一种巷道锚杆注浆判定及分段实施方法转让专利
申请号 : CN202011182387.9
文献号 : CN112412507B
文献日 : 2021-11-23
发明人 : 王连国 , 丁可 , 李兆霖 , 王凯 , 范浩 , 任博
申请人 : 中国矿业大学
摘要 :
权利要求 :
1.一种巷道锚杆注浆判定及分段实施方法,其特征在于,它包括以下步骤:步骤一:将常规普通锚杆支护后巷道围岩指定范围由内到外依次划分为若干段,每段长0.3m,在一段巷道范围内顶板及两帮分别选取易于失稳关键部位进行钻孔,钻孔穿过巷道围岩指定范围;所述的巷道围岩指定范围的理论计算公式如下:L=max{R,L锚}+1 式1式中:R为塑性区半径;r为巷道半径;p为原岩应力;pi为支护阻力;为围岩内摩擦角;C为围岩的黏聚力;L锚为巷道普通锚杆锚固深度;
步骤二:钻孔结束,利用钻孔成像仪在巷道顶板及两帮钻孔内进行探测,生成图像;
步骤三:根据所述图像以及裂隙类型,划分为横向闭合裂隙、纵向闭合裂隙、横向张开裂隙、纵向张开裂隙、破碎区5类,分别统计顶板及两帮钻孔范围内的每段巷道围岩不同类型裂隙的实际宽度;
步骤四:基于顶板及两帮钻孔范围内的每段巷道围岩不同类型裂隙的实际宽度,利用权重分析法,分别确定顶板及两帮钻孔范围内的每段巷道围岩裂隙综合宽度,建立巷道锚杆注浆判定指标,划分锚杆注浆判定等级,对该段巷道顶板或两帮是否需要进行锚杆注浆加固进行判定;所述的每段巷道围岩裂隙综合宽度的计算公式为:式中:Sd为顶板或两帮第dj段巷道围岩内裂隙综合宽度,j=1、2、3、...、n;dji为第dj段钻孔内第i条裂隙的实际宽度;Wk为第i条裂隙的类型所对应的权重,k=1、2、3、4、5,W1~W5分别对应横向闭合裂隙、纵向闭合裂隙、横向张开裂隙、纵向张开裂隙、破碎区5种裂隙,且W1+W2+W3+W4+W5=1;
所述的巷道锚杆注浆判定指标的计算公式为:式中:Sg为顶板或两帮各段巷道围岩裂隙综合宽度的均值;
所述的锚杆注浆判定等级是将每段巷道围岩裂隙综合宽度划分为A(<0.100m)、B(0.100~0.199m)、C(0.200~0.299m)、D(≥0.300m)四个等级,当各段巷道围岩裂隙综合宽度的均值Sg≥0.100m,即巷道顶板或两帮锚杆注浆判定等级不为A时,判定巷道顶板或两帮需要进行锚杆注浆加固;
步骤五:根据巷道锚杆注浆判定结果,在判定结果为需要进行锚杆注浆加固的巷道顶板或两帮进行分段注浆加固,根据巷道围岩分段和该段巷道顶板或两帮注浆锚杆杆体所在围岩分段判定等级,确定该段巷道顶板或两帮注浆锚杆杆体上出浆孔数量和分布,A、B、C、D四个锚杆注浆判定等级分别对应每段巷道围岩内部注浆锚杆杆体上出浆孔数量为0个、2个、4个、6个,由每段巷道围岩内裂隙综合宽度Sd所在锚杆注浆判定区间得到各段巷道围岩内注浆锚杆杆体上出浆孔数量;基于巷道围岩钻孔裂隙分布情况,实现针对性注浆加固;
步骤六:完成一段巷道是否需要锚杆注浆判定及分段锚杆注浆实施后,重复步骤一~五,进行下一段巷道锚杆注浆判定及分段锚杆注浆实施,直至完成整个巷道的锚杆注浆判定及分段锚杆注浆实施。
2.根据权利要求1所述的一种巷道锚杆注浆判定及分段实施方法,其特征在于,步骤二中,所述钻孔成像仪能够输出描述钻孔岩芯或孔壁围岩的立体柱状图或平面展开图,用于钻孔探测数据统计,所述钻孔探测数据包括围岩裂隙倾向、倾角及宽度。
3.根据权利要求1所述的一种巷道锚杆注浆判定及分段实施方法,其特征在于,步骤五中,注浆锚杆杆体上出浆孔为交错布置。
4.根据权利要求1所述的一种巷道锚杆注浆判定及分段实施方法,其特征在于,步骤五中,所述注浆锚杆杆体长度根据每段巷道围岩裂隙综合宽度Sd进行设置,注浆锚杆杆体长度应大于巷道至围岩最外端Sd≥0.100m围岩段的距离。
说明书 :
一种巷道锚杆注浆判定及分段实施方法
技术领域
背景技术
注浆加固技术作为一种传统加固方式,可有效填充围岩裂隙,改善围岩破碎状态,提高峰后
围岩强度,增强围岩自承能力,控制围岩变形破坏,为巷道后期扩巷、加固提供可靠基础。然
而,任何支护体系都有一定的适用范围,注浆加固工序较为复杂,所需设备较多,所需时间
较长,用常规普通锚杆支护使巷道保持稳定的情况下,使用锚杆注浆支护将是不经济、不实
用的,即使在用常规普通锚杆支护不能使巷道保持稳定的不稳定岩层,例如强流变泥岩、裂
隙不发育岩层,锚杆注浆支护也不适用,有可能还会产生不利效果。因此,合理判断巷道是
否需要锚杆注浆支护至关重要,而目前在巷道是否需要锚杆注浆方面,主要依赖于经验,不
利于巷、隧道围岩稳定性的控制和锚杆注浆支护的应用。
注浆效果和对巷道围岩稳定性的控制。巷道锚杆注浆支护在巷道锚杆注浆判定及实施方面
需要进行改进。
发明内容
围岩裂隙填充程度,从而节约支护成本,提高支护效率,提高巷道支护质量和注浆加固效
果。
过巷道围岩指定范围;
范围内的每段巷道围岩不同类型裂隙的实际宽度;
道锚杆注浆判定指标,划分锚杆注浆判定等级,对该段巷道顶板或两帮是否需要进行锚杆
注浆加固进行判定;
所在围岩分段判定等级,确定该段巷道顶板或两帮注浆锚杆杆体上出浆孔数量和分布,基
于巷道围岩钻孔裂隙分布情况,实现针对性注浆加固;
浆判定及分段锚杆注浆实施。
~W5分别对应横向闭合裂隙、纵向闭合裂隙、横向张开裂隙、纵向张开裂隙、破碎区5种裂
隙,且W1+W2+W3+W4+W5=1;
裂隙综合宽度的均值Sg≥0.100m,即巷道顶板或两帮锚杆注浆判定等级不为A时,判定巷道
顶板或两帮需要进行锚杆注浆加固;
岩内部注浆锚杆杆体上出浆孔数量为0个、2个、4个、6个,由每段巷道围岩内裂隙综合宽度
Sd所在锚杆注浆判定区间得到各段巷道围岩内注浆锚杆杆体上出浆孔数量。
及宽度。
使巷道支护方式的选择更具科学性;
浆效果更好。
附图说明
合宽度均值,d21~d25‑左帮第d2段围岩1~5号裂隙的实际宽度,W1‑横向闭合裂隙权重,W2‑
纵向闭合裂隙权重,W3‑横向张开裂隙权重,W4‑纵向张开裂隙权重,W5‑破碎区权重,A~D‑
围岩裂隙综合宽度等级。
具体实施方式
定指标,并根据裂隙分布合理分配注浆浆液,提高围岩裂隙填充程度,提高巷道支护质量和
注浆加固效果。
分别选布置钻孔K1~K3,钻孔穿过巷道围岩指定范围,如图1所示;
范围内的每段巷道围岩不同类型裂隙的实际宽度;
隙综合宽度,其中第d2段综合宽度计算如图3所示,建立巷道锚杆注浆判定指标,划分锚杆
注浆判定等级A~D,对该段巷道左帮是否需要进行锚杆注浆加固进行判定,如图2所示;
道围岩分段和注浆锚杆杆体所在围岩分段判定等级,确定巷道左帮注浆锚杆杆体需至第d5
段围岩范围,注浆锚杆杆体上出浆孔数量和分布如图5所示;
浆判定及分段锚杆注浆实施。
等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。