CN109578032A - 一种高应力破碎围岩硐室加固方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高应力破碎围岩硐室加固方法，步骤为：采用锚杆支护的方式对硐室围岩进行初步支护，使周围破碎岩体形成承载结构；采用U型钢制作反拱梁和U型钢绑腿；在两排锚杆之间进行锚索支护；在U型钢绑腿与围岩之间进行注浆；硐室底部用混凝土回填至设计高度。本发明的高应力破碎围岩硐室加固方法采用U型钢反拱梁作为支护底板，破碎围岩采用锚注支护，结合锚索形成小结构承载体，在高地应力松软破碎围岩条件下，对硐室加大底板支护强度，控制硐室底鼓，通过锚注支护，增强岩体强度，提高小结构承载能力，一次有效支护增加硐室服务年限，可以减小返修率，节省维修费用。
Description
技术领域
本发明属于硐室围岩控制的技术领域，尤其涉及一种高应力破碎围岩硐室加固方法。
背景技术
随着煤炭开采深度的加深，地应力增大，对硐室围岩的支护强度要求越来越高，由于当前情况下硐室支护技术普遍采用锚杆、锚索、喷浆联合支护的一般支护方法，不能适应高地应力松软破碎围岩条件下的支护要求，尤其是在高地应力条件下底板底鼓现象时有发生，所以高应力矿井普遍存在硐室围岩支护较难，返修率高的情况。
公开号为CN105569672A的专利公开了一种机头硐室的支护方法，首先铺设铁丝网片，然后打注锚杆和锚索，最后进行喷浆支护；其中，打注锚杆时，锚杆规格为φ20mm×2400mm，锚杆的间排距为800mm×800mm；打注锚索时，锚索采用规格为φ17.8mm×7300mm的钢绞线钢体，锚索托盘规格为300mm×300mm×16mm，锚索间排距为2100mm×2400mm，锚索托梁采用11#工字钢梁，相邻两排锚索共用一根3m长的11#工字钢梁连接，11#工字钢两端各留300mm；喷浆支护时，喷浆厚度200mm，强度C20。该方法支护强度较低，不适应深埋硐室高地应力松软围岩条件下，硐室围岩支护，且对底板没有保护措施，无法有效控制高地应力造成的底板底鼓。
公开号为CN103452569A的专利公开了一种大断面硐室支护方法，包括顺序相接的如下步骤:在目标硐室高度方向上顶部至顶部以下2.5-3.5m之间，且宽度方向上中央的位置，采用光面爆破掘进至所需长度，掘进宽度为2.5-3.5m,掘进速度为2-2.5m/次，每掘进一次喷砼一次，掘进至所需长度后对进行第一层锚网支护；顶板扩帮，每扩帮一次喷砼一次、第一层锚网支护一次；进行第二次喷砼至第一层锚网被全部覆盖，安装第二层锚网，并用托盘将第二层锚网固定；第三次喷砼至第二层锚网被全部覆盖，得初成硐室；经初成硐室爆破至所需高度。该方案可在地质条件较差的地段开挖大断面硐室，支护体强度可达C25以上，且施工简单，作业安全，效率高，省材料，但其对硐室底板控制考虑较少，无法有效控制高地应力松软围岩条件下硐室底鼓。
公开号为CN205422736U的专利公开了一种给煤机硐室支护结构，包括钢筋混凝土框架、锚索一围岩承载壳，钢筋混凝土框架由浇铸成整体的基础、立柱、圈梁组成，沿硐室轴向采用预应力锚索加长锚固加固硐室两帮及底板围岩，形成一定厚度的锚索一围岩承载壳，锚索一围岩承载壳由钢筋网、槽钢托梁、锚索及围岩组成，钢筋混凝土框架与锚索一围岩承载壳之间留有一定宽度的卸压空间。该方案协同发挥了锚索及钢筋混凝土框架的主被动支护作用，支护强度高，安全经济，能保证煤矿井下煤仓给煤机硐室长期正常安全使用的要求。对于破碎比较严重的硐室围岩，其围岩深部在高地应力作用下，已经产生了一定的裂隙发育，导致锚索的支护作用无法达到预想效果。此方案支护方式底板处容易出现应力集中现象，对底鼓控制效果不佳。
发明内容
基于以上现有技术的不足，本发明所解决的技术问题在于提供一种高应力破碎围岩硐室加固方法，对硐室加大底板支护强度，控制硐室底鼓，通过锚注支护，增强岩体强度，提高小结构承载能力。
为了解决上述技术问题，本发明通过以下技术方案来实现：
本发明提供一种高应力破碎围岩硐室加固方法，包括以下步骤：
S1：采用锚杆支护的方式对硐室围岩进行初步支护，使周围破碎岩体形成承载结构；
S2：采用U型钢制作反拱梁和U型钢绑腿，反拱梁与U型钢绑腿之间采用耳式连接；
S3：在两排锚杆之间进行锚索支护；
S4：在U型钢绑腿与围岩之间进行注浆；
S5：硐室底部用混凝土回填至设计高度。
可选的，在步骤S1中：
在硐室两帮对称布置三排锚杆，单排设置四根锚杆，位于顶角的锚杆向上倾斜15度，位于底角的锚杆向下倾斜15度，锚杆间距为1100mm，排间距为1000mm；
硐室顶板的一排锚杆中布置五根锚杆，锚杆间隔角度30度。
可选的，在步骤S1中：在破碎围岩相应位置布置钻孔，锚杆采用注浆锚杆，锚杆长度2400mm，然后将封孔器与注浆锚杆一同插入钻孔，并固定好封孔器，再将注浆接头连接到注浆锚杆上后，气动注浆泵，通过观测注浆效果来控制注浆泵的开停，停泵后及时撤下连接头，然后进行下一组注浆。
在步骤S2中：所述反拱梁由向下凹的弧形U型钢构成。
在步骤S3中：硐室顶板的每排锚索中设置四根锚索，旋转角度为30度；
硐室的每帮设置两排锚索，每排设置三根锚索，锚索间距为1100mm，锚索排间距为1000mm；
锚索托盘固定在所述U型钢绑腿上。
由上，本发明的高应力破碎围岩硐室加固方法采用U型钢反拱梁作为支护底板，破碎围岩采用锚注支护，结合锚索形成小结构承载体，在高地应力松软破碎围岩条件下，对硐室加大底板支护强度，控制硐室底鼓，通过锚注支护，增强岩体强度，提高小结构承载能力，一次有效支护增加硐室服务年限，可以减小返修率，节省维修费用。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下结合优选实施例，并配合附图，详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍。
图1为本发明的高应力破碎围岩硐室加固方法的流程图；
图2为本发明的高应力破碎围岩硐室的加固布置图；
图3为硐室的一帮的支护示意图；
图4为硐室顶板的支护示意图；
图5为锚注支护的注浆工艺图。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的具体实施方式，其作为本说明书的一部分，通过实施例来说明本发明的原理，本发明的其他方面、特征及其优点通过该详细说明将会变得一目了然。在所参照的附图中，不同的图中相同或相似的部件使用相同的附图标号来表示。
如图1至图5所示，本发明的高应力破碎围岩硐室加固方法包括以下步骤：
第一步：采用锚杆支护的方式对硐室围岩进行初步支护，使周围破碎岩体形成承载结构。
锚杆支护设计方案为：在硐室两帮对称布置三排锚杆，单排设置四根锚杆31，位于顶角的锚杆31向上倾斜15度，位于底角的锚杆31向下倾斜15度，锚杆31间距为1100mm，排间距为1000mm。硐室的顶板布置三排锚杆，一排布置五根锚杆32，锚杆32间隔角度30度，硐室顶板上的锚杆排间距也为1000mm。
锚杆的布置方案如图2至图4所示，根据支护参数在破碎围岩1相应位置布置钻孔2，锚杆采用注浆锚杆，锚杆长度2400mm，然后将封孔器4与注浆锚杆3一同插入钻孔2，并固定好封孔器，再将注浆接头5连接到注浆锚杆3上后，启动注浆泵6，通过观测注浆效果来控制注浆泵的开停，停泵后及时撤下连接头，然后进行下一组注浆，其中注浆泵6的两端分别连接有水泥浆注浆管7、水玻璃注浆管8，以及水泥浆吸料管9、水玻璃吸料管10。为了提高锚注支护速度，多次进行钻孔2后统一注浆。锚注支护系统工艺图，如图5所示。
第二步：采用U型钢制作反拱梁和U型钢绑腿，反拱梁与U型钢绑腿之间采用耳式连接，反拱梁和U型钢绑腿分别位于硐室底部和硐室两帮，U型钢绑腿的间距为1000mm，反拱梁由向下凹的弧形U型钢构成。
第三步：按照支护方案设计，在两排锚杆之间进行锚索支护，硐室顶板每排锚索中设置四根锚索33，旋转角度为30度，硐室的每帮设置两排锚索34，每排设置三根锚索，锚索间距为1100mm，锚索排间距为1000mm。锚索采用高强度低松弛预应力钢绞线，锚索长度6400mm，预紧力300KN。把锚索托盘固定在U型钢绑腿上，使前面锚注、U型钢反拱支护形成的小承载结构与深部岩体组成更加稳定的大承载结构。
第四步：壁后注浆，在U型钢绑腿与围岩之间进行注浆。硐室底部用混凝土20回填至设计高度。
本发明的高应力破碎围岩硐室加固方法采用U型钢反拱梁作为支护底板，破碎围岩采用锚注支护，结合锚索形成小结构承载体，在高地应力松软破碎围岩条件下，对硐室加大底板支护强度，控制硐室底鼓，通过锚注支护，增强岩体强度，提高小结构承载能力，一次有效支护增加硐室服务年限，可以减小返修率，节省维修费用。
以上所述是本发明的优选实施方式而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和变动，这些改进和变动也视为本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种高应力破碎围岩硐室加固方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：采用锚杆支护的方式对硐室围岩进行初步支护，使周围破碎岩体形成承载结构；
S2：采用U型钢制作反拱梁和U型钢绑腿，反拱梁与U型钢绑腿之间采用耳式连接；
S3：在两排锚杆之间进行锚索支护；
S4：在U型钢绑腿与围岩之间进行注浆；
S5：硐室底部用混凝土回填至设计高度。
2.如权利要求1所述的高应力破碎围岩硐室加固方法，其特征在于，在步骤S1中：
在硐室两帮对称布置三排锚杆，单排设置四根锚杆，位于顶角的锚杆向上倾斜15度，位于底角的锚杆向下倾斜15度，锚杆间距为1100mm，排间距为1000mm；
硐室顶板的一排锚杆中布置五根锚杆，锚杆间隔角度30度。
3.如权利要求2所述的高应力破碎围岩硐室加固方法，其特征在于，在步骤S1中：在破碎围岩相应位置布置钻孔，锚杆采用注浆锚杆，锚杆长度2400mm，然后将封孔器与注浆锚杆一同插入钻孔，并固定好封孔器，再将注浆接头连接到注浆锚杆上后，气动注浆泵，通过观测注浆效果来控制注浆泵的开停，停泵后及时撤下连接头，然后进行下一组注浆。
4.如权利要求1所述的高应力破碎围岩硐室加固方法，其特征在于，在步骤S2中：所述反拱梁由向下凹的弧形U型钢构成。
5.如权利要求1所述的高应力破碎围岩硐室加固方法，其特征在于，在步骤S3中：
硐室顶板的每排锚索中设置四根锚索，旋转角度为30度；
硐室的每帮设置两排锚索，每排设置三根锚索，锚索间距为1100mm，锚索排间距为1000mm；
锚索托盘固定在所述U型钢绑腿上。
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20190405 |