CN106593467A - 一种煤矿井下软岩巷道支护方法 - Google Patents
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Abstract
一种煤矿井下软岩巷道支护方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)锚网支护：掘进或刷扩巷道后，先采用锚网支护，然后用锚固剂进行端头锚固；(2)架设钢支架：将U型钢加工成内径与巷道直径匹配的圆型钢支架，钢支架有n节，n≥2，使用高强度U型卡缆将锚杆与钢支架进行固定，相邻支架之间使用拉杆进行架间连接；(3)浇筑混凝土：支架安装完好后，在支架内沿铺设钢筋网，并在钢筋网上铺设旧风筒布作为模板，开始浇筑混凝土，采用振动棒振捣密实；(4)壁后注浆：在浇筑的圆形断面混凝土外壁上打设注浆锚杆。本发明通过进行壁后注浆，使得围岩裂隙被水泥浆充填，围岩重回完整状态，不仅增强围岩的稳定性，还能够使支护更有效的发挥作用。
Description
技术领域
本发明涉及矿山开采技术领域，特别涉及一种煤矿井下软岩巷道支护方法。
背景技术
煤矿井下软岩巷道围岩强度低，多具有膨胀性，巷道开挖后在原岩应力和采动应力作用下极易发生严重破坏，在富含水的条件下，围岩遇水易膨胀和软化的特点更加剧了其破坏程度，围岩表现出强烈的流变性特征。现有软岩支护技术主要有锚网支护技术、型钢架棚支护技术、砌碹支护技术、卸压支护技术等，这些支护技术在一些软岩巷道围岩支护工作中得到广泛应用，但均存在一定的缺陷，锚网支护技术和型钢架棚支护技术成本过高，投入-产出比不合理；砌碹支护技术费时费力无法满足快速施工的需要；卸压支护技术无法为大变形围岩提供足够的支护强度。如今的煤矿井下软岩巷道围岩控制与治理工作中，急需一种能够提供针对软岩巷道变形破坏特点的、施工方便、机械化程度的支护技术，可以为巷道围岩提供高强度的支护阻力，有效控制软岩巷道围岩的变形与破坏，增强其稳定程度，避免巷道多次返修，降低维护成本提高生产效率和矿井安全性。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出了一种煤矿井下软岩巷道支护方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)锚网支护：掘进或刷扩巷道后，先采用锚网支护，再用锚固剂进行端头锚固；
(2)架设钢支架：将U型钢加工成内径与巷道直径匹配的圆型钢支架，使用高强度U型卡缆将锚杆与钢支架进行固定，相邻支架之间使用拉杆进行架间连接；
(3)浇筑混凝土：支架安装完好后，在支架内沿铺设钢筋网，采用双排双扣，扣扣相连，并在钢筋网上铺设旧风筒布作为模板，开始浇筑混凝土，采用振动棒振捣密实；
(4)壁后注浆：在浇筑的圆形断面混凝土外壁上打设注浆锚杆。
进一步地，所述锚网支护中的锚杆采用规格φ20mm×2200mm或φ20mm×2400mm、材质为左旋无纵肋等强螺纹钢锚杆，锚杆长度为2000mm-2400mm，间排距900×900mm，锚杆托板采用Q235钢，规格为150mm×150mm×8mm，金属网采用直径为φ6mm的钢筋焊接而成，搭接不少于80mm，每隔80mm，使用14#铁丝进行帮扎。
进一步地，所述锚固剂的材质为快速或中速防水树脂，锚固力不低于60KN，锚杆托板螺母扭紧力不低于150N·m。
进一步地，所述钢支架采用的钢为36U型或18U型或25U型或29U型。
进一步地，所述钢支架有n节，n≥2，钢支架之间的间距为600mm-800mm，每节支架搭接500mm。
进一步地，所述混凝土由粉煤灰砂石、胶结性物料或化学充填材料组成。
进一步地，所述浇筑混凝土厚度为300-400mm，混凝土强度等级为C20或C30。
进一步地，所述支架内铺设钢筋网的规格为φ6mm、网格100mm×100mm、长2000mm、宽1000mm，每片钢筋网搭接长度1格，每格100mm。
进一步地，所述壁后注浆采用的浆液水泥为PO42.5R普通硅酸盐和井下供水混合而成，水灰比为0.55～0.6，注浆压力为3～6MPa。
本发明通过大幅提高锚杆预紧力增强锚杆对于围岩强度的强化作用，对围岩的控制作用大幅提高；引用喷射混凝土作为壁厚充填的方法，相对于单一U型钢支护，增强了U型钢支架与围岩的接触面积和密实度，充分发挥了支架的支护作用。
附图说明
图1为本发明一种煤矿井下软岩巷道支护方法的支护结构示意图。
图中：1-锚杆、2-护顶钢筋网、3-壁后钢筋网、4-混凝土、5-U型钢、6-壁后注浆锚杆、7-U型卡缆。
具体实施方式
下面结合附图对本发明一种煤矿井下软岩巷道支护方法的具体实施方式进行详细说明，该实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
如图1，一种煤矿井下软岩巷道支护方法，包括以下步骤：(1)锚网支护：掘进或刷扩巷道后，先采用锚网支护，锚杆采用规格φ20mm×2200mm或φ20mm×2400mm、材质为左旋无纵肋等强螺纹钢锚杆，锚杆托板采用Q235钢，规格为150mm×150mm×8mm，金属网采用直径为φ6mm的钢筋焊接而成，金属网要紧贴岩面，搭接不少于80mm，每隔180mm使用钢丝进行帮扎；必须使用快速或中速(防水)树脂锚固剂进行端头锚固，锚固力不低于60KN，锚杆托板螺母扭紧力不低于150N·m；
(2)架设钢支架：将U型钢加工成内径与巷道直径匹配的圆型钢支架n节,n≥2，根据断面大小和人工抬运、安装方便重量，确定每节弧长，每节钢支架搭接长度为500mm，使用4副高强度U型卡缆将锚杆与钢支架进行固定，相邻支架之间使用与圆棚组成型钢相同数量的金属拉杆进行架间连接；
(3)浇筑混凝土：支架安装完好后，在支架内沿铺设φ6mm、网格100mm×100mm、长2000mm、宽1000mm钢筋网，每片钢筋网搭接长度1格，每格100mm，采用双排双扣，扣扣相连，并在钢筋网上铺设旧风筒布作为模板，开始浇筑混凝土，混凝土强度为C20或C30，采用振动棒振捣密实；
(4)壁后注浆：在浇筑的圆形断面混凝土外壁顶、帮位置打设中孔注浆锚杆进行注浆。
本发明在某煤矿软岩巷道轨道石门进行实施，支护具体参数如下：
(1)锚网支护。掘进或刷扩巷道后，先采用锚网支护。锚杆采用φ20mm×2200mm左旋无纵肋等强螺纹钢锚杆，锚杆长度2200mm，外露30mm-50mm；树脂药卷采用Z2335型3节或使用1节Z2335和1节Z2360锚固剂，预紧力不低于400N.m；托板采用Q235钢，规格为150mm×150mm×8mm，金属网采用直径为φ6mm的钢筋焊接而成，网格规格80mm×80mm，锚杆间排距900mm×900mm。
(2)架设36U型钢支架：36U型钢加工成内径为巷道直径匹配的U型钢支架，支架间距为600mm，每节支架搭接500mm，使用4副高强度U型卡缆将锚杆与钢支架进行搭接，相邻支架之间使用6道拉杆进行架间连接。
(3)喷射混凝土：支架安装完好后，在支架内沿铺设φ6mm、网格100×100mm、长2000mm、宽1000mm钢筋网，每片钢筋网搭接长度1格，每格100mm，采用双排双扣，扣扣相连，并在钢筋网上铺设旧风筒布作为模板，开始浇筑混凝土，厚度为300mm，混凝土强度为C20，采用振动棒振捣密实。
(4)壁后注浆。巷道掘进支护稳定后，巷道顶帮打注浆锚杆，注浆锚杆间排距为1100mm×1200mm，注浆锚杆采用φ32mm×2200mm，注浆用单液水泥浆为主，采用P.C42.5复合硅酸盐水泥，水灰比1∶0.6，注浆压力水5MPa。
本发明采用软岩巷道锚网喷-U型钢-壁后注浆支护技术，通过大幅提高锚杆预紧力增强锚杆对于围岩强度的强化作用，本技术要求锚杆尾部螺母预紧扭矩达到400Nm以上，根据相关实验结果，其转化成的杆体轴力约为60-80kN，相对于普通锚杆支护要求的100Nm对应的轴力，约高出4-5倍，对围岩的控制及强化作用大幅提高；根据理论计算，本发明主要承载结构锚杆支护和U型钢支护结合起来提供的围岩支护反力至少为0.7MPa，相对于单一支护技术大幅提高；引用喷射混凝土作为壁厚充填的方法，相对于单一U型钢支护，增强了U型钢支架与围岩的接触面积和密实度，充分发挥支架的支护作用；通过进行壁后注浆，相对于无注浆的支护工艺，使得围岩裂隙被水泥浆充填，围岩重回完整状态，不仅增强围岩的稳定性，还能够使支护更有效的发挥作用。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种煤矿井下软岩巷道支护方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)锚网支护：掘进或刷扩巷道后，先采用锚网支护，再用锚固剂进行端头锚固；
(2)架设钢支架：将U型钢加工成内径与巷道直径匹配的圆型钢支架，使用高强度U型卡缆将锚杆与钢支架进行固定，相邻支架之间使用拉杆进行架间连接；
(3)浇筑混凝土：支架安装完好后，在支架内沿铺设钢筋网，采用双排双扣，扣扣相连，并在钢筋网上铺设旧风筒布作为模板，开始浇筑混凝土，采用振动棒振捣密实；
(4)壁后注浆：在浇筑的圆形断面混凝土外壁上打设注浆锚杆。
2.根据权利要求1所述的煤矿井下软岩巷道支护方法，其特征在于，所述锚网支护中的锚杆采用规格φ20mm×2200mm或φ20mm×2400mm、材质为左旋无纵肋等强螺纹钢锚杆，锚杆长度为2000mm-2400mm，间排距900×900mm，锚杆托板采用Q235钢，规格为150mm×150mm×8mm，金属网采用直径为φ6mm的钢筋焊接而成，搭接不少于80mm，每隔80mm，使用14#铁丝进行帮扎。
3.根据权利要求1所述的煤矿井下软岩巷道支护方法，其特征在于，所述锚固剂的材质为快速或中速防水树脂，锚固力不低于60KN，锚杆托板螺母扭紧力不低于150N·m。
4.根据权利要求1所述的煤矿井下软岩巷道支护方法，其特征在于，所述钢支架采用的钢为36U型或18U型或25U型或29U型。
5.根据权利要求1或4所述的煤矿井下软岩巷道支护方法，其特征在于，所述钢支架有n节，n≥2，钢支架之间的间距为600mm-800mm，每节支架搭接500mm。
6.根据权利要求1所述的煤矿井下软岩巷道支护方法，其特征在于，所述混凝土由粉煤灰砂石、胶结性物料或化学充填材料组成。
7.根据权利要求1或6所述的煤矿井下软岩巷道支护方法，其特征在于，所述浇筑混凝土厚度为300-400mm，混凝土强度等级为C20或C30。
8.根据权利要求1所述的煤矿井下软岩巷道支护方法，其特征在于，所述支架内铺设钢筋网的规格为φ6mm、网格100mm×100mm、长2000mm、宽1000mm，每片钢筋网搭接长度1格，每格100mm。
9.根据权利要求1所述的煤矿井下软岩巷道支护方法，其特征在于，所述壁后注浆采用的浆液水泥为PO42.5R普通硅酸盐和井下供水混合而成，水灰比为0.55～0.6，注浆压力为3～6MPa。
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| PB01 | Publication | ||
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| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Jiang Jianshe Inventor after: Guo Xiujie Inventor after: Wei Baofeng Inventor after: Xu Yuxue Inventor after: Shen Hao Inventor before: Jiang Jianshe Inventor before: Guo Xiujie Inventor before: Wei Baofeng Inventor before: Zhang Shaofeng Inventor before: Shen Hao |
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20170426 |