一种大断面松软破碎煤巷双承压拱支护装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于煤矿巷道支护领域，涉及一种大断面松软破碎煤巷支护装置及其布置工艺，是一种根据巷道实际破碎情况并通过组合使用锚杆、锚索、菱形钢丝网、钢带并配合使用工字钢梯形棚等装置以在煤巷顶板岩层中形成一个双承压拱的新型巷道支护装置及其布置工艺。
【背景技术】
[0002]目前随着我国经济社会持续快速发展，为满足经济发展需要，我国兴建了一大批矿井，而紧邻能源消费市场的东部矿区普遍进入了深部开采，带来了各种各样的巷道支护问题，尤其是在深部高地应力条件下的松软破碎煤层开挖大断面巷道时，巷道的支护问题尤为突出。我国煤矿巷道支护经历了从早期的木支护、砌碹支护、型钢支护到锚杆(索)及锚索桁架支护的历史性变革，由于锚杆具有改善顶板围岩强度及使顶板处于三向受压应力状态的独特作用，因此我国煤矿普遍使用锚杆(索)应用于巷道支护，而大量工程实践也证明锚杆能有效控制一定范围的巷道变形，但是锚杆不是万能的，也有其局限性，尤其是在大断面松软破碎煤巷的支护中，现实工程中锚杆支护失效的例子并不少见。因此必须配合使用其他的支护装置才能获得更好的支护效果。锚索是由具有一定弯曲柔性能力的钢绞线、锁具及锚固剂等组成的，通常钢绞线长度较长，可以锚入到顶板深部稳定岩层中，且钢绞线具有高强度、高韧性及低松弛等特性，能受剪力及拉力，当巷道开挖后各岩层发生各不相同的变形及位移，或发生岩层错动，在发生离层的岩层处锚索受到剪力或者拉压力，同时锚索反作用于岩层，阻止岩层的错动或离层，顶部锚索普遍具有悬吊浅部离层破碎顶板的作用，由于锚索预紧力的存在，使得各岩层层理、裂隙等减少，增强了各岩层强度及造成各岩层相互挤压，形成一个在深部岩层中的挤压加密区，而高预应力锚索桁架是一种通过使用能施加一定预紧力的拉杆连接两根独立锚索而组成的，通过桁架结构可以在深部岩层中也形成一个挤压加固承压拱，并对浅部顶板围岩施加一个压应力，进一步改善浅部顶板围岩的受力状态，能有效减少顶板位移。工字钢梯形棚支架是煤矿常用的一种巷道支护方式，具有较好的抗变形能力及较高的抗力等特点，可以有效减少冒顶、片帮等事故的发生，尤其是可以保持巷道断面的完整性，适合采区巷道随掘随支及二次加固的特点，对维持巷道断面的形状具有重要作用。菱形钢丝网用于煤矿支护可以防止松动岩块的下坠，并对顶板下沉具有一定的限制作用，而钢带作为一种受拉构件用于连接锚杆或锚索，锚杆或锚索因为顶板下沉而间距变大，钢带此时受拉，配合锚杆(索)，对所围护的岩层施加压应力，由此起到支护作用。
【发明内容】
[0003]为克服常规锚杆支护方法支护大断面松软破碎煤巷效力不足的问题，本发明提供了一种针对大断面松软破碎煤巷的双承压拱支护新方法及其布置方式。该方法不仅适用于支护围岩状况较好的巷道，而且尤其适用于大断面松软破碎煤巷的支护。
[0004]为解决上述大断面松软破碎煤巷的支护问题，我们采用以下技术方案:采用光面爆破法或煤矿专用掘进机掘进巷道，并尽量保持巷道断面光整，铺网并进行临时支护，施工锚杆钻孔，处理钻孔安装锚固剂，与此同时安装第一排锚杆A1，锚杆之间用钢带连接；间隔一定距离后安装第一排锚索M1，并安装拉杆形成锚索桁架，再往前掘进，安装第二排锚杆A2，再掘进一定距离，安装第一排工字钢梯形棚支架G1，依此类推，锚索桁架间距两排锚杆安设，工字钢梯形棚支架也是间隔两排锚杆布置，形成锚杆-锚索-锚杆-工字钢梯形棚支架的支护体系。
[0005]本发明的有益效果是:1，左旋无纵筋高强度螺纹钢锚杆能有效提高破碎围岩的强度，充分发挥了锚杆支护及时性和主动性，并在工字钢梯形棚支架的配合下形成浅层承压拱；2，锚索锚固力大，影响范围广，间隔一定距离施工一锚索桁架有利于岩层的整体挤压，能有效控制顶板离层，并相互挤压形成深层承压拱，提高了围岩的整体稳定性和抗压能力；3，钢丝网及钢带增加了支护接触面积，形成了柔性支护，减少了软岩局部剥落，减轻了围岩破碎程度，并有利于消除单纯铺网所产生的网兜现象，保证了顶板岩层的完整性，有利于形成顶板围岩的组合梁作用，有效提高了其自身稳定性；4，工字钢梯形棚支架作为对巷道支护的补强措施，可以辅助配合锚杆对浅部巷道围岩施加压应力，限制浅层顶板围岩的下沉变形；5，锚杆-锚索-锚杆-工字钢梯形棚支架外加钢带的支护体系，锚固范围大，支护密集，可使绝大部分顶板围岩处于三向受压应力状态，施工工艺简单，可以有效维护大断面松软破碎煤巷，收到良好的经济效益。
【附图说明】
[0006]下面结合附图及实施例对本发明做详细说明
[0007]图1大断面松软破碎煤巷双承压拱支护方法支护机理示意图
[0008]图2锚杆-锚索-锚杆-工字钢梯形棚支架支护体系平面布置示意图
[0009]图3锚杆-锚索-锚杆-工字钢梯形棚支架支护体系剖面示意图
[0010]图中1.左旋无纵筋高强度螺纹钢锚杆，2.拉杆，3.锚索，4.托盘，5.钢丝网，6.钢带，7.工字钢梯形棚支架，8.单体液压支柱，9.巷道，10.钻孔，11.锚固剂。
【具体实施方式】
[0011]下面结合实施例对本双承压拱支护新方法做详细说明。
[0012](一)在图1中，在掘进好的巷道9中铺上钢丝网5，再以800-1000mm的横间距布置横排锚杆1，靠近巷道两帮装设的锚杆1与水平线成60°夹角，并以钢带6连接各锚杆1，由此锚杆1与围岩互相作用，强化了围岩强度，形成了浅部承压拱，巷道9两帮也按800mm的间距打设足够数量的锚杆1，底角锚杆1按向下倾45°安设；两根锚索3以45°的倾角锚入巷道肩窝深部稳定岩层中，并以拉杆2相互连接，形成锚索桁