CN110273700A - 一种控制红页岩巷道强力锚注支护结构及其施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种控制红页岩巷道强力锚注支护结构及其施工方法,包括钢筋网、钢筋拱架和混凝土喷层,钢筋网设置在拱形巷道内表面上,混凝土喷层设置在钢筋网上,钢筋拱架支撑在混凝土喷层外表面。本发明的钢筋网、钢筋拱架和混凝土喷层组成巷道拱架,连续型柔性支护,针对红页岩巷道易破碎,吸水膨胀特点,该拱形有较大的变形空间,能够释放围岩初始压力。顶帮部锚索与注浆锚管具有提高顶部、帮部稳定性,两者协同作用,发挥了各自的优点,整体提高了支护效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种控制红页岩巷道强力锚注支护结构及其施工方法,属于非煤矿山巷道支护设备技术领域。
背景技术
在井下采矿过程中,通常需要对巷道进行支护。现有技术中,主要依靠锚网进行支护。而顶板破碎时主要采取增加支护密度的方法,由于顶板松软,锚杆和锚索的锚固力不能保证,顶板存在垮冒的风险,给安全生产带来很大的隐患。因此,常采用架设 U 型钢棚的方法,背板和钢棚占巷道有效面积,巷道掘进断面需要增大,因此增加了工程量,进而使工作量大,成本高,且进度慢,在服务期间需要多次返修,严重制约了矿产资源安全高效开采。随着开采不断进行,巷道受力不均,维护问题更加突出,传统的U型钢支护时巷道,巷道两帮容易内移,支护强度降低。
发明内容
本发明要解决的技术问题是:提供一种控制红页岩巷道强力锚注支护结构及其施工方法,以解决上述现有技术中存在的问题。
本发明采取的技术方案为:
一种控制红页岩巷道强力锚注支护结构,包括钢筋网、钢筋拱架和混凝土喷层,钢筋网设置在拱形巷道内表面上,混凝土喷层设置在钢筋网上,钢筋拱架支撑在混凝土喷层外表面。
优选的,上述钢筋拱架包括主钢筋和辅助钢筋,主钢筋为倒立U型结构,采用多条沿着巷道方向间隔布置,辅助钢筋环向布置,主钢筋和辅助钢筋间采用铁丝捆绑扎固定。
优选的,上述主钢筋间距为200-300mm,辅助钢筋间距为300-400mm。
优选的,上述一种控制红页岩巷道强力锚注支护结构,还包括挡土桩,挡土桩设置在巷道左右两侧。
优选的,上述一种控制红页岩巷道强力锚注支护结构,还包括中空注浆锚索和钢化管,中空注浆锚索设置在巷道拱部径向方向上,中空注浆锚索外端通过锚盘和螺母紧固在钢筋拱架上,钢花管设置在巷道水平两侧中部,外端通过锚盘和螺母紧固在钢筋拱架上。
一种控制红页岩巷道强力锚注支护结构的施工方法,该方法包括以下步骤:
(1)将巷道开挖至设计断面,施工锚杆钻孔,打入锚杆,间排距为500-800mm,并架设锚网;
(2)扩刷5-6m后方(距离扩刷施工地点5-6m的后方),在矿体一侧帮部挖掘钢筋混凝土挡土桩矩形槽,在槽内植入Φ18-Φ28纵筋和Φ6-Φ12横筋并绑扎,用建筑模板搭接形成浇筑成形的模盒,槽内用C30标号混泥土进行浇筑;
(3)对巷道表面喷射混凝土形成混凝土层;
(4)巷道断面架设Φ16-Φ18主钢筋,沿巷道走向架设Φ10-Φ12辅助钢筋,主钢筋间距200mm-300mm,辅钢筋间距300mm-400mm,主钢筋和辅助钢筋间用铁丝绑扎;
(5)施工注浆锚索钻孔,钻孔直径20-24mm,孔深为5000-8000mm,施工注浆孔钻孔,孔直径为30-45mm,孔深3000-4000mm,插入注浆钢花管,连接注浆泵,使用2-3Mpa注浆压力的注浆泵进行注浆,注浆完毕后,钢花管外端上紧锚盘,扭紧螺母,将中空注浆锚索插入注浆孔张拉后进行注浆,使用7-10Mpa注浆压力的注浆泵进行注浆,注浆完毕后,中空注浆锚索外端上紧锚盘,扭紧螺母;
(6)剪断外露的注浆管和中空注浆锚索,巷道表面喷200-300mm厚的混凝土。
本发明的有益效果:与现有技术相比,本发明的钢筋网、钢筋拱架和混凝土喷层组成巷道拱架,连续型柔性支护,针对红页岩巷道易破碎,吸水膨胀特点,该拱形有较大的变形空间,能够释放围岩初始压力。顶帮部锚索与注浆锚管具有提高顶部、帮部稳定性,两者协同作用,发挥了各自的优点,整体提高了支护效果。
附图说明
图1是本发明的结构示意图;
图2是本发明的结构示意图(设置挡土桩)。
具体实施方式
下面结合附图及具体的实施例对本发明进行进一步介绍。
实施例1:如图1-图2所示,一种控制红页岩巷道强力锚注支护结构,包括钢筋网1、钢筋拱架2和混凝土喷层3,钢筋网1设置在拱形巷道内表面上,混凝土喷层3设置在钢筋网1上,钢筋拱架2支撑在混凝土喷层3外表面。
优选的,上述钢筋拱架2包括主钢筋和辅助钢筋,主钢筋为倒立U型结构,采用多条沿着巷道方向间隔布置,辅助钢筋环向布置,主钢筋和辅助钢筋间采用铁丝捆绑扎固定。
优选的,上述主钢筋间距为200-300mm,辅助钢筋间距为300-400mm。
优选的,上述一种控制红页岩巷道强力锚注支护结构,还包括挡土桩5,挡土桩5设置在巷道左右两侧。
优选的,上述一种控制红页岩巷道强力锚注支护结构,还包括中空注浆锚索4和钢化管6,中空注浆锚索4设置在巷道拱部径向方向上,中空注浆锚索4外端通过锚盘7和螺母紧固在钢筋拱架3上,钢花管6设置在巷道水平两侧中部,外端通过锚盘7和螺母紧固在钢筋拱架3上。
实施例2:一种控制红页岩巷道强力锚注支护结构的施工方法,该方法包括以下步骤:
(1)将巷道开挖至设计断面,施工锚杆钻孔,打入锚杆,间排距为500-800mm,并架设锚网;
(2)扩刷5-6m后方(距离扩刷施工地点5-6m的后方),在矿体一侧帮部挖掘钢筋混凝土挡土桩矩形槽,在槽内植入Φ18-Φ28纵筋和Φ6-Φ12横筋并绑扎,用建筑模板搭接形成浇筑成形的模盒,槽内用C30标号混泥土进行浇筑,挡土桩每隔5-6m布置一个,尺寸为长300mm-400mm,宽300mm-400mm,高2000-2500mm,其中300mm-500mm深为柱基;
(3)对巷道表面喷射混凝土形成混凝土层;
(4)巷道断面架设Φ16-Φ18主钢筋,沿巷道走向架设Φ10-Φ12辅助钢筋,主钢筋间距200mm-300mm,辅钢筋间距300mm-400mm,主钢筋和辅助钢筋间用铁丝绑扎;
(5)施工注浆锚索钻孔,钻孔直径20-24mm,孔深为5000-8000mm,其中顶部中间锚索垂直向上,巷肩部锚索与水平方向夹角为50~60°,帮部一排锚索距巷道底板高350~550mm,呈水平布置,施工注浆孔钻孔,孔直径为30-45mm,孔深3000-4000mm,插入注浆钢花管,连接注浆泵,使用2-3Mpa注浆压力的注浆泵进行注浆,注浆完毕后,钢花管外端上紧锚盘,扭紧螺母,将中空注浆锚索插入注浆孔张拉后进行注浆,使用7-10Mpa注浆压力的注浆泵进行注浆,注浆完毕后,中空注浆锚索外端上紧锚盘,扭紧螺母;
(6)剪断外露的注浆管和中空注浆锚索,巷道表面喷200-300mm厚的混凝土。
传统的U型钢支护时巷道,巷道两帮容易内移,支护强度降低。施加注浆锚管和注浆锚索,巷道内部围岩加固,承载力大大提高。钢筋+混凝土+钢筋形成的支护结构有效的限制巷道表面的变形。采用钢筋混凝土挡土桩支撑围岩帮部,限制巷道帮部围岩的变形,两个钢筋混凝土挡土桩之间有为铺设的钢筋网,可以为巷道帮部围岩的变形预留一定的释放空间。注浆锚索,注浆锚管与钢筋混凝土挡土桩协同作用,可以发挥各自的优点,有效控制红页岩巷道的稳定。在金属支架维护较为困难的软岩巷道具有广泛的应用前景。
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所述权利要求的保护范围为准。
Claims (6)
1.一种控制红页岩巷道强力锚注支护结构,其特征在于:包括钢筋网(1)、钢筋拱架(2)和混凝土喷层(3),钢筋网(1)设置在拱形巷道内表面上,混凝土喷层(3)设置在钢筋网(1)上,钢筋拱架(2)支撑在混凝土喷层(3)外表面。
2.根据权利要求1所述的一种控制红页岩巷道强力锚注支护结构,其特征在于:钢筋拱架(2)包括主钢筋和辅助钢筋,主钢筋为倒立U型结构,采用多条沿着巷道方向间隔布置,辅助钢筋环向布置,主钢筋和辅助钢筋间采用铁丝捆绑扎固定。
3.根据权利要求1所述的一种控制红页岩巷道强力锚注支护结构,其特征在于:主钢筋间距为200-300mm,辅助钢筋间距为300-400mm。
4.根据权利要求1所述的一种控制红页岩巷道强力锚注支护结构,其特征在于:还包括挡土桩(5),挡土桩(5)设置在巷道左右两侧。
5.根据权利要求1所述的一种控制红页岩巷道强力锚注支护结构,其特征在于:还包括中空注浆锚索(4)和钢化管(6),中空注浆锚索(4)设置在巷道拱部径向方向上,中空注浆锚索(4)外端通过锚盘(7)和螺母紧固在钢筋拱架(3)上,钢花管(6)设置在巷道水平两侧中部,外端通过锚盘(7)和螺母紧固在钢筋拱架(3)上。
6.根据权利要求1所述的一种控制红页岩巷道强力锚注支护结构的施工方法,其特征在于:该方法包括以下步骤:
(1)将巷道开挖至设计断面,施工锚杆钻孔,打入锚杆,间排距为500-800mm,并铺设金属网;
(2)紧跟掘进工作面,在矿体一侧帮部挖掘钢筋混凝土挡土桩矩形槽,在槽内植入Φ18-Φ28纵筋和Φ6-Φ12横筋并绑扎,用建筑模板搭接形成浇筑成形的模盒,槽内用C30标号混泥土进行浇筑;
(3)对巷道表面喷射混凝土形成混凝土层;
(4)巷道断面架设Φ16-Φ18主钢筋,沿巷道走向架设Φ10-Φ12辅助钢筋,主钢筋间距200mm-300mm,辅钢筋间距300mm-400mm,主钢筋和辅助钢筋间用铁丝绑扎;
(5)施工注浆锚索钻孔,钻孔直径20-24mm,孔深为5000-8000mm,施工注浆孔钻孔,孔直径为30-45mm,孔深3000-4000mm,插入注浆钢花管,连接注浆泵,使用2-3Mpa注浆压力的注浆泵进行注浆,注浆完毕后,钢花管外端上紧锚盘,扭紧螺母,将中空注浆锚索插入注浆孔张拉后进行注浆,使用7-10Mpa注浆压力的注浆泵进行注浆,注浆完毕后,中空注浆锚索外端上紧锚盘,扭紧螺母;
(6)剪断外露的注浆管和中空注浆锚索,巷道表面喷200-300mm厚的混凝土。
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