CN111173548A - 一种弹性螺旋锚固式井巷支护方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种弹性螺旋锚固式井巷支护方法，涉及井下巷道支护技术领域。包括：采用弹性螺旋式锚杆对井巷进行支护；步骤一、根据巷道断面形状，确定锚杆间排距及锚杆的锚固深度，且选择整体式∩型支护架；步骤二、钻进钻孔，进行清扫钻孔，将所述弹性螺旋式锚杆插进钻孔内，将套环固定于钻孔内，旋转管体，使弹性螺旋杆的螺旋半径扩大除两端部外，管体注浆，注浆完成后封孔；步骤三、将∩型支护架固定在管体上。本发明通过采用弹性螺旋式锚杆对井巷进行支护，有效的提升了巷道空间的利用率，且通过锚杆将∩型支护架固定在巷道围岩上，能够有效的将整体式支护架紧贴围岩，有效的提升了巷道围岩的整体稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及井下巷道支护技术领域，具体涉及一种弹性螺旋锚固式井巷支护方法。
背景技术
井下巷道在开挖后，岩石的应力平衡状态被打破，造成围岩应力集中，岩石强度下降，由弹塑性状态变成松弛破裂状态，表现出多种矿压显现特征，对其进行支护尤为重要。
目前，巷道掘进广泛采用一次成巷法，即将掘进、支护和水沟掘砌在一定距离内顺序完成。在井巷掘进出空间后进行支护时，所采用的支护方法主要有：1)以锚杆支护为主，在改善巷道围岩力学性能的积极支护形式，包括锚喷支护、锚网支护、锚喷网支护等；2)以被动支护形式，包括木棚支架、钢筋混凝土支架、金属型钢支架、料石碹、混凝土及钢筋混凝土碹等；3)以锚杆和注浆加固为主的积极主动加固形式，包括锚注支护、预应力锚索支护等；
现有软弱岩层在掘进中，为了加快掘进的进程，多采用支架支护方式以及喷网支护，但是由于顶板与架棚之间的接触不良，从而严重降低了支护强度，甚至使整个支护结构失效，可能造成顶板事故和突水事故等；同时，支架的使用会占用巷道的空间，影响掘进时排渣的效率；另外，采用喷网支护，只是短时间对松动的围岩进行稳固，但是后期没有及时永久支护，可能会出现片帮和冒顶，存在严重的安全隐患，严重影响掘进工期。而锚杆支护与现有支架支护相比，显著提高了巷道支护效果，降低了巷道支护成本，减轻了工人劳动强度，保证了安全生产，为巷道快速掘进创造了良好条件。但是，现有的锚杆支护方式已不能满足巷道的支护要求，因此，对于软弱岩层的巷道支护，缺乏合理及优化的支护方法。
发明内容
为了解决上述背景技术中的不足，提供一种弹性螺旋锚固式井巷支护方法。通过采用弹性螺旋式锚杆对井巷进行支护，增加了其锚固力，且通过锚杆将∩型支护架固定在巷道围岩上，能够有效的将整体式支护架紧贴围岩，有效的提升了巷道围岩的整体稳定性。
为了实现上述目的，本发明提供的弹性螺旋锚固式井巷支护方法，采用弹性螺旋式锚杆对井巷进行支护，所述弹性螺旋式锚杆包括管体及缠绕于所述管体上的弹性螺旋杆，所述管体上设有多个第一注浆孔，所述螺旋杆一端与所述管体端部连接，另一端连接有套环，所述套环套设于所述管体上；具体井巷支护方法，包括以下步骤：
步骤一、根据巷道断面形状，确定所述锚杆间排距及所述锚杆的锚固深度，且选择整体式∩型支护架；
步骤二、钻进钻孔，进行清扫钻孔，将连接有所述螺旋杆的所述管体一端插入钻孔内，将所述套环固定于钻孔内壁，所述管体另一端延伸至钻孔外，旋转所述管体，使所述螺旋杆的螺旋半径扩大，并除所述螺旋杆两端部外，其余部分与所述管体相分离，且紧贴钻孔内壁，其后进行分批次向管体内注浆，注浆完成后封孔；
步骤三、将∩型支护架固定在延伸至钻孔外的管体上，且使∩型支护架紧贴围岩。
优选的，所述管体端部与所述螺旋杆端部固定连接，且所述管体端部锥形状。
优选的，所述螺旋杆分布于所述管体的前半部。
优选的，所述螺旋杆缠绕于所述管体上，且嵌入所述管体内。
优选的，所述套环位于所述管体中部或者端部。
更优选的，所述套环与所述管体之间螺纹连接。
优选的，所述套环为中空结构，且周向均布有多个第二注浆孔，一侧连通有注浆管。
优选的，将多个∩型支护架通过弹性螺旋锚杆等间隔的固定于巷道围岩上。
更优选的，每个∩型支护架之间设有支护网或支护板，且在设有支护网上喷射砂浆。
优选的，所述巷道断面形状包括拱形、马蹄形或圆形。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
本发明提供的一种弹性螺旋锚固式井巷支护方法，通过采用弹性螺旋式锚杆对井巷进行支护，增加了其锚固力，减少了巷道内支架的使用，且避免支架占用巷道的空间，有效的提升了巷道空间的利用率；且通过锚杆将∩型支护架固定在巷道围岩上，能够有效的将整体式支护架紧贴围岩，有效的提升了巷道围岩的整体稳定性。
本发明提供的弹性螺旋式锚杆，在用于注浆的管体上缠绕螺旋杆，将管体连通螺旋杆一同插入开钻的钻孔内，且管体一端延伸至钻孔外，用于注浆和锚固围岩，拉设支护架，同时将套环固定卡舍在钻孔内，通过旋转管体，使弹性螺旋杆的螺旋半径扩大除两端部外，其余部分与管体相分离，且紧贴钻孔内壁，螺旋杆在钻孔内，在受拉力作用时，能够弹性膨胀，再通过分批次向管体内注浆，有效的提升锚杆的紧固力和抗拉拔力，从而进一步有效的提升了巷道围岩稳定性。
附图说明
图1为实施例1和实施例2提供的弹性螺旋锚固式井巷支护方法中弹性螺旋式锚杆结构示意图。
图2为实施例1和实施例2提供的弹性螺旋锚固式井巷支护方法中弹性螺旋式锚杆管体旋转后的结构示意图。
图3为实施例3提供的弹性螺旋锚固式井巷。支护方法中弹性螺旋式锚杆管体旋转后的结构示意图。
具体实施方式
为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案能予以实施，下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但所举实施例不作为对本发明的限定。
需要说明的是，下述各实施例中所述试验方法，如无特殊说明，均为常规方法。
实施例1
一种弹性螺旋锚固式井巷支护方法，如图1～2所示，采用弹性螺旋式锚杆对井巷进行支护；弹性螺旋式锚杆包括管体1及缠绕于管体1上的弹性螺旋杆2，管体1上设有多个第一注浆孔102，螺旋杆2一端与管体1端部连接，另一端连接有套环201，套环201套设于管体1上；螺旋杆2分布于管体1的前半部；其中套环201与管体1之间螺纹连接，且套环201位于管体1的端部；
具体井巷支护方法，包括以下步骤：
步骤一、根据巷道断面形状，确定锚杆间排距及锚杆的锚固深度，且选择整体式∩型支护架；其中巷道断面形状为拱形；锚杆间排距及锚杆的锚固深度均符合国家标准《煤矿巷道锚杆支护技术规范》GB/T 35056-2018要求；
步骤二、钻进钻孔，进行清扫钻孔，将连接有螺旋杆2的管体1一端插入钻孔内，套环201固定于钻孔内，管体1另一端延伸至钻孔外，其中插入钻孔内的管体1端部为锥形状；
旋转管体1，使弹性螺旋杆2的螺旋半径扩大，并除螺旋杆2两个端部外，其余部分与管体1相分离，且紧贴钻孔内壁，其后进行分批次向管体1内注浆，注浆完成后封孔；
步骤三、将∩型支护架固定在管体1上，且使∩型支护架紧贴围岩，再在整体式∩型支护架与围岩之间有缝隙的通过砌碹紧贴，并进行喷射砂浆；
同时，将多个∩型支护架通过弹性螺旋锚杆等间隔的固定于巷道围岩上，每个∩型支护架之间设有支护网，且在设有支护网上喷射砂浆。
其中，通过管体向注入钻孔内的浆液包括水泥锚固剂或高聚物锚固剂。
实施例2
一种弹性螺旋锚固式井巷支护方法，如图1～2所示，采用弹性螺旋式锚杆对井巷进行支护；弹性螺旋式锚杆包括管体1及缠绕于管体1上的弹性螺旋杆2，管体1上设有多个第一注浆孔102，螺旋杆2一端与管体1端部连接，另一端连接有套环201，套环201套设于管体1上；其中，螺旋杆2缠绕于管体1上，且嵌入管体1内；其中套环201与管体1之间螺纹连接；
具体井巷支护方法，包括以下步骤：
步骤一、根据巷道断面形状，确定锚杆间排距及锚杆的锚固深度，且选择整体式∩型支护架；其中巷道断面形状为马蹄形；锚杆间排距及锚杆的锚固深度均符合国家标准《煤矿巷道锚杆支护技术规范》GB/T 35056-2018要求；
步骤二、钻进钻孔，进行清扫钻孔，将连接有螺旋杆2的管体1一端插入钻孔内，套环201固定于钻孔内，管体1另一端延伸至钻孔外，其中插入钻孔内的管体1端部为锥形状；
旋转管体1，使弹性螺旋杆2的螺旋半径扩大，并除螺旋杆2两个端部外，其余部分与管体1相分离，且紧贴钻孔内壁，其后进行分批次向管体1内注浆，注浆完成后封孔；
步骤三、将∩型支护架固定在管体1上，且使∩型支护架紧贴围岩，再在整体式∩型支护架与围岩之间有缝隙的通过砌碹紧贴，并进行喷射砂浆；
同时，将多个∩型支护架通过弹性螺旋锚杆等间隔的固定于巷道围岩上，每个∩型支护架之间设有支护板。
其中，通过管体向注入钻孔内的浆液包括水泥锚固剂或高聚物锚固剂。
实施例3
一种弹性螺旋锚固式井巷支护方法，如图3所示，采用弹性螺旋式锚杆对井巷进行支护；弹性螺旋式锚杆包括管体1及缠绕于管体1上的弹性螺旋杆2，管体1上设有多个第一注浆孔102，螺旋杆2一端与管体1端部连接，另一端连接有套环201，套环201套设于管体1上；其中套环201与管体1之间螺纹连接，且套环201位于管体1的中部；套环201为中空结构，且周向均布有第二注浆孔，一侧连通有注浆管202；
具体井巷支护方法，包括以下步骤：
步骤一、根据巷道断面形状，确定锚杆间排距及锚杆的锚固深度，且选择整体式∩型支护架；其中巷道断面形状为圆形；锚杆间排距及锚杆的锚固深度均符合国家标准《煤矿巷道锚杆支护技术规范》GB/T 35056-2018要求；
步骤二、钻进钻孔，进行清扫钻孔，将连接有螺旋杆2的管体1一端插入钻孔内，套环201固定于钻孔内，管体1另一端延伸至钻孔外，其中插入钻孔内的管体1端部为锥形状；其后，先通过注浆管202向套环内201注浆，等套环201固定的卡舍在钻孔内，在旋转管体1，使弹性螺旋杆2的螺旋半径扩大，并除螺旋杆2两端部外，其余部分与管体1相分离，且紧贴钻孔内壁，进行分批次向管体1内注浆，注浆完成后封孔；
步骤三、将∩型支护架固定在管体1上，且使∩型支护架紧贴围岩，再在整体式∩型支护架与围岩之间有缝隙的通过砌碹紧贴，并进行喷射砂浆；
同时，将多个∩型支护架通过弹性螺旋锚杆等间隔的固定于巷道围岩上，每个∩型支护架之间设有支护板。
其中，通过管体向注入钻孔内的浆液包括水泥锚固剂或高聚物锚固剂。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种弹性螺旋锚固式井巷支护方法，其特征在于，采用弹性螺旋式锚杆对井巷进行支护，所述弹性螺旋式锚杆包括管体(1)及缠绕于所述管体(1)上的弹性螺旋杆(2)，所述管体(1)上设有多个第一注浆孔(102)，所述螺旋杆(2)一端与所述管体(1)端部连接，另一端连接有套环(201)，所述套环(201)套设于所述管体(1)上；
具体井巷支护方法，包括以下步骤：
步骤一、根据巷道断面形状，确定所述锚杆间排距及所述锚杆的锚固深度，且选择整体式∩型支护架；
步骤二、钻进钻孔，进行清扫钻孔，将连接有所述螺旋杆(2)的所述管体(1)一端插入钻孔内，将所述套环(201)固定于钻孔内壁，所述管体(1)另一端延伸至钻孔外，旋转所述管体(1)，使所述螺旋杆(2)的螺旋半径扩大，并除所述螺旋杆(2)两端部外，其余部分与所述管体(1)相分离，且紧贴钻孔内壁，其后进行分批次向管体(1)内注浆，注浆完成后封孔；
步骤三、将∩型支护架固定在延伸至钻孔外的管体(1)上，且使∩型支护架紧贴围岩。
2.根据权利要求1所述的弹性螺旋锚固式井巷支护方法，其特征在于，所述管体(1)端部与所述螺旋杆(2)端部固定连接，且所述管体(1)端部锥形状。
3.根据权利要求1所述的弹性螺旋锚固式井巷支护方法，其特征在于，所述螺旋杆(2)分布于所述管体(1)的前半部。
4.根据权利要求1所述的弹性螺旋锚固式井巷支护方法，其特征在于，所述螺旋杆(2)缠绕于所述管体(1)上，且嵌入所述管体(1)内。
5.根据权利要求1所述的弹性螺旋锚固式井巷支护方法，其特征在于，所述套环(201)位于所述管体(1)的中部或者端部。
6.根据权利要求1或5所述的弹性螺旋锚固式井巷支护方法，其特征在于，所述套环(201)与所述管体(1)之间螺纹连接。
7.根据权利要求7所述的弹性螺旋锚固式井巷支护方法，其特征在于，所述套环(201)为中空结构，且周向均布有多个第二注浆孔，一侧连通有注浆管(202)。
8.根据权利要求1所述的弹性螺旋锚固式井巷支护方法，其特征在于，将多个∩型支护架通过弹性螺旋锚杆等间隔的固定于巷道围岩上。
9.根据权利要求8所述的弹性螺旋锚固式井巷支护方法，其特征在于，每个∩型支护架之间设有支护网或支护板，且在设有支护网上喷射砂浆。
10.根据权利要求1所述的弹性螺旋锚固式井巷支护方法，其特征在于，所述巷道断面形状包括拱形、马蹄形或圆形。
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