CN113586081A - 一种应用于高冲击地压的双桁架巷道主动动态修护方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于桁架支护技术领域，具体涉及一种应用于高冲击地压的双桁架巷道主动动态修护方法，包括强韧封层结构，强韧封层结构设置在开设在巷道帮顶的空腔内，由巷道帮顶向下依次设置的第一层次喷层、第一层次锚杆、第一层次钢丝绳网格、第二层次喷层、第二层次锚杆、第二层次钢丝绳网格、第三层次喷层组成，巷道两帮顶角处交叉安装有锚索，巷道两帮帮面固定安装有细长高强度钢筋锚杆，细长高强度钢筋锚杆的托盘与支护桁架之间夹持固定安装有钢结构板，在移除变形的支护桁架后通过强韧封层结构、交叉锚固的锚索、细长高强度钢筋锚杆提高变形处围岩的受力强度，改善受力状况，为后续支护桁架的更换施工提供充分的支护能力，提供了强力时空保障。

Description

一种应用于高冲击地压的双桁架巷道主动动态修护方法
技术领域
本发明属于桁架支护技术领域，具体涉及一种应用于高冲击地压的双桁架巷道主动动态修护方法。
背景技术
桁架支护属于一种主动加固围岩的支护形式,初使安装后依靠联接件施加的预紧力和错索的错固力，在顶板中形成挤压加固层，增加顶板的抗弯能力，以提高顶板的稳定性。随着顶板的下沉，作用在联接件上的工作阻力将持续增大，桁架锚索对围岩的挤压作用越来越大。
当围岩作用在桁架上的压力增大到一定数值，即达到或超过锚索工作阻力时，锚索向外端拉伸，桁架随即产生让压，围岩产生一定的位移，围岩应力重新分布，作用在桁架上的压力减少﹐桁架处于新的稳定阶段。当围岩应力再次增大，桁架重复上述工作状况，这样周而复始，通过不断改善的应力状态使围岩较充分地发挥其自承能力，使桁架在稳定--让压--稳定的状态下工作。
当围岩应力进一步增大达到锚索拉伸量的极限值后，桁架进入增阻工作阶段，当围岩应力再继续增大时，桁架不再让压，作用在桁架上的压力随着增大，这时桁架处于强支护状态，直至桁架发生断裂或破坏。
遭到破坏后的桁架支护性能大幅降低，巷道失去支撑后局部岩体塌落变形，进而对巷道整体支护结构造成破坏，严重影响生产安全。
发明内容
遭到破坏后的桁架支护性能大幅降低，巷道失去支撑后局部岩体塌落变形，进而对巷道整体支护结构造成破坏，严重影响生产安全。本发明提供了一种应用于高冲击地压的双桁架巷道主动动态修护方法，在移除变形的支护桁架后通过强韧封层结构、交叉锚固的锚索、细长高强度钢筋锚杆提高变形处围岩的受力强度，改善受力状况，为后续支护桁架的更换施工提供充分的支护能力，提供了强力时空保障。
本发明提供如下技术方案：一种应用于高冲击地压的双桁架巷道主动动态修护方法，包括强韧封层结构，所述强韧封层结构设置在开设在巷道帮顶的空腔内，所述强韧封层结构由巷道帮顶向下依次设置的第一层次喷层、第一层次锚杆、第一层次钢丝绳网格、第二层次喷层、第二层次锚杆、第二层次钢丝绳网格、第三层次喷层组成，所述支护桁架两侧的巷道的两帮顶角处开设有固定安装锚索的锚孔，所述支护桁架左右两侧的巷道两帮帮面开设有固定安装细长高强度钢筋锚杆的锚孔，所述细长高强度钢筋锚杆的托盘与支护桁架之间夹持固定安装有钢结构板。
其中，所述第一层次喷层的厚度为50—100mm，所述第二层次喷层的厚度为60—100mm；强韧封层结构具有较强的韧性，能弱化、卸载一定的围岩应力，有效缓解移除变形支护桁架后巷道围岩的初期来压，保证支护初期稳定，为后续支护桁架的更换施工提供充分的支护能力，提供了强力时空保障。
其中，所述锚索与巷道顶部切面呈V字型交叉固定，所述锚索的轴线与巷道内壁的夹角角度为30—40°；呈V字形安装在巷道两帮顶角的锚索在钻孔的过程中可释放两帮顶角处的多余应力，并起到联结巷道两帮处的围岩，有效提高变形处围岩两帮的受力强度的作用。
其中，所述细长高强度钢筋锚杆垂直于巷道内壁安装，且所述细长高强度钢筋锚杆的轴线经过支护桁架三角形单元的中心点；细长高强度钢筋锚杆与支护桁架组成的锚杆桁架联动支护系统不仅可以改变巷道围岩的受力状态，而且还可以有效的限制巷道顶板的变形，并将顶板的变形延伸到巷道两侧。
其中，所述钢结构板为W钢带，所述钢结构板竖直安装在支护桁架背向巷道内壁的一侧，所述细长高强度钢筋锚杆的托盘紧压在W钢带上；钢结构板支护强度大，可联结多跟细长高强度钢筋锚杆一体受力，有效提高细长高强度钢筋锚杆的锚固稳定性。
一种应用于高冲击地压的双桁架巷道主动动态修护方法，包括如下步骤：
S1、取下巷道中严重变形的支护桁架进行修复，不能修复的则更换新的支护桁架，开挖巷道顶部变形位置，在巷道顶部形成空腔，支护桁架、巷道一次修复间距最大不超过3米；
S2、向巷道顶部形成的空腔内初次喷浆，形成第一层次喷层，随后施工第一层次锚杆，锚杆打好后，挂第一层次钢丝绳网格，通过锚杆盖板对第一层次钢丝绳网格的主绳进行固定，随即进行二次喷浆，形成第二层次喷层，再施工第二层次锚杆，挂第二层次钢丝绳网格，最后进行第三层次喷浆封层，形成第三层次喷层；
S3、在巷道两帮顶角钻孔打入锚索；
S4、将修复好的支护桁架或新的支护桁架复位安装架构成型，对修复处的巷道内壁再次喷浆；
S5、在支护桁架的三角形单元的中心点的射线到巷道内壁的垂直点上钻孔并安装细长高强度钢筋锚杆；
S6、竖直摆放钢结构板，将钢结构板滑动套装固定在细长高强度钢筋锚杆上，然后安装细长高强度钢筋锚杆的托盘和螺母，使W钢带在托盘和螺母的压紧下紧贴支护桁架的内侧面。
本发明的有益效果是：强韧封层结构具有较强的韧性，能弱化、卸载一定的围岩应力，有效缓解移除变形支护桁架后巷道围岩的初期来压，保证支护初期稳定，为后续支护桁架的更换施工提供充分的支护能力，提供了强力时空保障；呈V字形安装在巷道两帮顶角的锚索在钻孔的过程中可释放两帮顶角处的多余应力，并起到联结巷道两帮处的围岩，有效提高变形处围岩两帮的受力强度的作用；细长高强度钢筋锚杆与支护桁架组成的锚杆桁架联动支护系统不仅可以改变巷道围岩的受力状态，而且还可以有效的限制巷道顶板的变形，并将顶板的变形延伸到巷道两侧；钢结构板支护强度大，可联结多跟细长高强度钢筋锚杆一体受力，有效提高细长高强度钢筋锚杆的锚固稳定性。
该装置中未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。
附图说明
图1为本发明中强韧封层结构和锚索的设计断面图；
图2为本发明中A-A方向的剖面示意图；
图3为本发明中A的放大图；
图中：1、支护桁架；2、强韧封层结构；201、第一层次喷层；202、第一层次锚杆；203、第一层次钢丝绳网格；204、第二层次喷层；205、第二层次锚杆；206、第二层次钢丝绳网格；207、第三层次喷层；3、锚索；4、细长高强度钢筋锚杆；5、钢结构板。
具体实施方式
请参阅图1-图3，本发明提供以下技术方案：一种应用于高冲击地压的双桁架巷道主动动态修护方法，包括强韧封层结构（2），所述强韧封层结构（2）设置在开设在巷道帮顶的空腔内，所述强韧封层结构（2）由巷道帮顶向下依次设置的第一层次喷层（201）、第一层次锚杆（202）、第一层次钢丝绳网格（203）、第二层次喷层（204）、第二层次锚杆（205）、第二层次钢丝绳网格（206）、第三层次喷层（207）组成，所述支护桁架（1）两侧的巷道的两帮顶角处开设有固定安装锚索（3）的锚孔，所述支护桁架（1）左右两侧的巷道两帮帮面开设有固定安装细长高强度钢筋锚杆（4）的锚孔，所述细长高强度钢筋锚杆（4）的托盘与支护桁架（1）之间夹持固定安装有钢结构板（5）。
所述第一层次喷层（201）的厚度为50—100mm，所述第二层次喷层（204）的厚度为60—100mm；强韧封层结构（2）具有较强的韧性，能弱化、卸载一定的围岩应力，有效缓解移除变形支护桁架（1）后巷道围岩的初期来压，保证支护初期稳定，为后续支护桁架（1）的更换施工提供充分的支护能力，提供了强力时空保障。
所述锚索（3）与巷道顶部切面呈V字型交叉固定，所述锚索（3）的轴线与巷道内壁的夹角角度为30—40°；呈V字形安装在巷道两帮顶角的锚索在钻孔的过程中可释放两帮顶角处的多余应力，并起到联结巷道两帮处的围岩，有效提高变形处围岩两帮的受力强度的作用。
所述细长高强度钢筋锚杆（4）垂直于巷道内壁安装，且所述细长高强度钢筋锚杆（4）的轴线经过支护桁架（1）三角形单元的中心点；细长高强度钢筋锚杆（4）与支护桁架（1）组成的锚杆桁架联动支护系统不仅可以改变巷道围岩的受力状态，而且还可以有效的限制巷道顶板的变形，并将顶板的变形延伸到巷道两侧。
所述钢结构板（5）为W钢带，所述钢结构板（5）竖直安装在支护桁架（1）背向巷道内壁的一侧，所述细长高强度钢筋锚杆（4）的托盘紧压在W钢带上；钢结构板（5）支护强度大，可联结多跟细长高强度钢筋锚杆（4）一体受力，有效提高细长高强度钢筋锚杆（4）的锚固稳定性。
一种应用于高冲击地压的双桁架巷道主动动态修护方法，所述支护方法包括如下步骤：
S1、取下巷道中严重变形的支护桁架（1）进行修复，不能修复的则更换新的支护桁架（1），开挖巷道顶部变形位置，在巷道顶部形成空腔，支护桁架（1）、巷道一次修复间距最大不超过3米；
S2、向巷道顶部形成的空腔内初次喷浆，形成第一层次喷层（201），随后施工第一层次锚杆（202），锚杆打好后，挂第一层次钢丝绳网格（203），通过锚杆盖板对第一层次钢丝绳网格（203）的主绳进行固定，随即进行二次喷浆，形成第二层次喷层（204），再施工第二层次锚杆（205），挂第二层次钢丝绳网格（206），最后进行第三层次喷浆封层，形成第三层次喷层（207）；
S3、在巷道两帮顶角钻孔打入锚索（3）；
S4、将修复好的支护桁架（1）或新的支护桁架（1）复位安装架构成型，对修复处的巷道内壁再次喷浆；
S5、在支护桁架（1）的三角形单元的中心点的射线到巷道内壁的垂直点上钻孔并安装细长高强度钢筋锚杆（4）；
S6、竖直摆放钢结构板（5），将钢结构板（5）滑动套装固定在细长高强度钢筋锚杆（4）上，然后安装细长高强度钢筋锚杆（4）的托盘和螺母，使W钢带在托盘和螺母的压紧下紧贴支护桁架（1）的内侧面。
本发明的工作原理及使用流程：取下巷道中严重变形的支护桁架（1）进行修复，不能修复的则更换新的支护桁架（1），开挖巷道顶部变形位置，在巷道顶部形成空腔，且空腔的深度可在实施三喷二网二锚杆工艺后后，第三层次喷浆封层与巷道顶板平齐，支护桁架（1）、巷道一次修复间距最大不超过3米；
向巷道顶部形成的空腔内初次喷浆，形成第一层次喷层（201），厚度为50—100mm，随后施工第一层次锚杆（202），锚杆打好后，挂第一层次钢丝绳网格（203），通过锚杆盖板对第一层次钢丝绳网格（203）的主绳进行固定，随即进行二次喷浆，形成第二层次喷层（204），厚度为60—100mm，再施工第二层次锚杆（205），挂第二层次钢丝绳网格（206），最后进行第三层次喷浆封层，形成第三层次喷层（207），第三层次喷层（207）的底面与巷道顶板平齐，紧贴支护桁架（1）的顶部；
在巷道两帮顶角前后相邻交叉钻孔，两孔与巷道内壁的夹角角度为30—40°，随后向孔内打入锚索（3）；
将修复好的支护桁架（1）或新的支护桁架（1）复位安装至原处并架构成型，对修复处的巷道内壁再次喷浆封层；
在支护桁架（1）的三角形单元的中心点的射线到巷道内壁的垂直点上钻孔并安装细长高强度钢筋锚杆（4）；
竖直摆放钢结构板（5），将钢结构板（5）滑动套装固定在细长高强度钢筋锚杆（4）上，联结多跟细长高强度钢筋锚杆（4），然后安装细长高强度钢筋锚杆（4）的托盘和螺母，使W钢带在托盘和螺母的压紧下紧贴支护桁架（1）的内侧面。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种应用于高冲击地压的双桁架巷道主动动态修护方法，其特征在于：包括强韧封层结构，所述强韧封层结构设置在开设在巷道帮顶的空腔内，所述强韧封层结构由巷道帮顶向下依次设置的第一层次喷层、第一层次锚杆、第一层次钢丝绳网格、第二层次喷层、第二层次锚杆、第二层次钢丝绳网格、第三层次喷层组成，所述支护桁架两侧的巷道的两帮顶角处开设有固定安装锚索的锚孔，所述支护桁架左右两侧的巷道两帮帮面开设有固定安装细长高强度钢筋锚杆的锚孔，所述细长高强度钢筋锚杆的托盘与支护桁架之间夹持固定安装有钢结构板。
2.根据权利要求1所述的一种应用于高冲击地压的双桁架巷道主动动态修护方法，其特征在于：所述第一层次喷层的厚度为50—100mm，所述第二层次喷层的厚度为60—100mm。
3.根据权利要求1所述的一种应用于高冲击地压的双桁架巷道主动动态修护方法，其特征在于：所述锚索与巷道顶部切面呈V字型交叉固定，所述锚索的轴线与巷道内壁的夹角角度为30—40°。
4.根据权利要求1所述的一种应用于高冲击地压的双桁架巷道主动动态修护方法，其特征在于：所述细长高强度钢筋锚杆垂直于巷道内壁安装，且所述细长高强度钢筋锚杆的轴线经过支护桁架三角形单元的中心点。
5.根据权利要求1所述的一种应用于高冲击地压的双桁架巷道主动动态修护方法，其特征在于：所述钢结构板为W钢带，所述钢结构板竖直安装在支护桁架背向巷道内壁的一侧，所述细长高强度钢筋锚杆的托盘紧压在W钢带上。
6.根据权利要求1所述的一种应用于高冲击地压的双桁架巷道主动动态修护方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1、取下巷道中严重变形的支护桁架进行修复，不能修复的则更换新的支护桁架，开挖巷道顶部变形位置，在巷道顶部形成空腔，支护桁架、巷道一次修复间距最大不超过3米；
S2、向巷道顶部形成的空腔内初次喷浆，形成第一层次喷层，随后施工第一层次锚杆，锚杆打好后，挂第一层次钢丝绳网格，通过锚杆盖板对第一层次钢丝绳网格的主绳进行固定，随即进行二次喷浆，形成第二层次喷层，再施工第二层次锚杆，挂第二层次钢丝绳网格，最后进行第三层次喷浆封层，形成第三层次喷层；
S3、在巷道两帮顶角钻孔打入锚索；
S4、将修复好的支护桁架或新的支护桁架复位安装架构成型，对修复处的巷道内壁再次喷浆；
S5、在支护桁架的三角形单元的中心点的射线到巷道内壁的垂直点上钻孔并安装细长高强度钢筋锚杆；
S6、竖直摆放钢结构板，将钢结构板滑动套装固定在细长高强度钢筋锚杆上，然后安装细长高强度钢筋锚杆的托盘和螺母，使W钢带在托盘和螺母的压紧下紧贴支护桁架的内侧面。
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