本發(fā)明涉及煤礦生產(chǎn)領(lǐng)域，特別是一種通過(guò)對(duì)強(qiáng)烈動(dòng)壓影響后破碎圍巖進(jìn)行注漿形成再造承載拱，結(jié)合利用深部破碎區(qū)卸壓吸能而消耗采動(dòng)形成的動(dòng)載荷，進(jìn)一步降低采動(dòng)對(duì)圍巖破碎作用，保證巷道圍巖穩(wěn)定的巷道圍巖控制方法。

背景技術(shù)：

強(qiáng)烈動(dòng)壓影響下的巷道變形嚴(yán)重、圍巖破碎，巷道支護(hù)效果較差，是煤礦安全生產(chǎn)中亟需解決的技術(shù)難題，在復(fù)雜地質(zhì)條件下，該類(lèi)巷道支護(hù)更加困難。在高應(yīng)力、強(qiáng)擾動(dòng)情況下傳統(tǒng)巷道支護(hù)形式也難以滿足該類(lèi)巷道的支護(hù)要求。相關(guān)學(xué)者對(duì)該類(lèi)巷道的支護(hù)技術(shù)進(jìn)行研究，形成了一系列的支護(hù)體系，但仍然存在以下幾點(diǎn)問(wèn)題：①巷道變形大，圍巖破碎，造成錨桿錨固效果差、易脫錨失效；②金屬網(wǎng)易形成“網(wǎng)兜”，甚至被撕裂，完全起不到較好的護(hù)表效果；③傳統(tǒng)的棚式支護(hù)在強(qiáng)烈動(dòng)壓作用下變形嚴(yán)重，甚至被折斷；④注漿工藝中盲目擴(kuò)大注漿半徑，完全固結(jié)了巷道深部破碎的塑性區(qū)圍巖，在強(qiáng)烈動(dòng)荷載作用時(shí)，造成加固區(qū)受到剛性破壞，而沒(méi)有考慮減緩圍巖深部應(yīng)力釋放及讓壓的措施。⑤巷道圍巖破碎、裂隙發(fā)育嚴(yán)重，造成注漿過(guò)程中漏漿嚴(yán)重，注漿效果較差。⑥巷道返修率高，維持時(shí)間短，經(jīng)多次返修造成材料的浪費(fèi)，支護(hù)成本較高。鑒于上述存在的問(wèn)題，發(fā)明出一種在強(qiáng)烈動(dòng)壓作用下，能夠有效控制巷道圍巖穩(wěn)定、確保煤礦安全生產(chǎn)的方法是目前亟需解決的技術(shù)問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述情況，為解決現(xiàn)有技術(shù)之缺陷，本發(fā)明之目的就是提供一種強(qiáng)烈動(dòng)壓影響下巷道圍巖控制方法，通過(guò)錨固區(qū)域的分次注漿加固形成一個(gè)穩(wěn)定的承載拱，同時(shí)，承載拱之外的破碎區(qū)起到卸壓吸能作用而消耗采動(dòng)形成的動(dòng)載荷，可有效解決強(qiáng)烈動(dòng)壓影響下巷道大變形、巷道支護(hù)效率低和支護(hù)成本高的技術(shù)問(wèn)題。

本發(fā)明解決的技術(shù)方案是，包括以下步驟：第一步，噴漿，在施工巷道處對(duì)巷道圍巖表面噴射一層厚度50mm的水泥砂漿，噴射口垂直圍巖表面，順序由墻基角開(kāi)始由下往上，先凹后凸，先墻后拱，依次進(jìn)行噴漿，不要固定在一點(diǎn)處噴漿，保證噴漿層表面平整、均勻，最終在破碎圍巖表面形成一層密封層，在進(jìn)行注漿過(guò)程中有效防止?jié){液在圍巖表面出現(xiàn)泄露；

第二步，淺部注漿，在完成噴漿段巷道處，架設(shè)鉆機(jī)鉆打注漿孔，根據(jù)巷道尺寸布置注漿孔，將封孔器套在注漿管一端150mm處，將注漿管另一端插入注漿孔，將注漿軟管與注漿管連接，再將注漿軟管與注漿泵出漿口連接，啟動(dòng)注漿泵進(jìn)行注漿，注漿過(guò)程中觀測(cè)并記錄注漿壓力、注漿時(shí)間，保證所注第一漿液在淺部注漿區(qū)域擴(kuò)散2~3m，當(dāng)注漿壓力突然發(fā)生變化時(shí)，查明情況并處理，保證第一漿液在巷道圍巖表面及深部圍巖中得到有效擴(kuò)散，起到固結(jié)破碎圍巖的目的；

第三步，刷巷，注漿完成后待第一漿液完全固化并達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，對(duì)變形嚴(yán)重的巷道進(jìn)行刷巷，刷巷過(guò)程中，由巷道頂部—拱部—幫部—底板依次進(jìn)行，首先將表面的水泥砂漿噴清理掉，再將圍巖表面部分破碎的巖塊進(jìn)行處理，由表及里依次進(jìn)行刷巷，達(dá)到巷道設(shè)計(jì)尺寸；

第四步，錨桿施工，在巷道中架設(shè)鉆機(jī)鉆打若干錨桿鉆孔，巷道幫部下位錨桿鉆孔斜向底板的水平傾角為20°，錨桿鉆孔之間間距為0.8m，排距為0.8m，鉆孔完成后，將樹(shù)脂錨固劑推入錨桿鉆孔底部，將錨桿一端插入錨桿鉆孔，螺紋端通過(guò)連接器與鉆機(jī)相連接，啟動(dòng)錨桿鉆機(jī)攪拌樹(shù)脂錨固劑，然后依次安裝托盤(pán)、螺母，并施加預(yù)緊力；

第五步，深部注漿，在一段巷道中錨桿錨固完成后，重新鉆打注漿孔實(shí)施深部注漿，注漿材料為超細(xì)水泥，注漿過(guò)程中控制并記錄注漿壓力與注漿時(shí)間，保證第二次所注第二漿液擴(kuò)散范圍達(dá)到8~10m深度，固結(jié)破碎區(qū)的圍巖；

第六步，錨索施工，在巷道拱部與頂部布置若干錨索鉆孔，間距為0.8m，排距為1.0m，錨索鉆孔完成后，將樹(shù)脂錨固劑放入鉆孔中，將錨索一端插入錨索鉆孔中，另一端與鉆機(jī)連接，實(shí)施錨索錨固劑的攪拌，攪拌完成后，然后依次安裝錨索托盤(pán)及鎖具，并實(shí)施張拉預(yù)緊；

第七步，形成承載拱，通過(guò)以上步驟錨桿、錨索攪拌樹(shù)脂錨固劑、施加預(yù)緊力，最終在錨注加固圍巖中形成一個(gè)承載拱。

本發(fā)明通過(guò)上述施工工藝的操作，最終在巷道圍巖錨注加固區(qū)域中形成一個(gè)穩(wěn)定的承載拱，錨索錨固在巷道深部注漿加固巖層中，承載能力大，對(duì)巷道破碎圍巖具有較好的約束力，而承載拱與穩(wěn)定巖層之間的破碎區(qū)，有效降低了上部采面采動(dòng)過(guò)程產(chǎn)生的動(dòng)載荷的影響，吸收和轉(zhuǎn)移大部分能量，降低了對(duì)承載拱處的破壞，確保了巷道圍巖穩(wěn)定性，有效控制了巷道大變形，提高了巷道支護(hù)效率，節(jié)約了支護(hù)成本，是巷道圍巖控制方法上的創(chuàng)新。

附圖說(shuō)明。

圖1為本發(fā)明淺部注漿剖面示意圖。

圖2為本發(fā)明再造承載拱剖面示意圖。

圖3為本發(fā)明注漿封孔器立體圖。

具體實(shí)施方式。

以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

由圖1-3給出，本發(fā)明實(shí)施對(duì)象為受強(qiáng)烈動(dòng)壓影響巷道，以上部采動(dòng)影響為例，在上層工作面1開(kāi)采時(shí)，對(duì)臨近巷道5施加動(dòng)荷載12，在巷道圍巖中形成了破碎區(qū)3，增加了巷道5的支護(hù)難度，針對(duì)該類(lèi)巷道嚴(yán)重變形、表面破碎，巷道支護(hù)效果差的技術(shù)難題，提出了一種強(qiáng)烈動(dòng)壓影響下巷道圍巖控制方法，涉及到噴射水泥砂漿、注漿、錨固等施工工藝，其具體操作按以下步驟進(jìn)行：

第一步，噴漿，在施工巷道5處對(duì)巷道圍巖表面噴射一層厚度50mm的水泥砂漿6，噴射口垂直圍巖表面，順序由墻基角開(kāi)始由下往上，先凹后凸，先墻后拱，依次進(jìn)行噴漿，不要固定在一點(diǎn)處噴漿，保證噴漿層表面平整、均勻，最終在破碎圍巖表面形成一層密封層，在進(jìn)行注漿過(guò)程中有效防止?jié){液在圍巖表面出現(xiàn)泄露；

第二步，淺部注漿，在完成噴漿段巷道處，架設(shè)鉆機(jī)鉆打注漿孔7，根據(jù)巷道尺寸布置注漿孔7，將封孔器9套在注漿管8一端150mm處，將注漿管8另一端插入注漿孔7，將注漿軟管10與注漿管8連接，再將注漿軟管10與注漿泵出漿口連接，啟動(dòng)注漿泵進(jìn)行注漿，注漿過(guò)程中觀測(cè)并記錄注漿壓力、注漿時(shí)間，使注漿壓力維持在5-10mpa，確保所注第一漿液11在淺部注漿區(qū)域4擴(kuò)散2~3m，起到固結(jié)破碎圍巖的目的；

第三步，刷巷，注漿完成后待第一漿液11完全固化后，對(duì)變形嚴(yán)重的巷道5進(jìn)行刷巷，刷巷過(guò)程中，由巷道頂部—拱部—幫部—底板依次進(jìn)行，首先將表面的水泥砂漿噴6清理掉，再將圍巖表面部分破碎的巖塊進(jìn)行處理，由表及里依次進(jìn)行刷巷，達(dá)到巷道設(shè)計(jì)尺寸；

第四步，錨桿施工，在巷道中架設(shè)鉆機(jī)鉆打若干錨桿鉆孔13，巷道5幫部下位錨桿鉆孔13斜向底板的水平傾角為20°，錨桿鉆孔之間間距為0.8m，排距為0.8m，鉆孔完成后，將樹(shù)脂錨固劑14推入錨桿鉆孔13底部，將錨桿15一端插入錨桿鉆孔13，螺紋端通過(guò)連接器與鉆機(jī)相連接，啟動(dòng)錨桿鉆機(jī)攪拌樹(shù)脂錨固劑14，然后依次安裝托盤(pán)16、螺母17，并施加預(yù)緊力；

第五步，深部注漿，在一段巷道中錨桿錨固完成后，重新鉆打注漿孔實(shí)施深部注漿，注漿材料為超細(xì)水泥，注漿過(guò)程中控制并記錄注漿壓力與注漿時(shí)間，保證第二次所注第二漿液23擴(kuò)散范圍達(dá)到8~10m深度，固結(jié)破碎區(qū)3的圍巖；

第六步，錨索施工，在巷道拱部與頂部布置若干錨索鉆孔20，間距為0.8m，排距為1.0m，錨索鉆孔完成后，將樹(shù)脂錨固劑21放入鉆孔中，將錨索22一端插入錨索鉆孔20中，另一端與鉆機(jī)連接，實(shí)施錨索錨固劑21的攪拌，攪拌完成后，然后依次安裝錨索托盤(pán)19及鎖具18，并實(shí)施張拉預(yù)緊；

第七步，形成承載拱，通過(guò)以上步驟錨桿、錨索攪拌樹(shù)脂錨固劑、施加預(yù)緊力，最終在錨注加固圍巖中形成一個(gè)承載拱24。

為保證巷道支護(hù)效果，所述的巷道5支護(hù)方式采用注漿+錨桿、錨索+錨網(wǎng)+鋼帶的支護(hù)形式，錨桿及錨索均為強(qiáng)力錨桿與強(qiáng)力錨索，錨桿間距0.8m，排距0.8m，錨索間距0.8m，排距1.0m，錨桿與錨索采用“三角形”布置方式，即兩根錨桿與一根錨索呈“三角形”布置方式，在進(jìn)行刷巷后進(jìn)行錨網(wǎng)、鋼帶的鋪設(shè)、搭接，通過(guò)錨桿的錨固對(duì)巷道5進(jìn)行固定。

為了保證注漿封孔效果，所述的封孔器9為黑色硬質(zhì)錐形橡膠，呈空心錐形體，中間有圓孔，套在注漿管8一端150mm處，封孔器9具有良好的彈性，密封效果較好。

所述的第一漿液11為比表面積大于600的超細(xì)水泥，具有較好的流動(dòng)性及固結(jié)強(qiáng)度，凝固強(qiáng)度達(dá)到40mpa。

所述的錨桿8為強(qiáng)力錨桿，其材質(zhì)為左旋無(wú)縱筋螺紋鋼，直徑20mm，長(zhǎng)度2.0m，一端帶有150mm的螺紋，強(qiáng)力錨桿是指錨桿桿材bhrb600及以上，直徑≥22mm，屈服強(qiáng)度≥600mpa，拉斷強(qiáng)度≥800mpa，延伸率≥17%。

所述的錨索22為高強(qiáng)錨索，長(zhǎng)6.2m，直徑17.8mm。

所述的錨桿鉆孔13每排設(shè)有8個(gè)，錨索鉆孔20每排設(shè)有3個(gè)。

本發(fā)明的使用情況是，首先根據(jù)礦井實(shí)際地質(zhì)條件以及巷道圍巖的變形情況，確定施工工序及錨桿、錨索的支護(hù)參數(shù)，當(dāng)巷道圍巖變形量大、破碎較為嚴(yán)重時(shí)，在表面噴漿、圍巖注漿之后應(yīng)適當(dāng)進(jìn)行刷巷，變形不嚴(yán)重時(shí)，則不需要進(jìn)行刷巷（其它步驟相同），在巷道5開(kāi)挖后，擾動(dòng)了原巖應(yīng)力分布狀態(tài)，導(dǎo)致巷道圍巖出現(xiàn)破碎，形成塑性區(qū)，尤其是在受到強(qiáng)烈動(dòng)壓荷載12影響時(shí)，擴(kuò)大了巷道破碎區(qū)（塑性區(qū)）3的范圍，加大了巷道5支護(hù)難度。本發(fā)明提出的強(qiáng)烈動(dòng)壓影響巷道圍巖控制技術(shù)通過(guò)表面噴射水泥砂漿6，在圍巖表面形成一層堅(jiān)固的密封層，在進(jìn)行淺部注漿過(guò)程中，有效防止第一漿液11通過(guò)表面破碎的圍巖裂隙泄露，增大了第一漿液11的擴(kuò)散范圍，促使第一漿液11向圍巖內(nèi)部2~3m區(qū)域擴(kuò)散，固結(jié)淺部破碎圍巖，閉合裂隙與離層，為錨桿在錨固區(qū)域提供一個(gè)穩(wěn)定的著力點(diǎn)，同時(shí)，深部注漿將圍巖深部的裂隙及離層加以閉合，固結(jié)深部破碎區(qū)，為錨索的張拉預(yù)緊提供一個(gè)有力的著力點(diǎn)。通過(guò)注漿加固區(qū)域錨桿、錨索的強(qiáng)力支護(hù)，在錨注范圍內(nèi)形成一個(gè)穩(wěn)定的再造承載拱24。在強(qiáng)烈動(dòng)壓影響作用下錨注加固區(qū)域之外的破碎區(qū)3，吸收了巷道深部圍巖2釋放的應(yīng)力和位移量，極大地降低了對(duì)再造承載拱24的破壞，有效控制了巷道圍巖的穩(wěn)定。

本發(fā)明提供了一種強(qiáng)烈動(dòng)壓影響巷道圍巖控制方法，通過(guò)錨固加固形成了一種再造承載拱體系，有效保證了強(qiáng)烈動(dòng)壓影響作用下巷道圍巖的穩(wěn)定，減小了巷道返修率，節(jié)約了支護(hù)成本，是巷道圍巖控制方法上的創(chuàng)新，具有重要的社會(huì)經(jīng)濟(jì)意義。