CN103174444A - 一种软煤/岩层巷道支护方法及支护结构 - Google Patents
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Abstract
本发明的实施例公开了一种软煤/岩层巷道支护方法及支护结构，涉及煤层巷道支护技术领域，为解决软煤/岩层巷道容易变形的问题而发明。所述软煤/岩层巷道支护方法，包括步骤：在软煤/岩层巷道的巷帮上钻孔；在所述钻孔的孔底部定向控制注浆形成浆液加固团；在所述钻孔内安装锚索，并将所述锚索的索体端部锚固在所述浆液加固团上。软煤/岩层巷道支护结构中，锚索的索体端部锚固在孔底处的浆液加固团上。本发明适用于巷道支护，特别适用于软煤/岩层的巷道支护。
Description
技术领域
本发明涉及煤/岩层巷道支护技术领域，尤其涉及一种软煤/岩层巷道支护方法及支护结构。
背景技术
煤矿巷道支护技术是矿井建设与煤炭开采中的一项关键技术，安全、合理、有效的巷道支护是保证矿井高产高效的必要条件。锚杆支护方式具有支护效果好、效率高、成本低等诸多特点，已广泛应用我国煤矿企业，并给企业带来巨大的技术经济效益，锚杆支护己经成为巷道支护的一个主要技术手段。
与锚杆相比，锚索具有深度大、强度高、可施加较大预紧力的特点。锚索应紧跟掘进工作面及时支护。图1为现有技术中煤层的锚索支护结构示意图。参看图1所示，锚索支护施工工艺流程为在煤层巷道1的巷道壁上定锚索孔位，钻进锚索钻孔、清孔，往钻孔内装入树脂锚固剂，用锚索2的头部顶住树脂锚固剂并送入孔底，升起钻机并用搅拌器连接钻机和锚索尾部，开动钻机搅拌树脂锚固剂至规定时间，停止搅拌等待规定时间后收缩钻机卸下搅拌器，等待预定时间，套上托板3安装锚具，用张拉设备张拉锚索到设计预紧力。
在实现本发明的过程中，发明人发现现有的锚索支护方式应用到软煤/岩层巷道的支护中容易出现如下问题：由于锚索头部通过树脂锚固剂固定在孔底处，锚固点较小，锚固力不强；加之煤层较软，经过一段时间后，锚索的预紧力往往会减小，锚索对巷道壁的拉拔力相应减小，这样会导致巷道壁向巷道内的凸出变形，如图2中的虚线所示。
发明内容
本发明提供一种软煤/岩层巷道支护方法，能够减少软煤/岩层巷道的变形。
为达到上述目的，本发明的软煤/岩层巷道支护方法实施例采用如下技术方案：
一种软煤/岩层巷道支护方法，包括步骤：
在软煤/岩层巷道的巷帮上钻孔；
在所述钻孔的孔底部注浆形成浆液加固团；
在所述钻孔内安装锚索，并将所述锚索的索体端部锚固在所述浆液加固团上。
进一步地，在软煤/岩层巷道的巷帮上钻孔包括：在软煤/岩层巷道的巷帮上钻直孔，并在直孔的孔底形成浆液加固团；其中在所述钻孔的孔底部注浆形成浆液加固团包括：在所述直孔的孔底定位注浆，浆液沿孔底围岩裂隙群流动后凝固形成浆液加固团。
进一步地，所述浆液加固团的直径远大于所述直孔的直径，优选地，所述浆液加固团的直径为所述直孔直径的5-8倍。
进一步地，所述在直孔的孔底形成浆液加固团包括：在所述直孔的孔底围岩上形成裂隙群多个孔道，并且所述裂隙群多个孔道围绕所述直孔的中心轴线大体呈放射状分布。
进一步地，所述裂隙群多个孔道中，相邻的裂隙孔道具有不同的长度。
进一步地，所述在所述钻孔内安装锚索，并将所述锚索的索体端部锚固在所述浆液加固团上包括：将锚索的索体插入钻孔，使索体端部伸入到钻孔底部后，索体端部进入浆液加固团内部生根。
进一步地，所述浆液加固团的横截面积是锚索索体横截面积的8-15倍。
进一步地，在所述钻孔的孔底部注浆形成浆液加固团，通过所述浆液加固团将所述锚索的索体端部锚固在孔底处包括：在至少两个钻孔中的孔底同时注浆形成同一个浆液加固团；在所述钻孔内安装锚索，并将所述锚索的索体端部锚固在所述浆液加固团上包括：在至少两个钻孔内同时安装锚索，并将至少两个钻孔内的锚索的索体端部锚固在该同一个浆液加固团上。
本发明软煤/岩层巷道支护方法中，由于在钻孔的孔底部通过注浆形成有浆液加固团，锚索的索体端部锚固在所述浆液加固团上。这样能够增强锚索在软煤/岩层中锚定的可靠性，以防止锚定不牢而使锚索的预紧力下降甚至使锚索失效，从而减少软煤/岩层巷道变形的情况发生。
本发明还提供一种软煤/岩层巷道支护结构，能够减少软煤/岩层巷道的变形。
为达到上述目的，本发明的软煤/岩层巷道支护结构实施例采用如下技术方案：
一种软煤/岩层巷道支护结构，包括：在软煤/岩层巷道的巷帮上钻孔，在钻孔的孔底具有浆液加固团；在所述钻孔内安装有锚索；所述锚索的索体端部锚固在所述浆液加固团上。
进一步地，所述浆液加固团为裂隙群多个孔道同时注浆形成的浆液加固团；所述浆液加固团的横截面积是锚索索体横截面积的8-15倍。
本发明软煤/岩层巷道支护结构中，由于在钻孔的孔底部具有浆液加固团，锚索的索体端部锚固在所述浆液加固团上。这样能够增强锚索在软煤/岩层中锚定的可靠性，以防止锚定不牢而使锚索的预紧力下降甚至使锚索失效，从而减少软煤/岩层巷道变形的情况发生。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为现有技术中软煤/岩层巷道锚索支护的结构示意图；
图2为现有技术中软煤/岩层巷道变形的结构示意图；
图3为本发明软煤/岩层巷道锚索支护方法实施例的流程示意图；
图4为本发明软煤/岩层巷道锚索支护结构实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明实施例一种软煤/岩层巷道支护方法及支护结构进行详细描述。
应当明确，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
参看图3所示，本发明实施例提供一种软煤/岩层巷道支护方法，包括步骤：
S11、在软煤/岩层巷道的巷帮上钻孔；
S12、在所述钻孔的孔底部注浆形成浆液加固团；
S13、在所述钻孔内安装锚索，并将所述锚索的索体端部锚固在所述浆液加固团上。所述锚索的索体端部可通过树脂锚固剂或水泥锚固剂锚固在所述浆液加固团上。
本发明软煤/岩层巷道支护方法实施例中，由于在钻孔的孔底部通过注浆形成有浆液加固团，锚索的索体端部锚固在所述浆液加固团上。这样能够增强锚索在软煤/岩层中锚定的可靠性，以防止锚定不牢而使锚索的预紧力下降甚至使锚索失效，从而减少软煤/岩层巷道变形的情况发生。
在前述软煤/岩层巷道支护方法实施例中，可以通过压力注射砂浆或纯水泥浆，使浆液在钻孔的孔底部向周围的煤层中扩散渗透的方式，在钻孔的孔底部注浆形成浆液加固团。为了便于浆液加固团的快速形成并满足预定的体积要求，优选地，在软煤/岩层巷道的巷帮上钻孔包括：在软煤/岩层巷道的巷帮上钻直孔，并在直孔的孔底形成容纳浆液的裂隙群；其中在所述钻孔的孔底部注浆形成浆液加固团包括：在所述直孔的孔底定位注浆，浆液沿孔底围岩裂隙群流动后凝固形成浆液加固团。
在前述软煤/岩层巷道支护方法实施例中，进一步地，所述浆液加固团的直径远大于所述直孔的直径，优选地，所述浆液加固团的直径为所述直孔直径的5-8倍。所述浆液加固团的直径如果太小，不利于锚索的可靠锚定，所述浆液加固团的直径如太大，不仅会增加施工的难度和时间，而且增加了浆料等材料成本。
可选地，所述在直孔的孔底形成孔底围岩裂隙群包括：在所述直孔的孔底围岩上形成裂隙群多个孔道，并且所述裂隙群多个孔道围绕所述直孔的中心轴线呈放射状分布，所述裂隙群孔道的数量为大于3个，裂隙群孔道的长度为0.05-0.15米。
在前述软煤/岩层巷道支护方法实施例中，所述裂隙群多个孔道中，相邻的多个孔道可以具有相同的注浆长度。优选地，相邻的裂隙孔道具有不同的注浆长度。这样在所述软煤/岩层中形成的浆液加固团的周边具有凸出部和凹入部，使得浆液加固团周边与其周围的软煤/岩层相互交错，增加了浆液加固团与软煤/岩层之间的摩擦力，使得浆液加固团在软煤/岩层中的定位更加牢靠，便于对锚索提供稳定的牵拉作用。
在前述软煤/岩层巷道支护方法实施例中，为了增加锚索的索体端部在软煤/岩层中的锚定力，所述在钻孔内安装锚索，并将所述锚索的索体端部锚固在所述浆液加固团上包括：将锚索的索体插入钻孔，并使索体端部进入浆液加固团内部生根，即使索体端部通过树脂锚固剂或水泥锚固剂“植根”在浆液加固团中，增加了锚索的索体端部在软煤/岩层中的锚定力，提高锚索的拉拔力和锚固力作用。
在前述软煤/岩层巷道支护方法实施例中，所述浆液加固团的横截面积是锚索索体横截面积的8-15倍。所述浆液加固团的横截面积太小，不利于锚索的可靠锚定，浆液加固团的横截面积如太大，不仅加大施工难度，且会增加浆料等生产成本。
参看图4所示，在前述软煤/岩层巷道支护方法实施例中，可以是一个钻孔的孔底部单独形成一个浆液加固团7。优选地，在所述钻孔的孔底部注浆形成浆液加固团包括：在至少两个钻孔的孔底同时注浆形成同一个浆液加固团8，将所述至少两个钻孔中的锚索的索体端部锚固在该同一个浆液加固团上。这样形成的浆液加固团的体积较大，不仅使得索体端部的锚固更加可靠，而且能够实现平行作业，显著提高支护速度。
参看图4所示，本发明实施例还提供一种软煤/岩层巷道支护结构，包括：
在软煤/岩层巷道4的帮部或侧壁上有钻孔，在钻孔的孔底具有浆液加固团7、8；在所述钻孔内安装有锚索5；所述锚索5的索体端部锚固在所述浆液加固团7、8上，锚索的尾部套有托板6。
本发明软煤/岩层巷道支护结构实施例中，由于在钻孔的孔底部具有浆液加固团，锚索的索体端部锚固在孔底处的浆液加固团上。这样能够增强锚索在软煤/岩层中锚定的可靠性，以防止锚定不牢而使锚索的预紧力下降甚至使锚索失效，从而减少软煤/岩层巷道变形的情况发生。
在前述软煤/岩层巷道支护结构实施例中，所述浆液加固团的横截面呈三角形、四边形或星形。所述浆液加固团的横截面呈多边形，尤其是呈星形的结构，这样在软煤/岩层中形成的浆液加固团的周边具有凸出部和凹入部，使得浆液加固团周边与其周围的软煤/岩层相互交错，增加了浆液加固团与软煤/岩层之间的摩擦力，使得浆液加固团在软煤/岩层中的定位更加牢靠，便于对锚索提供稳定的牵拉作用。
在前述软煤/岩层巷道支护结构实施例中，所述浆液加固团的横截面积是锚索索体横截面积的8-15倍。所述浆液加固团的横截面积太小，不利于锚索的可靠锚定，浆液加固团的横截面积太大，又会浪费浆料，增加成本。
本发明适用于巷道支护，特别适用于软煤/岩层的巷道支护。尤其适用于横截面积平均在24平方米以上的大断面的软煤/岩层的巷道支护。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种软煤/岩层巷道支护方法，其特征在于，包括步骤：
在软煤/岩层巷道的巷帮上钻孔；
在所述钻孔的孔底部注浆形成浆液加固团；
在所述钻孔内安装锚索，并将所述锚索的索体端部锚固在所述浆液加固团上。
2.根据权利要求1所述的软煤/岩层巷道支护方法，其特征在于，在软煤/岩层巷道的巷帮上钻孔包括：
在软煤/岩层巷道的巷帮上钻直孔，并在直孔的孔底形成孔底围岩裂隙群；其中
在所述钻孔的孔底部注浆成形成浆液加固团包括：在所述直孔的孔底定位注浆，浆液沿孔底围岩裂隙群流动后凝固形成浆液加固团。
3.根据权利要求2所述的软煤/岩层巷道支护方法，其特征在于，所述浆液加固团的直径远大于所述直孔的直径，优选地，所述浆液加固团的直径为所述直孔直径的5-8倍。
4.根据权利要求2所述的软煤/岩层巷道支护方法，其特征在于，所述在直孔的孔底形成孔底围岩裂隙群包括：
在所述直孔的孔底围岩上形成裂隙群多个孔道，并且所述裂隙群多个孔道围绕所述直孔的中心轴线大体呈放射状分布。
5.根据权利要求4所述的软煤/岩层巷道支护方法，其特征在于，所述裂隙群多个孔道中，相邻的裂隙孔道具有不同的长度。
6.根据权利要求1至5任一项所述的软煤/岩层巷道支护方法，其特征在于，在所述钻孔内安装锚索，并将所述锚索的索体端部锚固在所述浆液加固团上包括：
将锚索的索体插入钻孔，使索体端部伸入到钻孔底部后，索体端部进入浆液加固团内部生根。
7.根据权利要求1至6任一项所述的软煤/岩层巷道支护方法，其特征在于，所述浆液加固团的横截面积是锚索索体横截面积的8-15倍。
8.根据权利要求1至7任一项所述的软煤/岩层巷道支护方法，其特征在于，
在所述钻孔的孔底部注浆形成浆液加固团包括：在至少两个钻孔中的孔底同时注浆形成同一个浆液加固团；
在所述钻孔内安装锚索，并将所述锚索的索体端部锚固在所述浆液加固团上包括：在至少两个钻孔内同时安装锚索，并将至少两个钻孔内的锚索的索体端部锚固在该同一个浆液加固团上。
9.一种软煤/岩层巷道支护结构，其特征在于，包括：
在软煤/岩层巷道的巷帮上钻孔，在钻孔的孔底具有浆液加固团；
在所述钻孔内安装有锚索；
所述锚索的索体端部锚固在所述浆液加固团上。
10.根据权利要求9所述的软煤/岩层巷道支护结构，其特征在于，所述浆液加固团的为裂隙群多个孔道同时注浆形成的浆液加固团。
所述浆液加固团的横截面积是锚索索体横截面积的8-15倍。
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