專利名稱：深井巷道控制圍巖最小變形時空耦合主動支護(hù)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種深井巷道的支護(hù)方法，更具體地說是一種深井巷道控制圍巖最小變形的時空耦合主動支護(hù)方法，特別適用于巷道圍巖持續(xù)大變形、強(qiáng)底臌的深井巷道。
背景技術(shù)：
有效控制巷道圍巖變形，保證巷道安全通暢，是礦井安全生產(chǎn)的首要條件。目前我國大部分礦山都相繼進(jìn)入了深部開采。在進(jìn)入深部開采后，地應(yīng)力高、采動影響劇烈、圍巖結(jié)構(gòu)松軟、斷裂構(gòu)造發(fā)育。以巷道掘出后允許圍巖發(fā)生一定變形為核心理念的新奧法等圍巖控制方法在淺部礦井巷道得到了普遍應(yīng)用并取得了成功。但這類方法在深井巷道中應(yīng)用時，圍巖產(chǎn)生一定變形后破壞持續(xù)擴(kuò)展，無法得到控制，致使圍巖變形破壞范圍不斷擴(kuò)大， 最終導(dǎo)致巷道圍巖失穩(wěn)。這正是淺部圍巖控制方法用于深部巷道時圍巖穩(wěn)定性得不到控制的根本所在。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為避免上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足之處，提供一種尤其適用于圍巖持續(xù)大變形、強(qiáng)底臌的深井巷道控制圍巖最小變形時空耦合主動支護(hù)方法，有效控制巷道圍巖變形，使巷道保持長久安全穩(wěn)定。本發(fā)明解決技術(shù)問題采用如下技術(shù)方案本發(fā)明深井巷道控制圍巖最小變形時空耦合主動支護(hù)方法的特點(diǎn)是按如下步驟進(jìn)行a、按巷道斷面的形狀開挖巷道，立即在開挖形成的巷道斷面圍巖表面噴射混凝土形成初噴混凝土層以封閉巷道斷面圍巖；隨即用鋼筋網(wǎng)及高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力錨桿的組合支護(hù)體在巷道斷面圍巖上實(shí)施支護(hù)；b、緊接著在巷道斷面圍巖的頂板中間及兩側(cè)拱肩處分別實(shí)施高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力錨索；再在巷道斷面圍巖的表面復(fù)噴混凝土形成復(fù)噴混凝土層；巷道開挖后20-30天內(nèi)，在巷道頂板及兩幫圍巖上分別施工巷道頂板及兩幫的注漿孔，然后在巷道頂板及兩幫的注漿孔內(nèi)安裝注漿錨桿，再向所述注漿錨桿內(nèi)注入水泥漿，進(jìn)行注漿加固；同時在底板上向下開挖 SOOmm-IOOOmm的厚度，在開挖后的底板巖體表面噴射混凝土層形成止?jié){層；C、在形成止?jié){層的底板巖體上施工底板注漿孔，在底板注漿孔中安裝底板注漿錨管，再向底板注漿錨管注入水泥漿；同時在底板實(shí)施底板高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力錨索，最后用混凝土回填形成巷道底板上的平整的混凝土回填層。本發(fā)明深井巷道控制圍巖最小變形時空耦合主動支護(hù)方法的特點(diǎn)也在于所述止?jié){層的厚度為145-155mm。與已有技術(shù)相比，本發(fā)明有益效果體現(xiàn)在1、本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了巷道圍巖控制原理的轉(zhuǎn)變從淺部的允許圍巖變形到深部控制圍巖最小變形。巷道開挖后立即進(jìn)行高強(qiáng)度錨桿及噴網(wǎng)支護(hù)、巷道頂板及兩拱肩錨索及時支護(hù)、適時圍巖和底板注漿加固支護(hù)，有效控制圍巖的最小變形，突出支護(hù)在時間及空間上的耦合，最大限度抑制變形破壞的演化。2、本發(fā)明突出各支護(hù)在時間及空間上的耦合、強(qiáng)調(diào)錨桿、錨索和注漿加固不同強(qiáng)度支護(hù)，充分提高了巷道圍巖自身強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)巷道支護(hù)在時間及空間上的最佳耦合主動支護(hù)。3、本發(fā)明控制效果好，解決了深部巷道變形特別嚴(yán)重、底臌強(qiáng)烈、維護(hù)十分困難的問題。4、本發(fā)明避免了巷道的返修工作，降低了巷道支護(hù)成本。


圖1是本發(fā)明支護(hù)結(jié)構(gòu)示意圖；圖中標(biāo)號1巷道斷面；2初噴混凝土層；3鋼筋網(wǎng)；4錨桿；5錨索；6復(fù)噴混凝土層；7巷道頂板及兩幫的注漿孔；8底板水平面；9止?jié){層；10底板注漿孔；11回填混凝土層；12底板錨索。
具體實(shí)施例方式本實(shí)施例中的深井巷道控制圍巖最小變形的時空耦合主動支護(hù)方法是按如下步驟進(jìn)行a、按巷道斷面1的形狀開挖巷道，在開挖后2個小時內(nèi)在開挖形成的巷道斷面圍巖表面噴射混凝土形成初噴混凝土層2以封閉巷道斷面圍巖；隨即用鋼筋網(wǎng)3及直徑 25mm、預(yù)應(yīng)力160-220KN的高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力錨桿4的組合支護(hù)體在巷道斷面圍巖上實(shí)施支護(hù)，及時控制圍巖最小變形。b,24小時內(nèi)在巷道斷面圍巖的頂板中間及兩側(cè)拱肩處分別實(shí)施直徑22mm、預(yù)應(yīng)力320-420KN的高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力錨索5，抑制破壞擴(kuò)展；再在巷道斷面圍巖的表面復(fù)噴混凝土形成復(fù)噴混凝土層6，實(shí)現(xiàn)支護(hù)位置的針對性。C、巷道開挖后20-30天內(nèi)，在巷道頂板及兩幫圍巖上分別施工巷道頂板及兩幫的注漿孔7，然后在巷道頂板及兩幫的注漿孔7內(nèi)安裝注漿錨桿，再向注漿錨桿內(nèi)注入水泥漿，進(jìn)行注漿加固，實(shí)現(xiàn)加固的及時性；達(dá)到支護(hù)時間及空間位置的最佳耦合，維持圍巖穩(wěn)定性；同時在底板上向下開挖SOOmm-IOOOmm的厚度，在開挖后的底板巖體表面噴射150mm 厚的混凝土層形成止?jié){層9，止?jié){層9的厚度可以為145-155mm。d、在形成止?jié){層9的底板水平面8上，向底板巖體上施工底板注漿孔10，在底板注漿孔10中安裝底板注漿錨管，再向底板注漿錨管注入水泥漿并，錨管端部車絲，注漿完畢時用托盤上緊；同時在底板實(shí)施直徑22mm、預(yù)應(yīng)力320-420KN的高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力底板錨索12，最后用混凝土回填形成巷道底板上的平整的混凝土回填層11，回填混凝土強(qiáng)度為C40。
權(quán)利要求
1.深井巷道控制圍巖最小變形時空耦合主動支護(hù)方法，其特征是按如下步驟進(jìn)行a、按巷道斷面(1)的形狀開挖巷道，立即在開挖形成的巷道斷面圍巖表面噴射混凝土形成初噴混凝土層O)以封閉巷道斷面圍巖；隨即用鋼筋網(wǎng)( 及高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力錨桿的組合支護(hù)體在巷道斷面圍巖上實(shí)施支護(hù)；b、緊接著在巷道斷面圍巖的頂板中間及兩側(cè)拱肩處分別實(shí)施高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力錨索(5)；再在巷道斷面圍巖的表面復(fù)噴混凝土形成復(fù)噴混凝土層(6)；巷道開挖后20-30天內(nèi)，在巷道頂板及兩幫圍巖上分別施工巷道頂板及兩幫的注漿孔(7)，然后在巷道頂板及兩幫的注漿孔(7)內(nèi)安裝注漿錨桿，再向所述注漿錨桿內(nèi)注入水泥漿，進(jìn)行注漿加固；同時在底板上向下開挖SOOmm-IOOOmm的厚度，在開挖后的底板巖體表面噴射混凝土層形成止?jié){層(9)；c、在形成止?jié){層(9)的底板巖體上施工底板注漿孔(10)，在底板注漿孔(10)中安裝底板注漿錨管，再向底板注漿錨管注入水泥漿；同時在底板實(shí)施底板高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力錨索(12)， 最后用混凝土回填形成巷道底板上的平整的混凝土回填層(11)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的深井巷道控制圍巖最小變形時空耦合主動支護(hù)方法，其特征是所述止?jié){層(9)的厚度為145-155mm。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種深井巷道控制圍巖最小變形的時空耦合主動支護(hù)方法，其特征是首先按巷道斷面的形狀開挖巷道；立即采用鋼筋網(wǎng)及高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力錨桿支護(hù)巷道圍巖，及時限制圍巖變形；緊接著在巷道頂板中間及兩拱肩實(shí)施高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力錨索加強(qiáng)支護(hù)，抑制破壞擴(kuò)展；待巷道掘出后20-30天內(nèi)，在巷道頂板和兩幫及底板圍巖安裝注漿錨管，向巷道圍巖注入水泥漿，進(jìn)行注漿強(qiáng)化加固，維持圍巖穩(wěn)定性；最后用混凝土回填平巷道底板。本發(fā)明方法在不同時間和巷道不同部位上強(qiáng)調(diào)不同強(qiáng)度支護(hù)，實(shí)現(xiàn)巷道支護(hù)在時間及空間上的最佳耦合主動支護(hù)，從而把巷道圍巖變形控制在最小范圍內(nèi)，避免了巷道的返修工作，實(shí)現(xiàn)了巷道長久安全穩(wěn)定。
文檔編號E21D11/10GK102337903SQ20111024672
公開日2012年2月1日 申請日期2011年8月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月25日
發(fā)明者謝廣祥 申請人:安徽理工大學(xué)