一种控制红页岩巷道强力锚注支护结构及其施工方法与流程

本发明涉及一种控制红页岩巷道强力锚注支护结构及其施工方法，属于非煤矿山巷道支护设备技术领域。

背景技术：

在井下采矿过程中，通常需要对巷道进行支护。现有技术中，主要依靠锚网进行支护。而顶板破碎时主要采取增加支护密度的方法，由于顶板松软，锚杆和锚索的锚固力不能保证，顶板存在垮冒的风险，给安全生产带来很大的隐患。因此，常采用架设u型钢棚的方法，背板和钢棚占巷道有效面积，巷道掘进断面需要增大，因此增加了工程量，进而使工作量大，成本高，且进度慢，在服务期间需要多次返修，严重制约了矿产资源安全高效开采。随着开采不断进行，巷道受力不均，维护问题更加突出，传统的u型钢支护时巷道，巷道两帮容易内移，支护强度降低。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：提供一种控制红页岩巷道强力锚注支护结构及其施工方法，以解决上述现有技术中存在的问题。

本发明采取的技术方案为：

一种控制红页岩巷道强力锚注支护结构，包括钢筋网、钢筋拱架和混凝土喷层，钢筋网设置在拱形巷道内表面上，混凝土喷层设置在钢筋网上，钢筋拱架支撑在混凝土喷层外表面。

优选的，上述钢筋拱架包括主钢筋和辅助钢筋，主钢筋为倒立u型结构，采用多条沿着巷道方向间隔布置，辅助钢筋环向布置，主钢筋和辅助钢筋间采用铁丝捆绑扎固定。

优选的，上述主钢筋间距为200-300mm，辅助钢筋间距为300-400mm。

优选的，上述一种控制红页岩巷道强力锚注支护结构，还包括挡土桩，挡土桩设置在巷道左右两侧。

优选的，上述一种控制红页岩巷道强力锚注支护结构，还包括中空注浆锚索和钢化管，中空注浆锚索设置在巷道拱部径向方向上，中空注浆锚索外端通过锚盘和螺母紧固在钢筋拱架上，钢花管设置在巷道水平两侧中部，外端通过锚盘和螺母紧固在钢筋拱架上。

一种控制红页岩巷道强力锚注支护结构的施工方法，该方法包括以下步骤：

（1）将巷道开挖至设计断面，施工锚杆钻孔，打入锚杆，间排距为500-800mm，并架设锚网；

（2）扩刷5-6m后方（距离扩刷施工地点5-6m的后方），在矿体一侧帮部挖掘钢筋混凝土挡土桩矩形槽，在槽内植入φ18-φ28纵筋和φ6-φ12横筋并绑扎，用建筑模板搭接形成浇筑成形的模盒，槽内用c30标号混泥土进行浇筑；

（3）对巷道表面喷射混凝土形成混凝土层；

（4）巷道断面架设φ16-φ18主钢筋，沿巷道走向架设φ10-φ12辅助钢筋，主钢筋间距200mm-300mm，辅钢筋间距300mm-400mm，主钢筋和辅助钢筋间用铁丝绑扎；

（5）施工注浆锚索钻孔，钻孔直径20-24mm，孔深为5000-8000mm，施工注浆孔钻孔，孔直径为30-45mm，孔深3000-4000mm，插入注浆钢花管，连接注浆泵，使用2-3mpa注浆压力的注浆泵进行注浆，注浆完毕后，钢花管外端上紧锚盘，扭紧螺母，将中空注浆锚索插入注浆孔张拉后进行注浆，使用7-10mpa注浆压力的注浆泵进行注浆，注浆完毕后，中空注浆锚索外端上紧锚盘，扭紧螺母；

（6）剪断外露的注浆管和中空注浆锚索，巷道表面喷200-300mm厚的混凝土。

本发明的有益效果：与现有技术相比，本发明的钢筋网、钢筋拱架和混凝土喷层组成巷道拱架，连续型柔性支护，针对红页岩巷道易破碎，吸水膨胀特点，该拱形有较大的变形空间，能够释放围岩初始压力。顶帮部锚索与注浆锚管具有提高顶部、帮部稳定性，两者协同作用，发挥了各自的优点，整体提高了支护效果。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的结构示意图（设置挡土桩）。

具体实施方式

下面结合附图及具体的实施例对本发明进行进一步介绍。

实施例1：如图1-图2所示，一种控制红页岩巷道强力锚注支护结构，包括钢筋网1、钢筋拱架2和混凝土喷层3，钢筋网1设置在拱形巷道内表面上，混凝土喷层3设置在钢筋网1上，钢筋拱架2支撑在混凝土喷层3外表面。

优选的，上述钢筋拱架2包括主钢筋和辅助钢筋，主钢筋为倒立u型结构，采用多条沿着巷道方向间隔布置，辅助钢筋环向布置，主钢筋和辅助钢筋间采用铁丝捆绑扎固定。

优选的，上述主钢筋间距为200-300mm，辅助钢筋间距为300-400mm。

优选的，上述一种控制红页岩巷道强力锚注支护结构，还包括挡土桩5，挡土桩5设置在巷道左右两侧。

优选的，上述一种控制红页岩巷道强力锚注支护结构，还包括中空注浆锚索4和钢化管6，中空注浆锚索4设置在巷道拱部径向方向上，中空注浆锚索4外端通过锚盘7和螺母紧固在钢筋拱架3上，钢花管6设置在巷道水平两侧中部，外端通过锚盘7和螺母紧固在钢筋拱架3上。

实施例2：一种控制红页岩巷道强力锚注支护结构的施工方法，该方法包括以下步骤：

（1）将巷道开挖至设计断面，施工锚杆钻孔，打入锚杆，间排距为500-800mm，并架设锚网；

（2）扩刷5-6m后方（距离扩刷施工地点5-6m的后方），在矿体一侧帮部挖掘钢筋混凝土挡土桩矩形槽，在槽内植入φ18-φ28纵筋和φ6-φ12横筋并绑扎，用建筑模板搭接形成浇筑成形的模盒，槽内用c30标号混泥土进行浇筑，挡土桩每隔5-6m布置一个，尺寸为长300mm-400mm，宽300mm-400mm，高2000-2500mm，其中300mm-500mm深为柱基；

（3）对巷道表面喷射混凝土形成混凝土层；

（4）巷道断面架设φ16-φ18主钢筋，沿巷道走向架设φ10-φ12辅助钢筋，主钢筋间距200mm-300mm，辅钢筋间距300mm-400mm，主钢筋和辅助钢筋间用铁丝绑扎；

（5）施工注浆锚索钻孔，钻孔直径20-24mm，孔深为5000-8000mm，其中顶部中间锚索垂直向上，巷肩部锚索与水平方向夹角为50~60°，帮部一排锚索距巷道底板高350~550mm，呈水平布置，施工注浆孔钻孔，孔直径为30-45mm，孔深3000-4000mm，插入注浆钢花管，连接注浆泵，使用2-3mpa注浆压力的注浆泵进行注浆，注浆完毕后，钢花管外端上紧锚盘，扭紧螺母，将中空注浆锚索插入注浆孔张拉后进行注浆，使用7-10mpa注浆压力的注浆泵进行注浆，注浆完毕后，中空注浆锚索外端上紧锚盘，扭紧螺母；

（6）剪断外露的注浆管和中空注浆锚索，巷道表面喷200-300mm厚的混凝土。

传统的u型钢支护时巷道，巷道两帮容易内移，支护强度降低。施加注浆锚管和注浆锚索，巷道内部围岩加固，承载力大大提高。钢筋+混凝土+钢筋形成的支护结构有效的限制巷道表面的变形。采用钢筋混凝土挡土桩支撑围岩帮部，限制巷道帮部围岩的变形，两个钢筋混凝土挡土桩之间有为铺设的钢筋网，可以为巷道帮部围岩的变形预留一定的释放空间。注浆锚索，注浆锚管与钢筋混凝土挡土桩协同作用，可以发挥各自的优点，有效控制红页岩巷道的稳定。在金属支架维护较为困难的软岩巷道具有广泛的应用前景。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内，因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。