一种冲击地压巷道的支护卸压结构及方法与流程

本发明涉及矿山开采技术领域，尤其涉及一种冲击地压巷道的支护卸压结构及方法。

背景技术：

随着我国煤炭资源的逐步开发，煤炭资源的开采深度逐渐由浅部向深部发展，深部煤炭资源开采经常伴随着冲击地压、岩爆及煤与瓦斯突出等煤岩动力灾害，严重威胁着矿山的安全生产。目前冲击地压巷道主要采用普通锚杆、u型钢、o型棚等支护方法，这些支护方法在冲击地压作用下极易发生整体失稳破坏，不能有效控制冲击地压巷道的变形破坏。

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是解决现有的冲击地压巷道支护在冲击地压作用下极易发生整体失稳破坏，不能有效控制冲击地压巷道的变形破坏的问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种冲击地压巷道的支护卸压结构，包括支护结构和卸压结构，所述支护结构包括锚杆和锚索，所述锚杆由冲击地压巷道的内壁插入围岩中，所述锚索由所述冲击地压巷道的内壁插入围岩中，所述锚杆与所述锚索间隔交替设置；所述卸压结构包括卸压钻孔和爆破件，所述卸压钻孔由所述冲击地压巷道的内壁向围岩内钻入，所述爆破件位于所述卸压钻孔的末端。

其中，所述锚杆均匀分布于所述冲击地压巷道的全断面上。

其中，所述锚索均匀分布于所述冲击地压巷道的全断面上。

其中，所述锚索的长度大于所述锚杆的长度，所述卸压钻孔的长度大于所述锚索的长度。

其中，还包括金属网，所述金属网设置于所述锚杆外侧。

其中，所述卸压钻孔均匀分布于所述冲击地压巷道的全断面上。

其中，所述锚杆由钢材制成，所述锚杆的屈服强度大于700mpa，破断强度大于800mpa，冲击吸收功大于120j，断后延伸率大于20％，预紧力大于60kn。

其中，所述锚索由钢材制成，所述锚索的强度大于1770mpa，断后延伸率大于7％，预紧力大于250kn。

其中，所述金属网采用8号铁丝编制而成，网格尺寸为35mm×35mm。

本发明还提供了一种冲击地压巷道的支护卸压方法，包括以下步骤：

s1，在冲击地压巷道的内壁铺设金属网；

s2，由冲击地压巷道的内壁向围岩内打设锚杆；

s3，由冲击地压巷道的内壁向围岩内打设锚索完成支护；

s4，由冲击地压巷道的内壁向围岩钻设卸压钻孔；

s5，在卸压钻孔的末端放置爆破件爆破卸压。

(三)有益效果

本发明的上述技术方案具有如下优点：本发明冲击地压巷道的支护卸压结构，在高抗拉强度、高冲击韧性、高预紧力锚杆的基础上，配合高强、高延伸率锚索，在冲击地压巷道的围岩中进行架设，高抗拉强度、高冲击韧性、高预紧力锚杆形成锚杆支护体，高强、高延伸率锚索形成锚索支护体，在冲击地压发生时，锚杆支护体与锚索支护体共同形成的复合抗冲击体，支护完成后，在巷道周围布置卸压钻孔，卸压钻孔的底部放置炸药爆破件爆破卸压，从而形成爆破卸压区。当冲击地压发生时，首先冲击地压产生的冲击载荷经过爆破卸压区后，爆破卸压区弱化部分冲击载荷，剩余的冲击载荷传递至巷道围岩附近，在冲击地压冲击载荷作用下，锚杆与锚索协同吸能减冲，能够有效吸收冲击地压产生的能量，防止冲击地压对巷道的冲击破坏，提高冲击地压巷道抗冲击性能，解决冲击地压巷道在冲击作用下易变形破坏的支护难题，并为类似技术条件矿井开采提供技术保障，满足日益复杂矿井的支护要求。且本发明结构简单，其施工工艺简单，便于现场操作，支护成本低，具有广泛的应用前景。

除了上面所描述的本发明解决的技术问题、构成的技术方案的技术特征以及有这些技术方案的技术特征所带来的优点之外，本发明的其他技术特征及这些技术特征带来的优点，将结合附图作出进一步说明。

附图说明

图1是本发明实施例冲击地压巷道的支护结构的结构示意图。

图中：1：锚杆；2：锚索；3：冲击地压巷道；4：围岩；5：卸压钻孔；6：爆破件。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”、“多根”、“多组”的含义是两个或两个以上，“若干个”、“若干根”、“若干组”的含义是一个或一个以上。

如图1所示，本发明实施例提供的冲击地压巷道的支护卸压结构，包括支护结构和卸压结构，支护结构包括锚杆1和锚索2，锚杆1由冲击地压巷道3的内壁插入围岩4中，锚索2由冲击地压巷道3的内壁插入围岩4中，锚杆1与锚索2间隔交替设置；卸压结构包括卸压钻孔5和爆破件6，卸压钻孔5由冲击地压巷道3的内壁向围岩4内钻入，爆破件6位于卸压钻孔5的末端。

本发明冲击地压巷道的支护卸压结构，在高抗拉强度、高冲击韧性、高预紧力锚杆的基础上，配合高强、高延伸率锚索，在冲击地压巷道的围岩中进行架设，高抗拉强度、高冲击韧性、高预紧力锚杆形成锚杆支护体，高强、高延伸率锚索形成锚索支护体，在冲击地压发生时，锚杆支护体与锚索支护体共同形成的复合抗冲击体，支护完成后，在巷道周围布置卸压钻孔，卸压钻孔的底部放置炸药爆破件爆破卸压，从而形成爆破卸压区。当冲击地压发生时，首先冲击地压产生的冲击载荷经过爆破卸压区后，爆破卸压区弱化部分冲击载荷，剩余的冲击载荷传递至巷道围岩附近，在冲击地压冲击载荷作用下，锚杆与锚索协同吸能减冲，能够有效吸收冲击地压产生的能量，防止冲击地压对巷道的冲击破坏，提高冲击地压巷道抗冲击性能，解决冲击地压巷道在冲击作用下易变形破坏的支护难题，并为类似技术条件矿井开采提供技术保障，满足日益复杂矿井的支护要求。且本发明结构简单，其施工工艺简单，便于现场操作，支护成本低，具有广泛的应用前景。

其中，锚杆1均匀分布于冲击地压巷道3的全断面上。其中，锚索2均匀分布于冲击地压巷道3的全断面上。其中，卸压钻孔5均匀分布于冲击地压巷道3的全断面上。高抗拉强度、高冲击韧性、高预紧力锚杆形成锚杆支护体，高强、高延伸率锚索形成锚索支护体，在冲击地压巷道中进行全断面架设。卸压钻孔全断面均匀钻设保证形成的爆破卸压区全范围分布。

其中，锚索2的长度大于锚杆1的长度，卸压钻孔5的长度大于2锚索的长度。锚索扩大支护深度及围岩深层的支护面积，提高支护效果与抗冲击效果。

其中，本发明冲击地压巷道的支护卸压结构还包括金属网，金属网设置于锚杆1外侧。其中，金属网采用8号铁丝编制而成，网格尺寸为35mm×35mm。当巷道支护结构外部发生冲击地压时，锚杆、锚索及金属网有效吸收冲击地压的能量，从而解决冲击地压巷道在冲击作用下易变形破坏的技术难题。传统金属网采用10号铁丝编制而成，网格尺寸为50mm×50mm，承载能力20kn左右，本发明的金属网采用8号铁丝编制而成，网格尺寸为35mm×35mm，使复合抗冲击体的整体支护强度提高1倍以上。

其中，锚杆1由钢材制成，锚杆1的屈服强度大于700mpa，破断强度大于800mpa，冲击吸收功大于120j，断后延伸率大于20％，预紧力大于60kn。其中，锚索2由钢材制成，锚索2的强度大于1770mpa，断后延伸率大于7％，预紧力大于250kn。锚杆与锚索由一种特制钢材制成，该钢材强度高，冲击吸收功高，受到冲击载荷后，该特制钢材不易产生裂纹、变形、破坏。通过采用屈服强度大于700mpa，破断强度大于800mpa，冲击吸收功大于120j，断后延伸率大于20％，预紧力大于60kn的锚杆，相比于传统支护采用锚杆屈服强度400mpa，破断强度大于540mpa，冲击吸收功大于30j，断后延伸率大于15％，预紧力仅10-20kn相比，本发明的锚杆抗拉强度、冲击韧性、预紧力均有了极大的提高，传统支护锚索强度为1720mpa，断后延伸率大于3.5％预紧力仅100kn，与传统支护锚索相比，本发明的锚索在强度、韧性、预紧力均有提高。锚杆配合高强、高延伸率锚索，在冲击地压巷道的围岩中进行架设，高抗拉强度、高冲击韧性、高预紧力锚杆形成锚杆支护体，高强、高延伸率锚索形成锚索支护体。

本发明实施例还提供了一种冲击地压巷道的支护卸压方法，包括以下步骤：

s1，在冲击地压巷道的内壁铺设金属网；

s2，由冲击地压巷道的内壁向围岩内打设锚杆；

s3，由冲击地压巷道的内壁向围岩内打设锚索完成支护；

s4，由冲击地压巷道的内壁向围岩钻设卸压钻孔；

s5，在卸压钻孔的末端放置爆破件爆破卸压。

综上所述，本发明冲击地压巷道的支护卸压结构，在高抗拉强度、高冲击韧性、高预紧力锚杆的基础上，配合高强、高延伸率锚索，在冲击地压巷道的围岩中进行架设，高抗拉强度、高冲击韧性、高预紧力锚杆形成锚杆支护体，高强、高延伸率锚索形成锚索支护体，在冲击地压发生时，锚杆支护体与锚索支护体共同形成的复合抗冲击体，支护完成后，在巷道周围布置卸压钻孔，卸压钻孔的底部放置炸药爆破件爆破卸压，从而形成爆破卸压区。当冲击地压发生时，首先冲击地压产生的冲击载荷经过爆破卸压区后，爆破卸压区弱化部分冲击载荷，剩余的冲击载荷传递至巷道围岩附近，在冲击地压冲击载荷作用下，锚杆与锚索协同吸能减冲，能够有效吸收冲击地压产生的能量，防止冲击地压对巷道的冲击破坏，提高冲击地压巷道抗冲击性能，解决冲击地压巷道在冲击作用下易变形破坏的支护难题，并为类似技术条件矿井开采提供技术保障，满足日益复杂矿井的支护要求。且本发明结构简单，其施工工艺简单，便于现场操作，支护成本低，具有广泛的应用前景。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：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；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。