本發(fā)明涉及一種采動(dòng)巷道圍巖變形的雙層錨網(wǎng)索支護(hù)結(jié)構(gòu)及其方法，屬于煤礦巷道支護(hù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

煤炭開(kāi)采引起的強(qiáng)烈擾動(dòng)是水電硐室、地鐵隧道等其他地下工程所不能比擬的，強(qiáng)烈的開(kāi)采擾動(dòng)引起巷道劇烈變形乃至整體垮冒。隨著煤炭開(kāi)采條件的日益復(fù)雜，采動(dòng)巷道的安全控制已成為不能回避的技術(shù)難題，其比重將會(huì)進(jìn)一步增大。

目前，控制采動(dòng)巷道圍巖變形的方法主要有：金屬支架支護(hù)、圍巖注漿加固、錨網(wǎng)索支護(hù)及聯(lián)合支護(hù)等，以上支護(hù)方法均得到了一定的應(yīng)用。但大量的工程實(shí)踐表明，金屬支架支護(hù)屬于被動(dòng)支護(hù)形式，支架初期的支護(hù)強(qiáng)度較低，控制巷道變形的效果差；圍巖注漿加固目前僅限于加固淺部破碎圍巖，深部破碎圍巖無(wú)法得到有效加固；錨網(wǎng)索支護(hù)支護(hù)強(qiáng)度偏低，錨網(wǎng)索支護(hù)支護(hù)強(qiáng)度偏低，在動(dòng)壓作用下支護(hù)效果不理想；而聯(lián)合支護(hù)工序復(fù)雜且成本較高，應(yīng)用受到很大的限制。在強(qiáng)烈的采動(dòng)影響下，巷道圍巖應(yīng)力急劇增加，松動(dòng)破碎的范圍顯著增大，巷道在服務(wù)期間屢修屢壞，嚴(yán)重影響了煤炭資源的安全高效開(kāi)采。因此，采動(dòng)巷道圍巖的安全控制已成為制約我國(guó)煤炭高效開(kāi)采的重要因素之一。目前，急需尋找一種控制采動(dòng)巷道圍巖變形的合理有效的支護(hù)結(jié)構(gòu)，既能控制采動(dòng)巷道的劇烈變形，又能保證支護(hù)結(jié)構(gòu)在巷道服務(wù)期間的持續(xù)有效。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有采動(dòng)巷道圍巖控制技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種控制采動(dòng)巷道圍巖變形的雙層錨網(wǎng)索支護(hù)結(jié)構(gòu)及其施工方法，該支護(hù)結(jié)構(gòu)可大幅度提高巷道圍巖的整體性和完整性，有效控制巷道圍巖變形，使巷道圍巖較長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)保持穩(wěn)定，施工簡(jiǎn)單方便，具有廣泛的實(shí)用性。

為達(dá)到上述目的本發(fā)明采用以下技術(shù)方案： 一種控制采動(dòng)巷道圍巖變形的雙層錨網(wǎng)索支護(hù)結(jié)構(gòu)，在一次錨網(wǎng)支護(hù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行二次錨網(wǎng)支護(hù)，二次支護(hù)錨桿與一次支護(hù)錨桿間隔布置，錨桿間排距為700~900mm，二次支護(hù)錨桿規(guī)格同一次支護(hù)錨桿，二次支護(hù)錨桿之間布置中空注漿錨索，中空注漿錨索間距為1000~1500mm，排距為700~1800mm。

所述的中空注漿錨索長(zhǎng)6000~8000mm，直徑22mm，其中心設(shè)置直徑10mm的注漿芯管。

所述的中空注漿錨索鎖緊機(jī)構(gòu)為螺紋鎖緊，即在鋼絞線上設(shè)置擠壓套，在擠壓套外置螺紋，通過(guò)與之匹配的螺母進(jìn)行預(yù)緊。

所述的一次支護(hù)錨桿和二次支護(hù)錨桿為直徑18~22mm，長(zhǎng)2000~3000mm的左旋無(wú)縱筋螺紋鋼錨桿。

進(jìn)一步的，作為一種具體的結(jié)構(gòu)形式，本發(fā)明所述的一次支護(hù)錨桿為長(zhǎng)2000~3000mm的左旋無(wú)縱筋螺紋鋼錨桿，直徑18~22mm；二次支護(hù)錨桿也為2000~3000mm的左旋無(wú)縱筋螺紋鋼錨桿，直徑18~22mm，但要求二次支護(hù)錨桿長(zhǎng)度略大于一次支護(hù)錨桿。所述的中空注漿錨索桿體極限破斷力不小于400kN，錨固力不小于280kN。其鎖緊方式為螺紋鎖緊，鎖緊機(jī)構(gòu)工作可靠。中空注漿錨索的注漿材料為水泥漿液，水灰比為1:1，加入質(zhì)量為水泥重量7%-9%的注漿添加劑，水泥采用425#或525#水泥，水灰比根據(jù)具體工程情況確定，要求水泥漿中加入適量的注漿添加劑以改善漿液的流動(dòng)性能。

一種控制采動(dòng)巷道圍巖變形的雙層錨網(wǎng)索支護(hù)結(jié)構(gòu)的實(shí)施方法，包括步驟：

（1）將巷道斷面進(jìn)行一次支護(hù)采用錨網(wǎng)支護(hù)，一次支護(hù)錨桿錨桿間排距為700~900mm，金屬網(wǎng)采用Φ6mm冷拔電弧焊鋼筋網(wǎng)；

（2）錨網(wǎng)支護(hù)結(jié)束后噴射混凝土支護(hù)，噴層厚度30~50mm，每斷面布置5~8個(gè)注漿孔，鉆孔深度2~3m，采用注漿錨桿或中空鋼管進(jìn)行淺孔注漿，注漿壓力1~2MPa；

（3）在一次錨網(wǎng)支護(hù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行二次錨網(wǎng)支護(hù)，二次支護(hù)錨桿與一次支護(hù)錨桿間隔布置，規(guī)格同一次支護(hù)錨桿，其長(zhǎng)度大于一次支護(hù)錨桿，錨桿間排距為700~900mm，同時(shí)布置中空注漿錨索，中空注漿錨索長(zhǎng)度6000~8000mm，直徑22mm，錨索間距為1000~1500mm，排距為700~1800mm，鎖緊機(jī)構(gòu)為螺紋鎖緊，即在鋼絞線上設(shè)置擠壓套，在擠壓套外置螺紋，通過(guò)與之匹配的螺母進(jìn)行預(yù)緊，中空注漿錨索中心為直徑10mm的注漿芯管；

（4）二次錨網(wǎng)施工結(jié)束后進(jìn)行二次噴漿，噴層厚度30~50mm，然后對(duì)中空注漿錨索進(jìn)行注漿，一般滯后迎頭50m或者錨索安裝1個(gè)月后即可注漿，實(shí)現(xiàn)錨索全長(zhǎng)錨固，注漿壓力5~7 MPa。

所述的金屬網(wǎng)網(wǎng)孔規(guī)格100mm×100 mm。

所述的步驟中所述的注漿的漿液采用水泥漿，水灰質(zhì)量比1:1。

所述的步驟中所述的注漿的漿液水灰質(zhì)量比為1:1，并加入質(zhì)量為水泥質(zhì)量量8%的ACZ-1注漿添加劑。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：與普通錨網(wǎng)支護(hù)相比，雙層錨網(wǎng)支護(hù)大幅度提高了巷道的支護(hù)強(qiáng)度，結(jié)合淺孔注漿可對(duì)強(qiáng)采動(dòng)影響下形成的淺層破碎圍巖進(jìn)行有效的加固，避免巷道出現(xiàn)過(guò)大的松動(dòng)擴(kuò)容變形。另外，將錨索的支護(hù)作用與注漿加固的作用結(jié)合起來(lái)，共同作用于巷道圍巖，通過(guò)中空注漿錨索壓注水泥漿液，不僅從根本上保證錨索錨固可靠，而且漿液能滲透到鉆孔周?chē)^大范圍的圍巖中，對(duì)深部松動(dòng)破碎的圍巖產(chǎn)生粘結(jié)固化作用，顯著提高圍巖的承載能力，從而大大改善巷道支護(hù)效果，能較好的解決采動(dòng)巷道圍巖變形量大、維護(hù)困難的問(wèn)題，可以減少巷道返修次數(shù)，有效降低巷道支護(hù)成本。

附圖說(shuō)明：

圖1是本發(fā)明的雙層錨網(wǎng)索支護(hù)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是圖1的俯視平面示意圖；

圖中：1－巷道斷面；2－錨桿；3－中空注漿錨索；4－金屬網(wǎng)。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)例作進(jìn)一步的描述：

一種控制采動(dòng)巷道圍巖變形的雙層錨網(wǎng)索支護(hù)結(jié)構(gòu)，在一次錨網(wǎng)支護(hù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行二次錨網(wǎng)支護(hù)，二次支護(hù)錨桿2-2與一次支護(hù)錨桿2-1間隔布置，錨桿間排距為700~900mm，二次支護(hù)錨桿2-2規(guī)格同一次支護(hù)錨桿2-1，二次支護(hù)錨桿2-2之間布置中空注漿錨索3，中空注漿錨索3間距為1000~1500mm，排距為700~1800mm。所述的中空注漿錨索3長(zhǎng)6000~8000mm，直徑22mm，其中心設(shè)置直徑10mm的注漿芯管。所述的中空注漿錨索3鎖緊機(jī)構(gòu)為螺紋鎖緊，即在鋼絞線上設(shè)置擠壓套，在擠壓套外置螺紋，通過(guò)與之匹配的螺母進(jìn)行預(yù)緊。所述的一次支護(hù)錨桿2-1和二次支護(hù)錨桿2-2為直徑18~22mm，長(zhǎng)2000~3000mm的左旋無(wú)縱筋螺紋鋼錨桿。

一種控制采動(dòng)巷道圍巖變形的雙層錨網(wǎng)索支護(hù)結(jié)構(gòu)的具體實(shí)施方法，包括步驟：

（1）將巷道擴(kuò)刷至圖1所示斷面1，一次支護(hù)采用錨網(wǎng)支護(hù)，一次支護(hù)錨桿2-1為直徑18~22mm長(zhǎng)2000~3000mm的左旋無(wú)縱筋螺紋鋼錨桿，錨桿間排距為700~900mm，具體參數(shù)結(jié)合地質(zhì)條件及施工條件綜合確定。金屬網(wǎng)4采用Φ6mm冷拔電弧焊鋼筋網(wǎng)，網(wǎng)孔規(guī)格100mm×100 mm；

（2）錨網(wǎng)支護(hù)結(jié)束后噴射混凝土支護(hù)，噴層厚度30~50mm。每斷面布置5~8個(gè)注漿孔，鉆孔深度2~3m，采用注漿錨桿或中空鋼管進(jìn)行淺孔注漿，漿液采用水泥漿，水灰比1:1，注漿壓力1~2MPa；

（3）在一次錨網(wǎng)支護(hù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行二次錨網(wǎng)支護(hù)，二次支護(hù)錨桿2-2與一次支護(hù)錨桿2-1間隔布置，規(guī)格同一次支護(hù)錨桿2-1，但要求其長(zhǎng)度略大于一次支護(hù)錨桿2-1，錨桿間排距為700~900mm。同時(shí)布置中空注漿錨索3，中空注漿錨索長(zhǎng)度6000~8000mm，直徑22mm，錨索間距為1000~1500mm，排距為700~1800mm。鎖緊機(jī)構(gòu)為螺紋鎖緊，即在鋼絞線上設(shè)置擠壓套，在擠壓套外置螺紋，通過(guò)與之匹配的螺母進(jìn)行預(yù)緊。中空注漿錨索中心為直徑10mm的注漿芯管，采用高壓注漿泵通過(guò)注漿連接器對(duì)其進(jìn)行注漿；

（4）二次錨網(wǎng)施工結(jié)束后進(jìn)行二次噴漿，噴層厚度30~50mm。然后對(duì)中空注漿錨索進(jìn)行注漿，一般滯后迎頭50m或者錨索安裝1個(gè)月后即可注漿，實(shí)現(xiàn)錨索全長(zhǎng)錨固。水灰比為1：1，加入水泥量8%的ACZ-I注漿添加劑，注漿壓力5~7 MPa，水泥采用425#或525#水泥，水灰比根據(jù)具體工程情況確定，要求水泥漿中加入適量的注漿添加劑以改善漿液的流動(dòng)性能。