一种软岩巷道底臌让压弧型壳治理方法

摘要

本发明公开了一种软岩巷道底臌让压弧型壳治理方法，步骤为：巷道顶板和两帮正常安装锚杆和锚索；刷大底板弧型断面尺寸，留出让压空间；用混合好的柔性填充材料，对留出的让压空间进行填充浇筑；浇筑中空的弧型壳结构；在弧型壳结构上打短细密锚杆；在弧型壳结构上打长锚索。本发明的软岩巷道底臌让压弧型壳治理方法把让压支护和弧型壳结构应用于底板，来改善底板浅部围岩控制效果，充分利用围岩特性，提高支护效率，改善软岩巷道底板支护的效果，具有可操作性强，能够改善巷道底板浅部围岩，进一步提高巷道使用年限，能够减少巷道返修工作量，提高煤矿施工安全性。

权利要求

1.一种软岩巷道底臌让压弧型壳治理方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：随着巷道掘进，巷道顶板和两帮正常安装锚杆和锚索，顶板铺设金属网，再对巷道顶板和两帮进行喷浆封闭，构成钢筋混凝土封固层；

S2：巷道的底板施工，按设计尺寸刷大底板弧型断面尺寸，留出让压空间；

S3：在井下按照比例混合柔性填充材料，用混合好的柔性填充材料，对留出的让压空间进行填充浇筑，浇筑完成后铺设金属网，进行封闭；

S4：运输弧型壳结构，在柔性填充材料凝固后，安装弧型壳结构，并嵌入到弧型让压空间中，并混合柔性填充材料，浇筑中空的弧型壳结构，等待凝固；

S5：在安装好的弧型壳结构上打短细密锚杆，使弧型壳结构能够和浅部围岩形成稳定的结构；所述短细密锚杆的直径为14mm，长度为1500mm，锚杆与弧形面垂直，使弧型壳结构能够和浅部围岩形成稳定的结构，柔性填充材料可以吸收浅部围岩释放的能力；

S6：在安装好的弧型壳结构上打长锚索，使弧型壳结构与底板深部围岩形成稳定的结构。

2.如权利要求1所述的软岩巷道底臌让压弧型壳治理方法，其特征在于，在步骤S3中：所述柔性填充材料配比为水泥：水玻璃：粉煤灰＝1:0.2:0.3。

3.如权利要求1所述的软岩巷道底臌让压弧型壳治理方法，其特征在于，在步骤S4中：采用井上加工弧型壳结构，半成品运输到井下，井下安装；弧型壳的结构尺寸可根据实际情况自己加工定制，单元结构应小于3000mm，可以放进罐笼进行运输。

4.如权利要求1所述的软岩巷道底臌让压弧型壳治理方法，其特征在于，在步骤S6中：所述长锚索的长度为6000mm，保持底板断面尺寸。

说明书

一种软岩巷道底臌让压弧型壳治理方法

技术领域

[0001] 本发明属于软岩巷道底板围岩控制的技术领域，尤其涉及一种软岩巷道底臌让压弧型壳治理方法。

背景技术

[0002] 随着煤矿开采向深部扩展，巷道开挖深度的增加，巷道围岩应力增大，围岩变现出软岩特性愈加明显，巷道支护难度加大。软岩巷道具有变形速度快，变形量大、变形时间长的围岩特征，多年实践证明，对于软岩巷道，由于围岩胶结性差、围岩强度低和流变性较强等特征，变形需要很长时间才能稳定，所以，从改变浅部围岩结构，使浅部围岩形成强度高、厚度薄、结构完整的支护结构体，并能够吸收部分变形能量，达到减低底板围岩应力的目的。壳体结构同时兼有板相比梁的优点和拱相比梁的优点。一定形式的壳，可以在各种不同形式的载荷作用下做到壳内大部分区域的内力都是沿着壳曲面的薄膜力，弯矩为零或很小。因为减少拱内弯矩仅靠支座的水平推力起作用，而壳体边缘上的支座可提供各种不同分布的支撑，从而减少壳内弯矩，所以壳的强度和刚度高，壳体对于不同形式载荷的自适应力强，能使材料得到充分利用。所以，使巷道浅部围岩形成壳体结构优越性最大。

[0003] 一般的软岩巷道底臌治理方法，大多是通过提高支护刚度、减少围岩暴露时间，达到阻止和减缓围岩变形的目的，效果很不明显。因此，单纯提高支护刚度，“以刚支刚”，依靠一次支护解决支护问题的方法不能适应高应力软岩巷道的大变形规律，以后也会造成了巷道返修，当围岩变形破坏严重时，底鼓严重，人工底板破裂顶起，呈竖立状，这时只能采取巷道返修，巷道返修工作量大，不仅影响生产，也加大的工人的工作量。现有方法一般就是软岩巷道底板支护，采用刚性支护，开始时候效果明显，在软岩巷道经过一段时间流变后，底板刚性支护逐渐失效，底鼓严重，需要进行巷道返修，底板再支护，主要有返修工作量大，成本高，效率低下，底鼓围岩控制不明显，并没有对底板结构进行防治。

[0004] 另外，对于软岩巷道支护，有些方案会采取底板U型钢，虽然一定程度缓解了底鼓，但是并没有充分利用软岩的特性，对底板围岩结构进行利用。这种支护方案费时费力费钱，实际操作中，安装缓慢，并且支护效果后期不理想，也极大影响了矿井进度。

发明内容

[0005] 基于以上现有技术的不足，本发明所解决的技术问题在于提供一种软岩巷道底臌让压弧型壳治理方法，把让压支护和弧型壳结构应用于底板，来改善底板浅部围岩控制效果，充分利用围岩特性，提高支护效率，改善软岩巷道底板支护的效果。

[0006] 为了解决上述技术问题，本发明通过以下技术方案来实现：

[0007] 本发明提供一种软岩巷道底臌让压弧型壳治理方法，包括以下步骤：

[0008] S1：随着巷道掘进，巷道顶板和两帮正常安装锚杆和锚索，顶板铺设金属网，再对巷道顶板和两帮进行喷浆封闭，构成钢筋混凝土封固层；

[0009] S2：巷道的底板施工，按设计尺寸刷大底板弧型断面尺寸，留出让压空间；

[0010] S3：在井下按照比例混合柔性填充材料，用混合好的柔性填充材料，对留出的让压空间进行填充浇筑，浇筑完成后铺设金属网，进行封闭；

[0011] S4：运输弧型壳结构，在柔性填充材料凝固后，安装弧型壳结构，并嵌入到弧型让压空间中，并混合柔性填充材料，浇筑中空的弧型壳结构，等待凝固；

[0012] S5：在安装好的弧型壳结构上打短细密锚杆，使弧型壳结构能够和浅部围岩形成稳定的结构；

[0013] S6：在安装好的弧型壳结构上打长锚索，使弧型壳结构与底板深部围岩形成稳定的结构。

[0014] 可选的，在步骤S3中：

[0015] 所述柔性填充材料配比为水泥：水玻璃：粉煤灰＝1:0.2:0.3。

[0016] 可选的，在步骤S4中：采用井上加工弧型壳结构，半成品运输到井下，井下安装；弧型壳的结构尺寸可根据实际情况自己加工定制，单元结构应小于3000mm，可以放进罐笼进行运输。

[0017] 在步骤S5中：所述短细密锚杆的直径为14mm，长度为1500mm，锚杆与弧形面垂直，使弧型壳结构能够和浅部围岩形成稳定的结构，柔性填充材料可以吸收浅部围岩释放的能力。

[0018] 在步骤S6中：所述长锚索的长度为6000mm，保持底板断面尺寸。

[0019] 由上，本发明的软岩巷道底臌让压弧型壳治理方法是在软岩巷道留出让压过程空间，填充柔性材料，能够吸收能量，同时安装让压弧型壳结构，安装短细密锚杆，与浅部围岩形成稳定结构，安装长锚索，与深部围岩形成稳定结构，弧型壳能够承受一定变形，吸收部分能量，来控制软岩巷道底鼓现象。让压弧型壳结构与浅部围岩形成强度高、厚度薄、结构完整的支护结构体，原理不变，尺寸可根据矿井实际情况加工定制。把让压支护和弧型壳结构应用于底板，来改善底板浅部围岩控制效果，充分利用围岩特性，提高支护效率，改善软岩巷道底板支护的效果，具有可操作性强，能够改善巷道底板浅部围岩，进一步提高巷道使用年限，能够减少巷道返修工作量，提高煤矿施工安全性。

[0020] 上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下结合优选实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

[0021] 为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍。

[0022] 图1为本发明的软岩巷道底臌让压弧型壳治理方法的流程图；

[0023] 图2为本发明的软岩巷道顶板、两帮锚杆支护示意图；

[0024] 图3为本发明的刷大底板断面尺寸示意图；

[0025] 图4为本发明的底板填充柔性材料示意图；

[0026] 图5为本发明的底板安装底板让压弧型壳示意图；

[0027] 图6为本发明的底板安装锚杆示意图；

[0028] 图7为本发明的底板安装锚索示意图；

[0029] 图8为本发明的弧型壳结构的正视图；

[0030] 图9为本发明的弧型壳结构的俯视图；

[0031] 图10为本发明的弧型壳结构的侧视图。

具体实施方式

[0032] 下面结合附图详细说明本发明的具体实施方式，其作为本说明书的一部分，通过实施例来说明本发明的原理，本发明的其他方面、特征及其优点通过该详细说明将会变得一目了然。在所参照的附图中，不同的图中相同或相似的部件使用相同的附图标号来表示。

[0033] 本发明主要针对现有技术对于软岩巷道底板支护方法的单一，现有手段防治效果不明显，提出一种新的防治方法。如图1至图10所示，本发明的软岩巷道底臌让压弧型壳治理方法包括以下步骤：

[0034] 步骤一：随着巷道掘进，巷道顶板和两帮正常安装锚杆11和锚索12，锚杆11采用高强度锚杆，锚索12采用 的锚索，顶板铺设金属网(参照步骤S1)，再对巷道顶板和两帮进行喷浆封闭，构成钢筋混凝土封固层10；

[0035] 步骤二：巷道的底板13施工，按设计尺寸刷大底板弧型断面尺寸(参照步骤S2)，留出让压空间；

[0036] 步骤三：在井下按照比例混合柔性填充材料30，用混合好的柔性填充材料30，对留出的让压空间进行填充浇筑(参照步骤S3)，浇筑完成后铺设金属网，进行封闭；

[0037] 步骤四：运输弧型壳结构20，在柔性填充材料凝固后，安装让压弧型壳结构(参照步骤S4)，并嵌入到弧型让压空间中，并混合柔性填充材料，浇筑中空的弧型壳结构，等待凝固。

[0038] 步骤五：在安装好的弧型壳结构20上按照设计方案打短细密锚杆40(参照步骤S5)，使弧型壳结构能够和浅部围岩形成稳定的结构；

[0039] 步骤六，在安装好的弧型壳结构20上打长锚索50(参照步骤S6)，使弧型壳结构与底板深部围岩形成稳定的结构。

[0040] 在步骤三中，柔性填充材料采用在井下混合的方法，配比为水泥：水玻璃：粉煤灰＝1:0.2:0.3。

[0041] 在步骤四中，采用井上加工弧型壳结构，半成品运输到井下，井下安装，井下施工的方法，减少工人工作量，弧型壳的结构尺寸可根据实际情况自己加工定制，单元结构应小于3000mm，可以放进罐笼进行运输。

[0042] 在步骤五中，短细密锚杆40的直径为14mm，长度为1500mm，锚杆与弧形面垂直，使弧型壳结构20能够和浅部围岩形成稳定的结构，柔性填充材料可以吸收浅部围岩释放的能力。

[0043] 在步骤六中，安装6000mm长锚索50，使弧型壳结构20与底板深部围岩形成稳定的结构，能够保持底板断面尺寸，不影响矿井生产运输工作。

[0044] 本发明的软岩巷道底臌让压弧型壳治理方法采用设计施工底板合理让压空间尺寸，采用柔性材料填充，起到让压的作用；弧型壳结构采用井上加工，井下安装，节省时间；采用柔性填充材料30对安装好的弧型壳结构20进行浇筑；在弧型壳结构20上安装短细密锚杆40和长锚索50，与底板围岩形成稳定的结构。本发明的方法给软岩巷道底板一个让压的空间，让软岩巷道底板可以产生一定程度的变形，变形一段时间后，部分压力释放，部分能量被吸收；确定好断面尺寸，刷大底板断面尺寸，留出让压空间，选用柔性材料，填充让压空间，封闭此空间，安装让压弧型壳结构，来吸收底板围岩释放的部分能量；在弧型壳结构20上打短细密锚杆40，与弧型壳结构和浅部围岩形成稳定的结构，并在弧型壳结构20上打长锚索50，使弧型壳结构与底板深部围岩形成稳定的结构。把让压支护和弧型壳结构应用于底板，来改善底板浅部围岩控制效果，充分利用围岩特性，提高支护效率，改善软岩巷道底板支护的效果，具有可操作性强，能够改善巷道底板浅部围岩，进一步提高巷道使用年限，能够减少巷道返修工作量，提高煤矿施工安全性。

[0045] 以上所述是本发明的优选实施方式而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和变动，这些改进和变动也视为本发明的保护范围。