一種錨索穿棚協(xié)同承載的巷道圍巖控制技術(shù)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種大變形巷道圍巖控制技術(shù)，屬于巖土工程錨固支護領(lǐng)域，尤其涉及到地下采礦工程巷道錨桿(索)支護與型鋼棚承載的巷道圍巖控制技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國煤礦開采技術(shù)水平的進步與優(yōu)越煤層開采的枯竭，我國大多數(shù)礦井已進入千米水平，巷道圍巖壓力顯現(xiàn)劇烈，圍巖巖性開始由脆性向塑性轉(zhuǎn)化，并表現(xiàn)出強流變特性，巷道支護難度加大，對其進行穩(wěn)定性控制尤為重要。
[0003]對于巷道圍巖控制，目前采用較多的方法是主動支護、被動支護及主被動聯(lián)合支護等，錨桿與錨索支護是在巷道開挖后及時錨固，以圍巖自承力的主動發(fā)揮為主；工字鋼與U型鋼支護是在圍巖自承力喪失后破碎圍巖塌落到型鋼上承載，以型鋼的被動承載為主；主被動聯(lián)合支護是在錨桿-錨索支護一段時間后，當圍巖有一定變形進行工字鋼或U型鋼二次支護；對于大變形巷道圍巖控制還有以主動支護或被動支護配以鉆孔卸壓、噴漿與注漿等方式的聯(lián)合應(yīng)用。而這些方法主要是基于主動支護、被動支護、主被動聯(lián)合支護及配合其它方式來實現(xiàn)，單純的錨桿-錨索主動支護或工字鋼、U型鋼被動支護一定條件下難以滿足深部大變形巷道圍巖控制的需要，而主被動聯(lián)合及配合卸壓、噴漿與注漿等方法雖然成為深部巷道圍巖控制的常規(guī)，但造成了主動與被動的不協(xié)調(diào)與支護成本的提高。因此，尋求新的合理的深部大變形巷道圍巖控制方法迫在眉睫。
[0004]本發(fā)明擯棄錨桿-錨索一次主動支護與工字鋼、U型鋼二次被動支護成本較高及難以協(xié)同承載的不足，提出一種錨索穿棚協(xié)同承載的巷道圍巖控制技術(shù)，采用U型鋼棚上打錨索穿越孔，輔以錨索過U型鋼棚上錨索穿越孔進行錨索與U型鋼棚緊固，以達到主被動協(xié)同承載與共同變形，促進巷道圍巖穩(wěn)定。該技術(shù)將U型鋼棚上打錨索穿越孔，采用錨索過U型鋼棚上錨索穿越孔緊固錨索與U型鋼棚，不僅省掉了 U型鋼棚間的緊固構(gòu)件，減小了支護成本，而且實現(xiàn)了主被動支護的協(xié)同承載與共同變形，利于巷道圍巖穩(wěn)定。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明針對現(xiàn)有深部大變形巷道主被動聯(lián)合支護成本高及難以實現(xiàn)協(xié)同承載與共同變形的不足，提出一種錨索穿棚協(xié)同承載的巷道圍巖控制技術(shù)，旨在解決大變形巷道錨索與U型鋼棚協(xié)同承載與共同變形問題，以減少施工步驟，降低支護成本，實現(xiàn)大變形巷道圍巖穩(wěn)定。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明基于錨索過U型鋼棚上錨索穿越孔進行錨索與U型鋼棚的緊固，以省掉緊固U型鋼棚構(gòu)件、減少施工步驟、降低支護成本與實現(xiàn)主被動支護協(xié)同承載、共同變形的思想，采取的技術(shù)方案是:在深部巖層中掘進巷道，設(shè)計錨桿與金屬網(wǎng)基本支護參數(shù)，對巷道進行主動支護，實現(xiàn)淺部圍巖強化承載；采用U36型鋼制作環(huán)形U型鋼棚，在U型鋼棚兩側(cè)及頂部進行錨索穿越孔加工；設(shè)計U型鋼棚架設(shè)參數(shù)，采用U36型鋼制作錨索托板；在錨桿與金屬網(wǎng)支護巷道進行錨索鉆孔施工，按設(shè)計U型鋼棚排距及位置架設(shè)U型鋼棚，要求U型鋼棚上錨索穿越孔與相應(yīng)錨索鉆孔對應(yīng)，U型鋼棚后背板區(qū)采用木柱充填嚴實；在錨索鉆孔內(nèi)依次安放快慢相間四支樹脂錨固劑，錨索過U型鋼棚上錨索穿越孔進入錨索鉆孔內(nèi)進行錨索里端部化學(xué)錨固；在過U型鋼棚上錨索穿越孔的錨索外端部安放錨索托板及錨索鎖具，對錨索施加預(yù)緊力，完成錨索穿棚協(xié)同承載。
[0007]該技術(shù)主要包括以下步驟:
步驟一，在深部巖層中掘進巷道，根據(jù)巷道的圍巖巖性及功能要求，設(shè)計錨桿與金屬網(wǎng)基本支護參數(shù)，對巷道進行主動支護，實現(xiàn)淺部圍巖強化承載；
步驟二，采用U36型鋼制作U型鋼棚，在U型鋼棚兩側(cè)及頂部進行錨索穿越孔加工，要求U型鋼棚上錨索穿越孔間距是錨桿支護間距的二倍，且相鄰U型鋼棚上錨索穿越孔交錯布置；
步驟三，設(shè)計U型鋼棚架設(shè)參數(shù)，要求U型鋼棚排距與巷道錨桿支護排距相等，且每兩排錨桿支護巷道中間均架設(shè)U型鋼棚，采用U36型鋼制作錨索托板；
步驟四，在錨桿與金屬網(wǎng)支護巷道進行錨索鉆孔施工，要求錨索鉆孔位置和設(shè)計架設(shè)U型鋼棚上錨索穿越孔位置相對應(yīng)，錨索鉆孔孔底進入穩(wěn)定巖層不小于2m ;
步驟五，按設(shè)計U型鋼棚排距及位置架設(shè)U型鋼棚，要求U型鋼棚上錨索穿越孔與相應(yīng)的錨索鉆孔對應(yīng)，U型鋼棚后背板區(qū)采用木柱進行充填嚴實；
步驟六，通過U型鋼棚上錨索穿越孔在錨索鉆孔內(nèi)依次安放快慢相間四支樹脂錨固劑，錨索過U型鋼棚上錨索穿越孔進入錨索鉆孔內(nèi)，采用錨索攪拌器轉(zhuǎn)動錨索對錨索里端部進行化學(xué)錨固；
步驟七，在過U型鋼棚上錨索穿越孔的錨索外端部安放錨索托板及錨索鎖具，采用錨索張拉機具對錨索施加預(yù)緊力，完成錨索穿棚協(xié)同承載。
[0008]進一步，在步驟一中，要求錨桿間排距相等，錨桿間采用鋼筋梯子梁連接、菱形金屬網(wǎng)護表，錨桿托板尺寸與鋼筋梯子梁規(guī)格相匹配。
[0009]進一步，在步驟二中，U型鋼棚為環(huán)形U36型鋼棚，U型鋼棚上錨索穿越孔孔徑與錨索鉆孔孔徑相等，且與錨索直徑相匹配。
[0010]進一步，在步驟三中，錨索托板采用長度400mm的U36型鋼中間打錨索穿越孔制成。
[0011 ] 進一步，在步驟四中，錨索鉆孔可采用錨桿鉆機施工。
[0012]進一步，在步驟五中，具有兩種不同形式錨索穿越孔布置的U型鋼棚間隔架設(shè)。
[0013]進一步，在步驟六中，錨索攪拌器攪拌時間不少于30秒。
[0014]進一步，在步驟七中，錨索施加預(yù)緊力后錨索托板與U型鋼棚緊貼。
[0015]本發(fā)明的優(yōu)點和有益效果是:本發(fā)明實現(xiàn)了巷道圍巖控制中錨索與U型鋼棚支護的協(xié)同承載與共同變形，不僅舍棄了連接U型鋼棚的拉桿，而且達到了錨索緊固U型鋼棚的協(xié)同與承載，減小了支護成本，促進了圍巖穩(wěn)定。
【附圖說明】
[0016]圖1是實現(xiàn)本發(fā)明一種錨索穿棚協(xié)同承載的巷道圍巖控制技術(shù)示意圖。
[0017]圖2是圖1實現(xiàn)本發(fā)明一種錨索穿棚協(xié)同承載的巷道圍巖控制技術(shù)的頂板支護示意圖。
[0018]圖3是圖1實現(xiàn)本發(fā)明一種錨索穿棚協(xié)同承載的巷道圍巖控制技術(shù)的兩幫支護示意圖。
[0019]圖中:1為巷道；2為錨桿；3為錨索；4為錨桿托板；5為圍巖；6為錨索托板；7為U型鋼棚；8為錨索鎖具；9為背板區(qū)；10為金屬網(wǎng)。
【具體實施方式】
[0020]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案