一种过泥化松散顶板巷道的控制方法与流程

本发明涉及一种过泥化松散顶板巷道的控制方法，属于巷道支护技术领域。

背景技术：

泥化顶板对巷道支护影响极大，不仅会引起巷道顶板强度弱化，还会造成锚固结构的可靠性下降，已安设的锚杆（索）遭到慢性侵蚀，锚固性能衰减，造成此类巷道支护困难。当顶板的围岩主要成分为泥岩，还伴随着裂隙发育，围岩破碎，沿煤层掘进的巷道通过此泥化区域时，巷道顶板强度低，易风化，如果没有及时有效的控制，就容易出现出现局部或大面积漏冒事故，从而危及矿井的安全生产。

巷道掘进遇到泥化松散顶板区域时，一般采用锚网索联合支护及注浆加固。注浆加固技术是巷道顶板局部地段围岩泥化且破碎时常采用的支护技术之一，用以提高围岩强度和封堵含水层水的渗透。但是，顶板内的锚杆（索）遭侵蚀作用不会减弱，依然对锚固结构稳定性造成威胁。且传统注浆材料易沉淀淅水，结实率低且不易与泥岩粘连，易加深巷道顶板泥化程度，强度降低，甚至发生膨、崩解等，反而注浆之后更加难以控制，严重制约着巷道推进速度。

技术实现要素：

为了克服上述现有技术的不足之处，本发明提供一种过泥化松散顶板巷道的控制方法，能快速成巷的过泥化松散顶板巷道

本发明是通过如下技术方案实现的：一种过泥化松散顶板巷道的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤a：将预留煤层作为人造顶板采用破底的方法，改变煤层巷道掘进层位，隔离泥化松散层顶板，防止泥化松散层漏冒和风化；

步骤b：采用安装导管棚并注浆的方法加固预留煤层，改变预留煤层的结构并提高预留煤层的强度；

步骤c：采用“架棚+顶板锚索支护”的方法控制巷道围岩稳定性。

根据权利要求1所述的一种过泥化松散顶板巷道的控制方法，其特征在于：所述的步骤a中人造顶板的厚度≥1.0m，采用破底的方法将煤层巷道向下破开巷道底板，破开巷道底板的高度与人造顶板厚度相等。

根据权利要求1所述的一种过泥化松散顶板巷道的控制方法，其特征在于：所述的步骤b中导管棚的导管规格为直径φ40mm，长度2.5m，前端加工为圆锥形，导管管身设直径为15mm的出浆孔，按照管身两侧平行排列，均匀分布，孔距10cm，后端0.5m不设出浆孔。

根据权利要求1所述的一种过泥化松散顶板巷道的控制方法，其特征在于：所述的步骤b中导管棚的安装形式采用三花布置，安装的棚距为0.5m，导管打设角度为10～15°，每隔2.0m打设一排导管棚。

根据权利要求1所述的一种过泥化松散顶板巷道的控制方法，其特征在于：所述的步骤b中注浆为浆液经导管注入钻孔，并控制浆液充满钻孔内部。

根据权利要求1所述的一种过泥化松散顶板巷道的控制方法，其特征在于：所述的步骤c架棚使用的钢棚为矿用11号工字钢，梁长4.0m，安装的棚距为1.0m。

根据权利要求1所述的一种过泥化松散顶板巷道的控制方法，其特征在于：所述的步骤c中顶板锚索规格为φ17.8×7300mm的钢绞线，锚索采取“二一二”形式布置，“一”为每2.0m打设1根，置于顶板正中间处，“二”为每2.0m打设2根，置于顶板中间距两帮各1.0m处，间距2.0m。

本发明的有益效果是：本发明针对巷道泥化松散顶板强度低，承载能力差和易风化等特点，采用预留煤层作人造顶板工艺，改变煤层巷道掘进层位，从根本上隔绝泥化松散区域，同时在人造顶板内安装导管棚，再对导管棚超前预注浆，可以加固预留煤层形成承载板，具有显著的加固效果和隔绝效果。为进一步巩固上方人造顶板，控制新掘巷道的稳定性，可通过架棚和顶板安装锚网索形成联合支护工艺，该工艺操作不复杂，易掌握。使用导管棚超前预注浆手段，可缩短施工周期，施工成本低，经济效益好。本发明设计合理、施工进度快、支护效果好、推广应用前景广泛，可以保障矿井生产安全水平与技术经济效益。

附图说明

下面根据附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明过泥化松散顶板巷道的控制方法示意图；

图2是本发明顶板巷道的结构示意图；

图3是本发明的顶板侧视图；

图4是本发明的导管结构示意图。

图中：1-预留煤层；2-导管棚；3-锚索；4-钢棚；5-锚杆；6-泥化松散层；7-普通顶板；8-稳定岩层；9-煤层；10-巷道底板；11-金属网；12-出浆孔。

具体实施方式

如图1所示，本发明的过泥化松散顶板巷道的控制方法，主要是隔绝泥化源，加固顶煤，提升泥化松散层6巷道顶板的稳定性。例如，某矿一沿煤层9顶板掘进的全煤层矩形巷道，巷道高3.5m，宽4.0m。巷道掘进通过稳定岩层8区段时，对普通顶板7采用传统支护方式通过。在探得前方煤层9与稳定岩层8之间存在影响待掘进巷道支护的泥化松散层6区域，将采取具体实施步骤如下：

1、预留煤层1以及破底

如图1，巷道掘进通过泥化松散6区域时，预留1m厚的煤层为人造顶板1。同时巷道底板10向下掘出1m，以保证巷道保持原有尺寸向前掘进。

2、在预留煤层内安装导管棚2。

如图3，所安装的导管棚前端加工成圆锥形，导管直径φ40mm，长度2.5m。管身设直径为15mm的出浆孔12，其按照管身两侧平行排列，均匀分布，孔距10cm，后端0.5m则不设出浆孔。如图1，导管棚2安装棚距为0.5m，采用三花形式布置，考虑施工难易度，打设角度以10～15°为宜。随着巷道向前推进，每隔2.0m再按原样式打设一排。若打孔不便，导管可改为自钻注浆锚杆。

3、向安装好的导管棚2内注浆。

注浆时，应控制钻孔内部浆液饱满。

4、对巷道及时架棚。

为进一步巩固上方人造顶板，控制新掘巷道的稳定性，对巷道及时架棚。如图1，钢棚4采用的是矿用11号工字钢，梁长4.0m，安装棚距为1.0m。

5、对人造顶板1安装锚网索。

如图1，顶板锚索3规格为φ17.8×7300mm的钢绞线。其中顶板锚索采取“二一二”形式布置，“一”为每2.0m打设1根，置于顶板正中间处，“二”为每2.0m打设2根，置于顶板中间距两帮各1.0m处，间距2.0m。

每根锚索采用两支msck2335和两支msz2360树脂药卷进行锚固；安装预紧力不低于100kn，不高于120kn。锚固力不低于200kn。锚索托盘为300mm×300mm×20mm的方形钢板。

巷道顶板、巷帮网片采用经纬网或者φ6mm钢筋网11，经纬网片规格：网孔规格为50×50mm，网片规格为巷道宽度加400mm×排距加100mmmm。钢筋网规格：网孔规格为100×100mm，网片规格为2000mm×1100mm。网片搭接长度100mm，用16号铅丝联接，双丝双扣，孔孔相连。

6、对巷道两帮打设锚杆5。

如图1，两帮采用φ18mm螺纹钢锚杆，锚杆长度为1800mm，锚杆间排距为1000×1000mm，每排打设3根，中间一根于巷帮正中间垂直打设，上下两根倾斜20°打设。

每根锚杆采用一支msk2335和一支msz2360树脂药卷锚固。锚杆预应力30～40kn，锚杆锚固力160kn。外露长度为10～50mm，锚杆托盘规格为150×150×10mm。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明的任何限制，凡是根据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单的修改、变更以及等效结构变化，均属于本发明的技术方案的保护范围内。