一種新型軟巖巷道底臌治理結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種新型軟巖巷道底臌治理結(jié)構(gòu)，在巷道底板上挖設(shè)有弧形坑槽，在弧形坑槽的底部挖設(shè)有一條卸壓槽，卸壓槽沿巷道軸向方向伸展；在卸壓槽的槽口處封堵有蓋板；所述弧形坑槽上鋪設(shè)反底拱，反底拱是由石材砌塊相互擠壓而成的；反底拱通過高強(qiáng)度底角錨桿固定在巷道底板圍巖上，在反底拱上方鋪設(shè)有碎矸石，碎矸石上方為地坪。本實用新型利用巷道底板開槽卸壓和砌塊反底拱的聯(lián)合支護(hù)對底板進(jìn)行有控讓壓，改變底板圍巖的應(yīng)力狀態(tài)，使底板巖層處于應(yīng)力降低區(qū)，控制了軟巖巷道底臌的問題，避免了巷道的返修工作，支護(hù)成本低、無污染，應(yīng)用前景廣闊。
【專利說明】一種新型軟巖巷道底臌治理結(jié)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于巷道支護(hù)【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種新型軟巖巷道底臌治理結(jié)構(gòu)，適用于對煤礦井下高地應(yīng)力軟巖巷道底臌問題的治理。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著礦井開采深度的不斷加大，受高地應(yīng)力的影響，軟巖問題愈趨嚴(yán)重，底臌現(xiàn)象已成為軟巖巷道圍巖變形和破壞的主要特征與形式之一。底臌導(dǎo)致巷道斷面縮小，阻礙運輸和人員行走，妨礙通風(fēng)，許多礦井不得不投入大量人力、物力，底臌嚴(yán)重的礦井，甚至?xí)斐烧麄€巷道報廢，嚴(yán)重影響了礦井的安全和生產(chǎn)。
[0003]近年來，國內(nèi)外許多專家學(xué)者對煤礦巷道底臌機(jī)理和控制技術(shù)作了大量的研究工作，取得了一大批重要的研究成果，提出了許多底臌控制實用技術(shù)。但由于軟巖具有獨特的性質(zhì)，加之開采深度的不斷增加或受到采動影響，底臌現(xiàn)象表現(xiàn)得十分突出。巷道圍巖性質(zhì)、應(yīng)力環(huán)境及地質(zhì)環(huán)境的極其復(fù)雜性，導(dǎo)致對軟巖巷道底臌的一些原因認(rèn)識不清，因而在采取防治措施時存在較大的盲目性。
[0004]目前控制巷道底臌的方法主要有底板注漿、底板錨桿、封閉式支架、砌碹及混凝土反底拱等。其中，①底板注漿，主要用來加固底板破碎巖層，漿液主要有水泥漿、聚胺脂、高水材料等漿液滲透到巖層裂隙間，增加了破碎巖石之間的粘聚力，在底板中形成一個強(qiáng)度比破碎巖層大的反底拱，從而在一定程度上阻止了下部巖層向上臌起；②底板錨桿，主要有兩個作用，一是把淺部不穩(wěn)定的巖層與下面穩(wěn)定巖層聯(lián)結(jié)在一起，二是通過底板錨桿在巷道底板形成組合巖梁，抑制下部巖層因擴(kuò)容引起的裂隙張開及新裂隙的產(chǎn)生，同時，也可限制下部巖層向上臌起；③封閉式支架，通過封閉式支架的底梁給底板巖層施加的反力提高了支架的整體支護(hù)阻力，也增加了支架控制底臌的支護(hù)阻力，改變底板巖層附近的應(yīng)力狀況，從而在一定程度上抑制底板巖層擴(kuò)容、彎曲及膨脹變形的產(chǎn)生；④混凝土反底拱，這種方法適宜永久性巷道，反底拱具有較高而均勻一致作用于底板上的支護(hù)阻力。
[0005]列舉到的上述方法雖然可以起到一定的抑制底臌的作用，但在有強(qiáng)烈底臌趨勢的巷道中不僅材料消耗大、支護(hù)費用高，而且并不能真正起到控制底臌的作用。另外，上述方法還具有如下缺點:(I)底板注漿的使用條件是，底板巖層最終破壞深度以上的巖層呈松散狀，它一般在經(jīng)過一次臥底后才能起到減小底臌量的作用，在極其松散、破碎的巖層中，注漿不一定有效；(2)封閉式支架只有在其可縮量大于軟巖巷道底臌量的條件下才能保證有效，否則，當(dāng)?shù)纂砍^支架可縮量后，支架底梁有可能向巷道空間內(nèi)鼓起，失去對底板的控制作用，同時給臥底工作帶來極大的困難；(3)在很多情況下，底板錨桿由于松軟底板巖層中錨固基礎(chǔ)差而錨固力不足或延伸量與底臌量不匹配而失效；(4)混凝土反底拱不僅施工時間長，而且成本高，當(dāng)巷道底板再次發(fā)生底臌時，很難再進(jìn)行再次起底處理，巷道內(nèi)的運輸中斷，需要將混凝土反底拱完全破壞掉。
[0006]卸壓法主要通過切縫等一些方法進(jìn)行卸壓，使底板巖體處于應(yīng)力降低區(qū)，從而保持底板的穩(wěn)定。但這種方法最好使用在強(qiáng)度較低、底臌較嚴(yán)重的巖層中，因為在強(qiáng)度較高的巖層中，使用這些措施會帶來極高的費用。
實用新型內(nèi)容
[0007]針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述技術(shù)問題，本實用新型提出了一種新型軟巖巷道底臌治理結(jié)構(gòu)，采用巷道底板開槽卸壓和砌塊反底拱的聯(lián)合支護(hù)進(jìn)行有控讓壓，改變軟巖巷道底板的圍巖應(yīng)力狀態(tài)，使底板巖層處于應(yīng)力降低區(qū)，以達(dá)到治理軟巖巷道底臌的目的。
[0008]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用如下技術(shù)方案:
[0009]一種新型軟巖巷道底臌治理結(jié)構(gòu)，在巷道底板上挖設(shè)有弧形坑槽，所述弧形坑槽的底部挖設(shè)有一條卸壓槽，卸壓槽沿巷道軸向方向伸展；在卸壓槽的槽口處封堵有蓋板；所述弧形坑槽上鋪設(shè)反底拱，反底拱是由石材砌塊相互擠壓而成的；反底拱通過高強(qiáng)度底角錨桿固定在巷道底板圍巖上，在反底拱上方鋪設(shè)有碎矸石，碎矸石上方為地坪。
[0010]進(jìn)一步，上述蓋板是由鐵板材料制成的。
[0011]進(jìn)一步，上述地坪是由混凝土澆筑形成的。
[0012]本實用新型的優(yōu)點是:
[0013]本實用新型采用在巷道底板開槽卸壓和打設(shè)高強(qiáng)度底角錨桿加固砌塊反底拱的聯(lián)合支護(hù)，可以有效地控制軟巖巷道底臌；卸壓槽預(yù)留的空間起到了讓壓卸荷和緩沖的作用，釋放淺部圍巖應(yīng)力，將最大應(yīng)力向圍巖深部轉(zhuǎn)移，此種應(yīng)力轉(zhuǎn)移不僅控制了巷道淺部圍巖的變形和破壞，而且使得圍巖的承載范圍顯著增加，充分利用了深部圍巖的承載能力；同時，當(dāng)?shù)装鍘r層受到擠壓出現(xiàn)底臌現(xiàn)象時，高強(qiáng)度底角錨桿可以提高巷道底角抵抗剪切滑移破壞的強(qiáng)度，使應(yīng)力集中區(qū)向巷道深部轉(zhuǎn)移，從而降低了巷道圍巖應(yīng)力對底板的影響，減少巷道變形；用抗壓強(qiáng)度大和微觀結(jié)構(gòu)較好的石材砌塊形成的反底拱可以提高其承載能力和抗壓強(qiáng)度，從而大大降低成本。本實用新型尤其適用于高地應(yīng)力條件下煤礦軟巖巷道底臌的治理。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本實用新型中新型軟巖巷道底臌治理結(jié)構(gòu)的示意圖；
[0015]其中，1-卸壓槽，2-蓋板，3-石材砌塊，4-反底拱，5-高強(qiáng)度底角錨桿，6_碎矸石，7-地坪，8-巷道，9-弧形坑槽。
【具體實施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖以及【具體實施方式】對本實用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明:
[0017]結(jié)合圖1所示，一種新型軟巖巷道底臌治理結(jié)構(gòu)，包括巷道8，在巷道底板上挖設(shè)有弧形坑槽9，弧形坑槽9的長度方向與巷道8的軸向方向一致。在弧形坑槽9的底部向下挖設(shè)有一條卸壓槽1，卸壓槽I沿弧形坑槽9的長度方向伸展，在卸壓槽I的槽口處封堵有蓋板2，優(yōu)選地，蓋板2采用鐵板材料制成?；⌒慰硬?上鋪設(shè)反底拱4，反底拱4由石材砌塊3擠壓而成，石材砌塊3為具有高抗壓強(qiáng)度和較好微觀結(jié)構(gòu)的石材砌塊。反底拱4通過高強(qiáng)度底腳錨桿5固定在巷道底板圍巖上，高強(qiáng)度底角錨桿5要施加一定強(qiáng)度的預(yù)應(yīng)力。在反底拱4上方鋪設(shè)有碎矸石6，蓋板2能夠阻止碎矸石6進(jìn)入卸壓槽I。碎矸石6上方為地坪7，地坪7是由混凝土澆筑形成的。[0018]軟巖巷道底臌治理結(jié)構(gòu)的形成過程大致如下:
[0019]A、在巷道底板上挖出一條弧形坑槽9 ;
[0020]B、在弧形坑槽9底部中央沿著巷道軸向方向挖出一條卸壓槽I，并用蓋板2將卸壓槽I的槽口蓋?。?br> [0021]C、在弧形坑槽9上鋪放采用抗壓強(qiáng)度大和微觀結(jié)構(gòu)較好的石材砌塊鋪設(shè)反底拱4 ；
[0022]D、在反底拱4上施工高強(qiáng)度底角錨桿5將反底拱固定在底板圍巖上；
[0023]E、在反底拱4上方鋪設(shè)碎矸石6 ；
[0024]F、在碎矸石6上澆筑一層混凝土地坪。
[0025]需要說明的是，步驟A中弧形坑槽9與步驟B中卸壓槽I幾乎是同時進(jìn)行挖掘的。本實用新型利用巷道底板開槽卸壓和錨桿加固砌塊反底拱的聯(lián)合支護(hù)對底板進(jìn)行有控讓壓，改變底板圍巖的應(yīng)力狀態(tài)，使底板巖層處于應(yīng)力降低區(qū)，控制了軟巖巷道底臌的問題，避免了巷道的返修工作，支護(hù)成本低、無污染，應(yīng)用前景廣闊。
[0026]當(dāng)然，以上說明僅僅為本實用新型的較佳實施例，本實用新型并不限于列舉上述實施例，應(yīng)當(dāng)說明的是，任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本說明書的教導(dǎo)下，所做出的所有等同替代、明顯變形形式，均落在本說明書的實質(zhì)范圍之內(nèi)，理應(yīng)受到本實用新型的保護(hù)。
【權(quán)利要求】
1.一種新型軟巖巷道底臌治理結(jié)構(gòu)，在巷道底板上挖設(shè)有弧形坑槽，其特征在于，所述弧形坑槽的底部挖設(shè)有一條卸壓槽，卸壓槽沿巷道軸向方向伸展；在卸壓槽的槽口處封堵有蓋板；所述弧形坑槽上鋪設(shè)砌塊反底拱，反底拱是由石材砌塊相互擠壓而成的；反底拱通過高強(qiáng)度底角錨桿固定在巷道底板圍巖上，在反底拱上方鋪設(shè)有碎矸石，碎矸石上方為地坪。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型軟巖巷道底臌治理結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述蓋板是由鐵板材料制成的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型軟巖巷道底臌治理結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述地坪是由混凝土燒筑形成的。
【文檔編號】E21D11/00GK203756206SQ201420122074
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年3月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月19日
【發(fā)明者】劉進(jìn)曉, 景繼東, 吳磊 申請人:山東科技大學(xué), 新汶礦業(yè)集團(tuán)(伊犁)能源開發(fā)有限責(zé)任公司