一种膨胀岩巷道底板治理方法

摘要

本发明公开了一种膨胀岩巷道底板治理方法，其步骤是：巷道掘进后在巷道底板依次铺设钢丝网、钢筋梯子梁，支底板角锚杆，托板压紧钢筋梯子梁，钢筋梯子梁压紧钢丝网；然后在钢筋梯子梁上方铺砂卵石层，砂卵石层上方浇筑钢丝网混凝土层，浇筑时，钢丝网混凝土层中预埋短注浆管，注浆管底部进入砂卵石层；最后在钢丝网混凝土层上方支帮部角锚杆，以此实现对膨胀岩巷道底板的治理。本发明对底板膨胀岩提供一定的压应力，消除了巷道膨胀岩底板治理期间的膨胀变形量，并避免了钢丝网混凝土层的顶裂。

权利要求

1.一种膨胀岩巷道底板治理方法，其步骤为：

1）根据巷道的设计断面参数和围岩力学参数确定砂卵石层厚度、钢丝网混凝土层厚度，然后确定掘进高度，开始掘进；所述掘进高度为巷道的设计净高与砂卵石层厚度以及钢丝网混凝土层厚度之和再加上0.05m~0.2m；

2）巷道掘进后，将巷道底板清理平整，铺设钢丝网，在钢丝网上压上钢筋梯子梁，在巷道底板上钻底部锚杆孔并支底板角锚杆，在钢筋梯子梁上压上托板并用螺母固定；

3）在钢筋梯子梁上方按步骤1）确定的砂卵石层厚度将砂卵石层铺实，并在两帮钻帮部锚杆孔，支帮部角锚杆；所述帮部角锚杆的露出钻孔长度大于步骤1）所确定的钢丝网混凝土层厚度再加上0.05m~0.2m之后的长度；

4）在步骤3）所述砂卵石层上方浇筑钢丝网混凝土层，浇筑厚度为步骤1）中所确定的钢丝网混凝土层厚度；浇筑时，钢丝网混凝土层中预埋注浆管，注浆管底部插入砂卵石层；

待钢丝网混凝土层达到7天龄期强度后，在钢丝网混凝土层上表面压上托板并用螺母固定。

2.如权利要求1所述的膨胀岩巷道底板治理方法，其特征在于:步骤1）中的掘进高度为巷道的设计净高与砂卵石层厚度以及钢丝网混凝土层厚度之和再加上0.1m。

3.如权利要求1所述的膨胀岩巷道底板治理方法，其特征在于:步骤3）中帮部角锚杆的露出钻孔长度大于步骤1）所确定的钢丝网混凝土层厚度再加上0.1m之后的长度。

说明书

一种膨胀岩巷道底板治理方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种膨胀岩巷道底板治理方法。

背景技术

[0002] 随着煤矿开采深度的增加，部分矿山巷道呈现出大变形、大地压、难支护的显著塑性变形破坏特征，巷道底板常发生巷道底臌现象，而巷道底板为膨胀岩的情况尤其突出。目前，巷道底臌的控制手段主要有两种，一种是提高围岩支承强度，包括底板注浆、底板锚杆、封闭支架和混凝土反拱等；另一种是降低围岩应力，包括底板切槽、巷道切槽等。但是，由于膨胀岩有遇水膨胀的特点，随着巷道底板变形的加剧，裂隙向底板深度发展，深部膨胀岩同样遇水膨胀，只要存在裂隙通道，膨胀岩的膨胀就不止。现有控制巷道底臌的主要技术手段都无法控制膨胀岩底板的变形。因此，设计一种既能保证巷道断面利用率又能降低膨胀岩巷道底板治理成本的膨胀岩巷道底板治理方法，可大大提高膨胀岩巷道底板支护效率，确保煤矿高效安全生产。

发明内容

[0003] 为解决现有技术中的上述缺陷，本发明提供了一种有效治理膨胀岩巷道底板的方法。

[0004] 为解决上述技术问题的技术方案是：一种膨胀岩巷道底板治理方法，其步骤为：

[0005] 1）根据巷道的设计断面参数和围岩力学参数确定砂卵石层厚度、钢丝网混凝土层厚度，然后确定掘进高度，开始掘进；所述掘进高度为巷道的设计净高与砂卵石层厚度以及钢丝网混凝土层厚度之和再加上0.05m~0.2m。

[0006] 2）巷道掘进后，将巷道底板清理平整，铺设钢丝网，在钢丝网上压上钢筋梯子梁，在巷道底板上钻底部锚杆孔并支底板角锚杆，在钢筋梯子梁上压上托板并用螺母固定。

[0007] 3）在钢筋梯子梁上方按步骤1）确定的砂卵石层厚度将砂卵石层铺实，并在两帮钻帮部锚杆孔，支帮部角锚杆；所述帮部角锚杆的露出钻孔长度大于步骤1）所确定的钢丝网混凝土层厚度再加上0.05m~0.2m之后的长度。

[0008] 4）在步骤3）所述砂卵石层上方浇筑钢丝网混凝土层，浇筑厚度为步骤1）中所确定的钢丝网混凝土层厚度；浇筑时，钢丝网混凝土层中预埋注浆管，注浆管底部插入砂卵石层；待钢丝网混凝土层达到7天龄期强度后，在钢丝网混凝土层上表面压上托板并用螺母固定。

[0009] 进一步的，所述膨胀岩巷道底板治理方法步骤1）中的掘进高度为巷道的设计净高与砂卵石层厚度以及钢丝网混凝土层厚度之和再加上0.1m。

[0010] 进一步的，所述膨胀岩巷道底板治理方法步骤3）中帮部角锚杆的露出钻孔长度大于步骤1）所确定的钢丝网混凝土层厚度再加上0.1m之后的长度。

[0011] 本发明的有益效果是：巷道掘进后的底板角锚杆改进成主动支护设计，对底板膨胀岩提供一定的压应力，消除巷道膨胀岩底板治理期间的膨胀变形量，并能均衡巷道周边应力集中，控制巷道服务期间的膨胀变形量。并且，砂卵石层的设计能消除膨胀岩膨胀变形，在巷道服务期发生膨胀变形时，膨胀变形由砂卵石层中的孔隙消除，避免了钢丝网混凝土层的顶裂。最后，帮部角锚杆的设计，增加了钢丝网混凝土层和巷道两帮的整体性，可通过帮部角锚杆将钢丝网混凝土层承受的膨胀力部分转移到巷道两帮，保护钢丝网混凝土层不发生开裂。

附图说明

[0012] 图1是本发明的结构示意图。

[0013] 图2是本发明的巷道底板钢筋梯子梁布置示意图。

[0014] 图中：1、巷道，2、底板膨胀岩，3、底板角锚杆，4、钢丝网，5砂卵石层，6、钢丝网混凝土层，7、钢筋梯子梁，8、帮部角锚杆，9、短注浆管，10、托板，11、螺母，12、托板，13、螺母。

具体实施方式

[0015] 下面结合附图1和2以及实施例对本发明进行详细说明。

[0016] 如图1所示，一种膨胀岩巷道底板治理方法，其步骤为：

[0017] 1）根据巷道的设计断面参数和围岩力学参数确定砂卵石层、钢丝网混凝土层厚度，然后确定掘进高度，开始掘进；所述掘进高度为巷道的设计净高与砂卵石层厚度以及钢丝网混凝土层厚度之和再加上0.1m。

[0018] 2）巷道掘进后，将巷道1底板清理平整，铺设钢丝网4，在钢丝网4上压上钢筋梯子梁7，在巷道1底板两边钻底部锚杆孔并支底板角锚杆3，在钢筋梯子梁7上压上托板12并用螺母13固定。底板角锚杆3、钢丝网4和钢筋梯子梁7构成巷道底板主动支护措施，上述主动支护措施是为了在巷道1掘进后对底板膨胀岩2提供一定的压应力，消除巷道1膨胀岩底板治理期间的膨胀变形量，以及均衡巷道1周边应力集中，控制巷道1服务期间的膨胀变形量。

[0019] 3）在钢筋梯子梁7上方按步骤1）确定的砂卵石层厚度将砂卵石层铺实，并在两帮分别钻帮部锚杆孔，支帮部角锚杆8；所述的帮部角锚杆8是在施工钢丝网混凝土层6时预先支好，所述帮部角锚杆的露出钻孔长度大于步骤1）所确定的钢丝网混凝土层厚度再加上0.1m之后的长度。上述步骤即是在主动支护措施布置好后，在钢筋梯子梁7上方将砂卵石层5铺实，由于砂卵石层5具有较大的孔隙比，当在巷道1服务期发生膨胀变形时，砂卵石层5中的孔隙首先被压密，也即底板膨胀岩2的膨胀力不会通过砂卵石层5传递到砂卵石层5上方的混凝土层6，避免了钢丝网混凝土层6的顶裂，最终避免巷道积水通过钢丝网混凝土层6裂隙、砂卵石层5、膨胀岩2裂隙进入膨胀岩2内部引起新的膨胀变形。帮部角锚杆8的作用是联接钢丝网混凝土层6和巷道1的两帮，便于当砂卵石层5无法消除底板膨胀岩2的膨胀力时由钢丝网混凝土层6和巷道1的两帮共同承载底板膨胀岩2的多余膨胀力，保护钢丝网混凝土层6不发生开裂。

[0020] 4）在步骤3）所述砂卵石层上方浇筑钢丝网混凝土层6，浇筑时，钢丝网混凝土层6中预埋短注浆管9，短注浆管9底部插入砂卵石层5，待钢丝网混凝土层6达到7天龄期强度后，在钢丝网混凝土层6上表面压上托板10并用螺母11固定。

[0021] 所述的短注浆管9是向巷道1底板注浆的通道，当发生钢丝网混凝土层6开裂时，为防止后期底臌的发生需往巷道1底板注浆，短注浆管9的存在可避免后期向底板注浆时钻孔，简化了后期巷道维护的工序，降低了维护费用。