CN103982196A - 锚喷巷道两帮混凝土喷层剪切破坏防治方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种锚喷巷道两帮混凝土喷层剪切破坏防治方法，巷道内设有两帮混凝土喷层和圆弧段混凝土喷层，在两帮混凝土喷层与圆弧段混凝土喷层之间设置分割层，将两帮混凝土喷层与圆弧段混凝土喷层进行分离，两帮混凝土喷层中设置柔性让压层。两帮混凝土喷层的底部截面为尖角朝下的三角形。两帮混凝土喷层的底部设有底脚锚杆。两帮混凝土喷层的顶部设有锚杆和加固钢带。可有效防治“直墙半圆拱形巷道锚喷支护”时发生在两帮直墙段与圆弧拱交点附近的混凝土喷层的剪切破坏，保障巷道的长期稳定性。

Description

锚喷巷道两帮混凝土喷层剪切破坏防治方法

技术领域

本发明涉及一种煤矿巷道围岩维护技术，尤其涉及一种锚喷巷道两帮混凝土喷层剪切破坏防治方法。

背景技术

直墙半圆拱形巷道因其施工简便、有利于维护巷道围岩的稳定性而广泛应用于煤矿井巷工程中。巷道一般采用锚喷支护对巷道两帮和顶板围岩进行加固，底板一般无支护。巷道混凝土喷层厚度一般在50～150mm。

如图1所示，在遇到较大围岩压力时，直墙半圆拱形巷道两帮混凝土喷层的破坏机制如下：

①对于直墙半圆拱巷道而言，其最大水平位移在巷道两帮，半圆弧段的水平位移从上往下是逐渐变大的。巷道两帮段与半圆弧段在水平方向的变形不协调，将会导致巷道在肩部区域出现破坏，该处的混凝土喷层逐渐开裂，发生剪切破坏。

②相对于较软弱的巷道围岩，混凝土喷层刚度较大，难以实现同步变形。沿巷道墙壁在铅垂方向上，巷道围岩的压缩变形值大于混凝土喷层的压缩变形值，两者不匹配，导致了混凝土喷层在巷道肩部出现严重的剪切破坏，形成剪切裂缝，随之直墙段混凝土喷层会出现较大面积的脱落承载能力丧失；并引起锚杆工作阻力损失，喷层和锚杆没有起到共同支护作用。巷道变形初期，锚喷巷道中喷层极易出现开裂、离层。巷道变形后期，混凝土喷层则出现大范围的剪切滑移破坏。

③由于巷道底板无支护或支护的强度不够，导致底板岩体强度弱化严重，底板流变极易发展，形成围岩体的流变通道；并导致底板与两帮的整体移动，巷道两帮沿水平方向向巷道中心移动，同时巷道底板中部向上凸起、两底角内移上抬，底鼓剧烈；巷道帮、顶岩体的承载能力及支护体强度也难以发挥出来，巷道收敛变形控制困难。

现有技术中，巷道变形破坏的主要类型包括顶板冒落、两帮片帮、巷道底鼓和肩部剪切破坏。目前，对于上述前三种类型的破坏，均有较为系统的防治技术。顶板冒落的防治，主要是通过加强顶板的检查、观测和处理，提高顶板管理的技术水平，采用合理的支护类型、提高巷道对地压的抵抗能力等措施来改善顶板的稳定性，防止顶板冒落。片帮的防治主要是采用加强支护、喷浆、挂金属网等措施。防治底鼓的措施主要从降低巷道围岩应力，加固围岩或保持围岩的强度这两个方面考虑，防治措施主要包括合理的巷道布置、底板打锚杆、底板注浆、药壶爆破、开槽卸压等措施。

但是对于巷道肩部区域混凝土喷层的剪切破坏，还没有对其产生的力学机理进行深入系统的研究，也缺乏行之有效的防治技术。

发明内容

本发明的目的是提供一种可有效防治“直墙半圆拱形巷道锚喷支护”的混凝土喷层的剪切破坏、保障巷道长期稳定的锚喷巷道两帮混凝土喷层剪切破坏防治方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明的锚喷巷道两帮混凝土喷层剪切破坏防治方法，巷道内设有两帮混凝土喷层和圆弧段混凝土喷层，在所述两帮混凝土喷层与圆弧段混凝土喷层之间设置分割层，将所述两帮混凝土喷层与圆弧段混凝土喷层进行分离，所述两帮混凝土喷层中设置柔性让压层。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的锚喷巷道两帮混凝土喷层剪切破坏防治方法，由于在两帮混凝土喷层与圆弧段混凝土喷层之间设置分割层，在两帮混凝土喷层中设置柔性让压层，可有效防治“直墙半圆拱形巷道锚喷支护”时发生在两帮直墙段与圆弧拱交点附近的混凝土喷层的剪切破坏，保障巷道的长期稳定性。

附图说明

图1为现有技术中的巷道剪切破坏示意图；

图2为本发明实施例提供的锚喷巷道两帮混凝土喷层剪切破坏防治方法的结构示意图；

图3为本发明实施例中分隔层与柔性让压层横截面示意图。

具体实施方式

下面将对本发明实施例作进一步地详细描述。

本发明的锚喷巷道两帮混凝土喷层剪切破坏防治方法，其较佳的具体实施方式是：

巷道内设有两帮混凝土喷层和圆弧段混凝土喷层，在所述两帮混凝土喷层与圆弧段混凝土喷层之间设置分割层，将所述两帮混凝土喷层与圆弧段混凝土喷层进行分离，所述两帮混凝土喷层中设置柔性让压层。

所述两帮混凝土喷层的底部截面为尖角朝下的三角形。

所述两帮混凝土喷层的底部设有底脚锚杆。

所述两帮混凝土喷层的顶部设有锚杆和加固钢带。

所述加固钢带的横截面为W型。

所述分割层使用软木条或泡沫塑料条，所述柔性让压层使用软木条或泡沫塑料条。

所述分割层的宽度等于混凝土喷层厚度、高度为50～100mm、长度为巷道长度。

所述柔性让压层的宽度等于混凝土喷层厚度、高度为50～100mm、长度为巷道长度。

本发明的锚喷巷道两帮混凝土喷层剪切破坏防治方法，可有效防治“直墙半圆拱形巷道锚喷支护”时发生在两帮直墙段与圆弧拱交点附近的混凝土喷层的剪切破坏，保障巷道的长期稳定性。

具体实施例，如图2所示：

(1)对巷道两帮混凝土喷层和圆弧段混凝土喷层进行分离：在喷射混凝土喷层之前，在巷道两帮和圆弧段连接处设置分割条，将两帮混凝土喷层和圆弧段混凝土喷层分隔开，该技术能够有效解决因巷道两帮喷层和半圆弧段喷层在水平方向变形不协调而导致的巷道肩部区域混凝土喷层发生的剪切破坏问题。

(2)在巷道两帮混凝土喷层中设置柔性让压层：解决混凝土喷层刚度大、不易变形的问题，促使巷道围岩和两帮混凝土喷层在铅垂方向(喷层的切向)的同步变形。

(3)将喷层底脚由平底改为尖角朝下的三角形：减轻或消除巷道底脚处底鼓作用对混凝土喷层底边施加的向上的挤压力。

(4)布置底脚锚杆：抵消由于巷道底鼓作用在混凝土喷层底部垂直向上的挤压力。

(5)直墙段上部布置锚杆和加固钢带：在直墙段上部布置锚杆，配合w型钢带，对直墙段顶部混凝土喷层进行加固，防止喷层翘起。

具体实施例中的关键部件包含以下几条：

分割层，如图3所示：

使用软木条，例如杨木或泡桐木；也可使用泡沫塑料条。

在喷射混凝土喷层之前，先在巷道两帮和圆弧段连接处设置与混凝土喷层厚度相同的分割层，然后喷射混凝土，该技术能够将两帮混凝土喷层和圆弧段混凝土喷层分离，有效解决两帮混凝土喷层和半圆弧段混凝土喷层水平方向变形不协调的问题，进而防止该区域混凝土喷层发生剪切破坏。

分割层的尺寸：宽度等于混凝土喷层厚度，高度一般取50～100mm，长度为巷道长度。

柔性让压层，如图3所示：

使用软木条，也可使用泡沫塑料条。

在两帮混凝土喷层的中间位置设置一定厚度的柔性让压层，能够解决混凝土喷层刚度大、不易变形的问题，实现巷道围岩和两帮混凝土喷层在铅垂方向的同步变形。

让压层的尺寸：宽度等于混凝土喷层厚度，高度一般取50～100mm，长度为巷道长度。

喷层底脚由平底矩形改为尖角朝下的三角形：

将巷道底部的混凝土喷层由平底矩形改为尖角朝下的三角形，这样可以避开作用在混凝土喷层底部垂直向上的力，改善两帮混凝土喷层的受力情况。

布置底脚锚杆：

向巷道底脚打锚杆，可以对巷道底角区域的围岩进行加固，抵消由于巷道底鼓作用在混凝土喷层底部垂直向上的挤压力。

直墙段上部布置锚杆和加固钢带：

在直墙段顶部附近布置沿喷层法线方向的锚杆，配合w型钢带，对直墙段顶部混凝土喷层进行加固，防止其翘起。

采用本发明的技术，能够防止巷道肩部混凝土喷层的剪切破坏，实现巷道围岩与混凝土喷层在铅垂方向的同步变形，使得喷层和锚杆起到共同支护作用，充分发挥巷道两帮和顶板岩体的承载能力及支护体强度，保障巷道的长期稳定性。此外，该技术施工方便，技术先进，经济合理。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，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披露的技术范围内，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该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种锚喷巷道两帮混凝土喷层剪切破坏防治方法，巷道内设有两帮混凝土喷层和圆弧段混凝土喷层，其特征在于，在所述两帮混凝土喷层与圆弧段混凝土喷层之间设置分割层，将所述两帮混凝土喷层与圆弧段混凝土喷层进行分离，所述两帮混凝土喷层中设置柔性让压层。

2.根据权利要求1所述的锚喷巷道两帮混凝土喷层剪切破坏防治方法，其特征在于，所述两帮混凝土喷层的底部截面为尖角朝下的三角形。

3.根据权利要求2所述的锚喷巷道两帮混凝土喷层剪切破坏防治方法，其特征在于，所述两帮混凝土喷层的底部设有底脚锚杆。

4.根据权利要求3所述的锚喷巷道两帮混凝土喷层剪切破坏防治方法，其特征在于，所述两帮混凝土喷层的顶部设有锚杆和加固钢带。

5.根据权利要求4所述的锚喷巷道两帮混凝土喷层剪切破坏防治方法，其特征在于，所述加固钢带的横截面为W型。

6.根据权利要求1至5任一项所述的锚喷巷道两帮混凝土喷层剪切破坏防治方法，其特征在于，所述分割层使用软木条或泡沫塑料条，所述柔性让压层使用软木条或泡沫塑料条。

7.根据权利要求6所述的锚喷巷道两帮混凝土喷层剪切破坏防治方法，其特征在于，所述分割层的宽度等于混凝土喷层厚度、高度为50～100mm、长度为巷道长度。

8.根据权利要求6所述的锚喷巷道两帮混凝土喷层剪切破坏防治方法，其特征在于，所述柔性让压层的宽度等于混凝土喷层厚度、高度为50～100mm、长度为巷道长度。