本實(shí)用新型屬于煤礦巷道支護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種深部巷道錨噴支護(hù)柔性整體砼噴層結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

錨噴支護(hù)是錨桿與噴射混凝土（簡(jiǎn)稱砼）聯(lián)合支護(hù)的簡(jiǎn)稱，在穩(wěn)定和中等穩(wěn)定圍巖巷道的支護(hù)中，錨噴支護(hù)技術(shù)已經(jīng)成為煤礦的主要支護(hù)形式。同棚式巷道支護(hù)相比，錨噴支護(hù)施工方便，對(duì)圍巖支護(hù)迅速及時(shí)，能夠充分發(fā)揮圍巖的自承能力和錨桿承載作用。然而，近年來(lái)隨著煤層開(kāi)采向深部發(fā)展，越來(lái)越多的煤礦遇到深部松軟巖層，在這類巖層和破碎帶中開(kāi)掘的巷道或硐室，礦壓顯現(xiàn)十分明顯，主要表現(xiàn)為：頂板下沉、兩幫開(kāi)裂和底板臌起，圍巖變形量大，巷道破壞嚴(yán)重，甚至需要多次翻修，才能保證正常使用，影響到巷道的正常使用和經(jīng)濟(jì)效益的提高。目前，在松軟、破碎和膨脹圍巖中，以及在高地應(yīng)力和受采動(dòng)影響的巷道中，單一的錨噴網(wǎng)支護(hù)的應(yīng)用范圍受到限制。大量的失修巷道現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)結(jié)果表明，造成錨噴網(wǎng)支護(hù)失效的主要原因在于，含金屬網(wǎng)或鋼筋網(wǎng)的錨噴網(wǎng)支護(hù)中，砼噴層的剛度和極限變形量與錨桿和巷道圍巖變形不匹配，砼噴層整體性能差。由于砼噴層的剛度過(guò)大，不允許圍巖充分卸壓，圍巖作用在砼噴層上的擠壓力過(guò)大，導(dǎo)致砼噴層開(kāi)裂，當(dāng)圍巖變形量發(fā)展到一定程度時(shí)出現(xiàn)噴層脫落，錨桿外露，錨噴網(wǎng)支護(hù)破壞失效，從而加劇了圍巖的變形和破壞。目前砼噴層多為水泥、河沙、米石和速凝劑等組成，凝結(jié)硬化后為典型的脆性材料，整體性能差，在巷道軸向和環(huán)向方向允許變形量較小，砼噴層僅能承受壓應(yīng)力，其抗拉強(qiáng)度和抗剪強(qiáng)度較低。當(dāng)巷道圍巖變形量超過(guò)100～150mm時(shí)，噴層就開(kāi)始出現(xiàn)裂縫；隨著圍巖變形量的增加，裂縫逐漸加寬和加深，當(dāng)圍巖變形量超過(guò)250~300mm時(shí)，出現(xiàn)噴層脫落。噴層脫落區(qū)域錨桿托盤松動(dòng)，錨桿失去承載能力，錨噴支護(hù)失效，圍巖處于無(wú)支護(hù)狀態(tài)，加劇了圍巖變形速率，圍巖穩(wěn)定性惡化；針對(duì)以上錨網(wǎng)支護(hù)砼噴層結(jié)構(gòu)中存在的問(wèn)題，如何提高砼噴層的整體性能，降低砼噴層剛度、增加砼噴層極限變形量，以及提高砼噴層殘余強(qiáng)度，是當(dāng)前在深部軟弱巖層和破碎帶中巷道進(jìn)一步推廣錨噴支護(hù)的技術(shù)關(guān)鍵。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，提供一種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理、施工方便、現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)效果顯著、能夠提高砼噴層的整體性能和提高錨噴支護(hù)的巷道錨噴支護(hù)柔性整體砼噴結(jié)構(gòu)。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案：一種深部巷道錨噴支護(hù)柔性整體砼噴層結(jié)構(gòu)，包括依次噴射在深部巷道圍巖表面的第一層噴射砼、第二層噴射砼、第三層噴射砼和第四層噴射砼，巷道周邊深部的煤層內(nèi)設(shè)有若干第一錨桿層、若干第二錨桿層和若干第三錨桿層，所有的第一錨桿層沿巷道的軸線方向并排均勻設(shè)置，每排第一錨桿層包括若干根沿巷道周邊環(huán)向均勻布置的第一錨桿，第一錨桿的錨尾端通過(guò)擰緊螺母固定有托盤，托盤與第一層噴射砼壓緊壓實(shí)；第一錨桿與第一層噴射砼表面垂直，兩根相鄰的第一錨桿的錨尾端之間通過(guò)鋼絲繩連接；

所有的第二錨桿層沿巷道的軸線方向并排均勻設(shè)置，每排第二錨桿層包括若干根沿巷道周邊環(huán)向均勻布置的第二錨桿，第二錨桿的錨尾端通過(guò)擰緊螺母固定有托盤，托盤與第二層噴射砼壓緊壓實(shí)，第二錨桿與第二層噴射砼表面垂直，兩根相鄰的第二錨桿的錨尾端之間通過(guò)鋼絲繩連接；

所有的第三錨桿層沿巷道的軸線方向并排均勻設(shè)置，每排第三錨桿層包括若干根沿巷道周邊環(huán)向均勻布置的第三錨桿，第三錨桿的錨尾端通過(guò)擰緊螺母固定有托盤，托盤與第三層噴射砼壓緊壓實(shí)，第三錨桿與第三層噴射砼表面垂直，兩根相鄰的第三錨桿的錨尾端之間通過(guò)鋼絲繩連接。

采用上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型具有以下有益效果：本實(shí)用新型采用錨噴支護(hù)，通過(guò)四層次噴漿，三層次錨桿，三層次鋼絲繩網(wǎng)來(lái)構(gòu)建以鋼絲繩網(wǎng)為骨架的柔性整體噴層結(jié)構(gòu)，取代傳統(tǒng)錨噴支護(hù)中的金屬網(wǎng)，以提高砼噴層的柔性和整體性能，提高錨噴支護(hù)的整體性，實(shí)現(xiàn)控制深部軟巖巷道圍巖變形的目的。近年來(lái)該技術(shù)已經(jīng)在河南省平頂山礦區(qū)平頂山天安煤業(yè)股份有限公司一礦、六礦、八礦和十礦等礦井的水平大巷和上（下）山巷道中，進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)工業(yè)性試驗(yàn)，效果顯著。當(dāng)深部巷道圍巖變形穩(wěn)定以后，進(jìn)行淺部和深部圍巖二次注漿加固，進(jìn)一步提高巷道圍巖的強(qiáng)度、自撐能力，以及錨噴支護(hù)性能，從而實(shí)現(xiàn)深部巷道圍巖的長(zhǎng)期穩(wěn)定?，F(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)結(jié)果表明，采用軸向和環(huán)向鋼絲繩網(wǎng)代替?zhèn)鹘y(tǒng)錨噴支護(hù)中金屬網(wǎng)，在軸向和環(huán)向鋼絲繩搭接處利用預(yù)應(yīng)力錨桿固定住鋼絲繩，在錨噴支護(hù)巷道圍巖表面形成了由三層錨桿層和四層噴射砼組成的整體柔性砼噴層，可以明顯改善錨噴支護(hù)效果。由此可見(jiàn)，以鋼絲繩網(wǎng)為骨架的柔性整體噴層結(jié)構(gòu)，可以提高砼噴層的柔性，增加砼噴層的極限變形量，提高砼噴層的整體性和穩(wěn)定性。從而解決上述研究背景技術(shù)中的有關(guān)問(wèn)題；第四層噴射砼將第三錨桿層內(nèi)端的鋼絲繩和托盤覆蓋，也一定程度上保護(hù)了巷道內(nèi)工作人員不被觸碰到而受傷。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是柔性砼噴層中鋼絲繩網(wǎng)布置立面圖；

圖3是柔性砼噴層的剖面圖。

具體實(shí)施方式

如圖1-3所示，本實(shí)用新型的一種深部巷道錨噴支護(hù)柔性整體砼噴層結(jié)構(gòu)，包括依次噴射在深部巷道圍巖表面的第一層噴射砼1、第二層噴射砼2、第三層噴射砼3和第四層噴射砼4，巷道周邊深部的煤層內(nèi)設(shè)有若干第一錨桿層1A、若干第二錨桿層2A和若干第三錨桿層3A，所有的第一錨桿層1A沿巷道的軸線方向并排均勻均勻設(shè)置，每排第一錨桿層1A包括若干根沿巷道周邊環(huán)向均勻布置的第一錨桿，第一錨桿的錨尾端通過(guò)擰緊螺母固定有托盤，托盤與第一層噴射砼1壓緊壓實(shí)，兩根相鄰的第一錨桿之間通過(guò)鋼絲繩連接；

所有的第二錨桿層2A沿巷道的軸線方向并排均勻設(shè)置，每排第二錨桿層2A包括若干沿巷道周邊環(huán)向均勻設(shè)置的第二錨桿，第二錨桿的錨尾端通過(guò)擰緊螺母固定有托盤，托盤與第二層噴射砼2壓緊壓實(shí)，兩根相鄰的第二錨桿之間通過(guò)鋼絲繩連接；

所有的第三錨桿層3A沿巷道的軸線方向并排均勻設(shè)置，每排第三錨桿層3A包括若干根沿巷道周邊環(huán)向均勻設(shè)置的第三錨桿，第三錨桿的錨尾端通過(guò)擰緊螺母固定有托盤，托盤與第三層噴射砼3壓緊壓實(shí)，兩根相鄰的第三錨桿之間通過(guò)鋼絲繩連接。

本實(shí)用新型的施工方法，包括以下步驟：

（1）掘出巷道后，新暴露巖壁形成了巷道的毛斷面，然后在巷道的毛斷面上初次噴射第一層噴射砼1，第一層噴射砼1的厚度為80mm，接著沿巷道環(huán)形施工第一排第一錨桿層1A，并通過(guò)托盤將第一錨桿的錨尾端安裝在第一層噴射砼1上，施工完畢后沿巷道的軸線方向依次施工第二排第一錨桿層1A、第三排第一錨桿層1A……，施工的同時(shí)將第一錨桿的錨尾端通過(guò)托盤安裝在第一層噴射砼1上，并通過(guò)沿巷道軸向和環(huán)向的鋼絲繩將所有的第一錨桿的錨尾端連接在一起，巷道軸向和環(huán)向的鋼絲繩形成網(wǎng)狀第一層鋼絲繩網(wǎng)1B；

（2）在第一層噴射砼1的外表面噴射第二層噴射砼2，第二層噴射砼2厚度為100mm，接著沿巷道環(huán)形施工第一排第二錨桿層2A，并通過(guò)托盤將第二錨桿的錨尾端安裝在第二層噴射砼2上，施工完畢后沿巷道的軸線方向依次施工第二排第二錨桿層2A、第三排第二錨桿層2A……，施工的同時(shí)將第二錨桿的錨尾端通過(guò)托盤安裝在第二層噴射砼2上，并通過(guò)沿巷道軸向和環(huán)向的鋼絲繩將所有的第二錨桿的錨尾端連接在一起，巷道軸向和環(huán)向的鋼絲繩形成網(wǎng)狀第二層鋼絲繩網(wǎng)2B；

（3）接著在第二層噴射砼2的外表面噴射第三層噴射砼3，第三層噴射砼3厚度為100mm，接著沿巷道環(huán)形施工第一排第三錨桿層3A，并通過(guò)托盤將第三錨桿的錨尾端安裝在第三層噴射砼3上，施工完畢后沿巷道的軸線方向依次施工第二排第三錨桿層3A、第三排第三錨桿層3A……，施工的同時(shí)將第三錨桿的錨尾端通過(guò)托盤安裝在第三層噴射砼3上，并通過(guò)沿巷道軸向和環(huán)向的鋼絲繩將所有的第三錨桿的錨尾端連接在一起，巷道軸向和環(huán)向的鋼絲繩形成網(wǎng)狀第三層鋼絲繩網(wǎng)3B；

（4）最后在第三層噴射砼3的外表面噴射第四層噴射砼4，第四層噴射砼4厚度為70mm，最終形成以鋼絲繩網(wǎng)為骨架的柔性整體砼噴層。

第一錨桿、第二錨桿和第三錨桿均為高強(qiáng)度左旋無(wú)縱筋螺紋鋼錨桿。錨桿規(guī)格：直徑φ22mm×2400mm，間排距700mm×700mm；所述軸向和環(huán)向鋼絲繩均為廢舊礦用鋼絲繩中的兩股。鋼絲繩規(guī)格：直徑φ12~ 20mm；巷道軸向方向鋼絲繩長(zhǎng)度10~15m；巷道環(huán)向方向鋼絲繩長(zhǎng)度為巷道斷面周長(zhǎng)減去巷道底板寬度。鋼絲繩需要預(yù)先經(jīng)過(guò)截取和分股處理，保證干凈無(wú)油漬。嚴(yán)禁將鋼絲繩直接吊掛在裸露的砼噴層表面上。鋪設(shè)以后的鋼絲繩必須整齊排列，牢固地密貼于砼噴層的表面。嚴(yán)格按照巷道軸向和環(huán)向方向，將每根鋼絲繩分別通過(guò)其所在位置錨固錨桿的托盤，并且要壓緊繃直，嚴(yán)禁漏壓。當(dāng)鋼絲繩通過(guò)錨固錨桿的錨尾端時(shí)，必須在兩股鋼絲繩間夾緊錨桿的錨尾端。隨著巷道掘進(jìn)長(zhǎng)度的增加，當(dāng)鋼絲繩需要延長(zhǎng)時(shí)，相鄰兩根鋼絲繩之間的搭接長(zhǎng)度必須大于400mm，且必須順花壓茬編花，壓茬要緊固，茬口要光滑，嚴(yán)禁出現(xiàn)相鄰兩根鋼絲繩之間出現(xiàn)不搭接和少搭接現(xiàn)象。

本實(shí)施例并非對(duì)本實(shí)用新型的形狀、材料、結(jié)構(gòu)等作任何形式上的限制，凡是依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的保護(hù)范圍。