置展开,钻孔孔间距离0.4-0.8米;钻孔深度距离老顶1米处,这样既不影响锚索的锚固强度又能有效的抑制顶板的变形;钻孔角度与相邻锚杆锚索平行;钻孔直径与锚索直径相同。

优选的,步骤d后,在锚杆上挂钢丝绳并在巷道内壁布置钢笆网,安装锚杆锚盘,使钢丝绳和钢笆网紧贴巷道内壁,采用喷浆机均匀喷涂50~70mm的第二层混凝土,保养24小时,防止混凝土因脱水而龟裂。

与现有技术相比,本发明的有益效果如下:

1、本发明巷道支护结构中,由于在锚杆孔和锚索孔的孔底部具有浆液加固团,锚杆和锚索的端部锚固在所述浆液加固团上。这样能够增强锚杆和锚索在岩层中锚定的可靠性,以防止锚定不牢而使锚杆和锚索的预紧力下降,从而减少岩层巷道变形情况的发生。

2、本发明控制效果好,较好地解决了深部巷道变形特别严重、底臌强烈、维护十分困难的问题,有效避免了巷道的返修工作,降低了巷道支护成本。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图中:1临时支护层、2锚杆、3锚索、4浆液加固团、5止浆层、6注浆锚管、7回填层、8第二层混凝土。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明,应当理解,此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明,并不用于限定本发明。

请参阅图1,一种巷道锚杆锚索组合支护方法,包括如下步骤:

步骤a、凿岩爆破掘出巷道后,对作业面所有裸露的顶板岩石和两帮围岩表面喷射30~50mm混凝土形成临时支护层1,以临时封闭围岩;将破碎的碹体表面形成一个整体,防止注浆时浆液的流出。

所述凿岩爆破掘出巷道时,周边眼的间距小于2r2,周边眼轮廓线缩回数据为r2~1.1r2,其中,r2代表岩体爆破破碎松动圈的半径;或者,采用隔眼装药的方法,且周边眼装药量不超过200g。

步骤b、在巷道围岩顶部及巷帮上钻锚杆孔,锚杆钻孔深度为3m;在所述锚杆孔的孔底部注浆形成浆液加固团4;并将锚杆2的杆体端部锚固在所述浆液加固团4上,锚杆2的杆体端部锚固完成后,在所述锚杆孔内注入水泥浆,锚杆孔内注浆压力为5mpa,形成浅部支护;在巷道围岩的顶部中央及两侧拱肩处钻锚索孔,钻孔深度6m;在所述锚索孔的孔底部注浆形成浆液加固团4;并将锚索3的索体端部锚固在所述浆液加固团4上,锚索3的索体端部锚固完成后,在所述锚索孔内注入水泥浆,锚索孔内注浆压力为10mpa,形成深部支护。

在一优选实施例中,所述浆液加固团4的横截面积是锚索3索体和锚杆2杆体横截面积的11-14倍。所述浆液加固团4的横截面积太小,不利于锚索3和锚杆2的可靠锚定,浆液加固团4的横截面积如太大,不仅加大施工难度,且会增加浆料等生产成本。

步骤c、在所述锚杆孔和锚索孔内进行预应力锚杆锚索补强支护;

步骤d、所述锚杆孔和锚索孔通过棉丝和化学浆相互反应封孔,棉丝和化学浆反应后体积膨胀,密封孔口,封闭长度为280-300mm;

步骤e、在底板水平面上,向下开挖800mm的厚度,在开挖后的底板岩体表面喷射150mm厚的混凝土层形成止浆层5;在形成止浆层5的底板岩体上施工底板注浆孔,在底板注浆孔中安装底板注浆锚管6,并向所述底板注浆锚管6内注入水泥浆,最后用混凝土回填形成巷道底板上的平整的混凝土回填层7。

使用的混凝土是由水分在2~5%的拌和料和水制成,其中拌和料是由各组分按照以下重量配比制成:水泥1份、沙子2份、石子2份,喷涂混凝土时,要使喷浆机的喷枪嘴与岩面的夹角为75~90°,喷嘴距岩面的距离为0.9m~1.2m,控制喷浆机的工作风压大于5mpa、水压保持在1~4mpa。

所述水泥浆由以下组分组成:普通硅酸盐水泥浆、占所述普通硅酸盐水泥浆液质量0.5%~1.5%的亲水型纳米二氧化硅、占所述普通硅酸盐水泥浆液质量的0.2%~3%的unf-5型萘系减水剂。

在一优选实施例中,步骤d后,对巷道围岩进行跟踪钻孔,钻孔位置以锚杆2、锚索3为中心的半径0.2-0.3米处开始布置展开,钻孔孔间距离0.4-0.8米;钻孔深度距离老顶1米处,这样既不影响锚杆2、锚索3的锚固强度又能有效的抑制顶板的变形;钻孔角度与相邻锚杆2、锚索3平行;钻孔直径与锚杆2、锚索3直径相同。

在一优选实施例中,步骤d后,在锚杆上挂钢丝绳并在巷道内壁布置钢笆网,安装锚杆锚盘,使钢丝绳和钢笆网紧贴巷道内壁,采用喷浆机均匀喷涂50~70mm的第二层混凝土8,保养24小时,防止混凝土因脱水而龟裂。

最后应说明的是:以上所述仅为本发明的优选实例而已,并不用于限制本发明,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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