一种高地应力及采动影响下的巷道支护方法与流程

本发明属于巷道支护，具体涉及一种高地应力及采动影响下的巷道支护方法。

背景技术：

1、我国煤炭主要是地下开采，需要在井下开掘大量巷道，采用巷道支护来保持巷道畅通和围岩稳定对煤炭开采具有重要意义，对巷道进行支护的基本目的在于缓和及减少围岩的移动，使巷道断面不致过度缩小，同时可以防止已散离和破坏的围岩冒落。

2、以往的巷道支护方法中，一般通过金属支架进行刚性支护，刚性支护不具有应力自调节的作用，因为巷道开挖破坏了围岩原始受力平衡状态，受高地应力和采动影响会引发围岩周边应力重新分布，在巷道围岩应力过于集中时现有的刚性支护结构不能进行卸压作业，无法让出一定的围岩变形空间释放应力，当发生冲击地压时巷道支护结构易造成损坏，刚性的巷道支护结构一旦变形损坏就会失去支护作用，使得巷道内容易发生收敛和底鼓现象，严重时还会导致巷道断面骤然缩小甚至合拢，中断通风系统，引发重大事故。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种高地应力及采动影响下的巷道支护方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种高地应力及采动影响下的巷道支护方法，包括以下步骤：

4、步骤一：利用长柄工具摘除巷道内壁的悬矸危岩并用高压水冲洗巷道内壁，使用高压水冲洗巷道内壁可以去除巷道内壁的浮灰，可以提高混凝土加固层与巷道之间的粘附强度，可以提高加固效果；

5、步骤二：在巷道顶部及侧部铺设金属网并打孔安装锚杆，随后在锚杆的端部依次安装托盘、恒阻器和螺母对铺设的金属网进行固定，锚杆可以通过深度锚固的方式来承担岩土承载体的一部分承载能力，从而保证岩土承载体的稳定性，同时通过锚杆也可对金属网进行固定，具体施工时金属网选用丝径为6mm的金属圆钢焊网，规格为1100mm×1900mm，网格大小为100mm×100mm，金属网之间搭接长度大于100mm，锚杆的布置方向与巷道的轮廓线垂直，其夹角大于75°，预紧力矩大于200n·m；

6、步骤三：按设计的孔位、孔深和角度，用凿岩机在巷道顶部及帮部上凿孔安装锚索，具体施工时先用锚索将树脂卷送入孔内，然后用锚索推送树脂卷至孔底，接着开动锚索钻机进行搅拌推进，最后加入锚固剂锚固锚索，凝固30min后，对锚索加压，达到预设的压力值停止加压，锚索可以通过张拉钢缆来支撑巷道内部，减轻巷道结构自身弯曲产生的挠度，从而使巷道更稳定，锚索的预应力可以通过拉力调整设备进行调整，可以根据巷道的受力情况动态调整，以达到最佳的支撑效果，张拉期间发现不合格锚索，要在周边补打合格锚索，安装锚索后预紧力下降要及时补拉；

7、步骤四：向巷道顶部和帮部喷射混凝土制作混凝土加固层，具体施工过程中，混凝土加固层的喷射制作分为两次进行，第一次向巷道两侧与巷道顶部分别喷射100mm与60mm厚的混凝土层，凝固二十分钟后再复喷相同厚度的混凝土层，混凝土加固层可以对巷道进行整体加固，混凝土加固层制作时混凝土喷头喷射方向垂直于受喷面，略倾向于刚喷射部位，除过巷帮侧墙下部喷射操作时的喷头喷射角度下俯10－15°外，其他部位喷射混凝土时，喷射与围岩受喷面相互垂直，制作混凝土加固层不仅可以起到加固围岩稳定性的作用，还可以封闭巷道表面的节理裂隙，减缓煤岩风化；

8、步骤五：进行巷道内部的支撑加固，在巷道内等距安装液压加固架，液压加固架安装固定完成后采用焊接或螺丝固定的方式在液压加固架外侧连接固定槽钢，用槽钢将相邻的液压加固架的腿部和顶部分别连接起来，形成u型棚架联合支护结构体，接着在液压加固架外侧等距焊接液压补偿支撑模块，液压补偿支撑模块焊接固定完毕后，利用液压管将液压加固架与液压控制系统连接，进行试打压检测密闭性，密闭性检查完毕后进行正式打压，压力控制在35－40mpa，正式打压过程中液压补偿支撑模块向外延伸对巷道表面施加支护应力，重复实施该步骤，直至巷道完全支护完毕。

9、优选的，液压加固架包括加固架主体，加固架主体内部开设有储油通道，加固架主体外侧与液压补偿支撑模块的连接处开设有出油孔，加固架主体内腔一侧设有注油口，且注油口上设有电磁阀，液压控制系统通过注油口向液压加固架内的储油通道内注入液压油后，在液压油的挤压下液压补偿式支撑模块伸长可以对巷道内各处进行主动支撑加固，而且利用液压补偿式支撑模块的可伸缩性，可以根据巷道顶部各处高度的不同以及巷道两侧各处宽度的不同对支护加固位置进行调整，可以更好的对巷道内壁各处进行支护。

10、优选的，液压补偿支撑模块包括液压缸体，液压缸体内部设有液压活塞，液压活塞顶部固定设有摩擦阻尼机构，摩擦阻尼机构顶端固定连接有支撑板件，支撑板件底部与液压缸体之间设有弹簧缓冲件，液压控制系统通过注油口向液压加固架内的储油通道内注入液压油后，在液压油的挤压下液压补偿式支撑模块上的液压活塞在液压缸体内向外侧移动，此时支撑板件同时向外延伸，延伸后的支撑板件可以对巷道内各处进行主动支撑加固。

11、优选的，摩擦阻尼机构包括外壳体与设置在外壳体内部的工字形安装架，工字形安装架两侧对称固定设有变形阻尼体，变形阻尼体外侧位于外壳体内腔对称固定设有阻尼滚柱，工字形安装架顶部对称固定设有支撑杆件，且支撑杆件顶端贯穿外壳体，当受到高地应力和采动影响发生冲击地压时，摩擦阻尼机构上的变形阻尼体与支撑杆件配合可以对冲击力进行吸收转化，最终达到卸力的目的，使得冲击荷载较大时液压加固架也不会变形，支撑加固效果好。

12、优选的，变形阻尼体的横截面设为三角形结构，且变形阻尼体采用弹性橡胶制成，阻尼过程中工字形安装架在外壳体内上下移动，工字形安装架上下移动过程中，变形阻尼体与支撑杆件配合可以对冲击力进行吸收转化。

13、优选的，液压加固架两两之间的安装间距设为三米，液压加固架两两之间连接的槽钢两端设有直角弯钩，设置直角弯钩使得固定后的槽钢可以贴附在巷道内壁，可以对巷道内壁进行加固。

14、优选的，液压加固架上的储油通道的内部设有压力报警器，压力报警器电连接压力显示器，且压力显示器固定安装在液压加固架内侧，通过压力报警器可以对储油通道内部的液压进行检测，便于通过液压控制系统控制储油通道内部的液压值，当巷道内的围岩应力过于集中或者较大时，可以利用液压控制系统对液压加固架内部进行卸压，让出一定围岩变形空间，释放应力。

15、优选的，混凝土加固层制作时混凝土喷头喷射方向垂直于受喷面，略倾向于刚喷射部位，除过巷帮侧墙下部喷射操作时的喷头喷射角度下俯10－15°外，其他部位喷射混凝土时，喷射与围岩受喷面相互垂直，混凝土加固层制作时混凝土喷头喷射方向垂直于受喷面，略倾向于刚喷射部位可以得到最小的回弹量，可以提高混凝土喷射效果。

16、优选的，当巷道内的围岩应力过于集中或者较大时，可以利用液压控制系统对液压加固架内部进行卸压，让出一定围岩变形空间，释放应力，可以有效避免发生冲击地压时支护结构变形损坏。

17、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

18、本发明通过液压控制系统向液压加固架内的储油通道内注入液压油后，在液压油的挤压下液压补偿式支撑模块伸长可以对巷道内各处进行主动支撑加固，而且利用液压补偿式支撑模块的可伸缩性，可以根据巷道顶部各处高度的不同以及巷道两侧各处宽度的不同对支护加固位置进行调整，可以更好的对巷道内壁各处进行支护，当受到高地应力和采动影响发生冲击地压时，可以利用液压控制系统对液压加固架内部进行卸压，让出一定围岩变形空间，释放应力，通过液压补偿式支撑模块上的摩擦阻尼机构可以对冲击力进行吸收转化，最终达到卸力的目的，使得冲击荷载较大时液压加固架也不会变形，支撑加固效果好。