CN113863951B - 一种基于叠加动压下的大断面巷道支护技术 - Google Patents

Abstract

一种基于叠加动压下的大断面巷道支护技术，包括强韧封层施工方法、构建均质同性的支护圈施工方法和钢丝绳布筋设备及基于钢丝绳布筋设备的钢丝绳网挂网施工的方法，通过采用强韧封层施工方法构建的支护单元保障和提升了喷层支护的整体性、高强性、柔韧性和可靠性，通过构建均质同性的支护圈施工方法用不同层次的锚杆、注浆锚杆相对均匀地置入围岩中，形成高度密贴岩面的多层次强韧混凝土喷浆层结构，实现整体力学性能相对均匀且大幅提高的支护圈体，通过使用丝绳网布筋设备辅助布筋实现了在第一层混凝土喷层完毕后快速的将以钢丝绳主绳为筋骨的钢丝绳网使用锚杆固至巷道顶板和两帮处。

Description

一种基于叠加动压下的大断面巷道支护技术

技术领域

本发明涉及巷道支护领域，更具体的，涉及一种基于叠加动压下的大断面巷道支护技术。

背景技术

煤矿软岩问题一直是困扰煤矿建设和生产的难题之一，由于多年的开采，浅部易开采的煤炭资源日益减少，所以不得不转向开采深部煤炭资源，随着我国第三纪新生代煤田的开采及老矿井的延伸，软岩矿井的数量和分布范围继续增加，软岩支护问题更加突出，成为制约我国煤矿安全、高效开采的一个重要难题。

随着煤炭开采深度增加，矿井深处的地质条件也变得愈加复杂，多为破碎和软弱煤岩体，大跨度的硐室和大断面巷道正处于破碎和软弱煤岩体中，且围岩应力场复杂，同时深矿井的硐室和巷道为了安放运输设备和保证通风多采用大断面设计，大跨度的硐室和大断面巷道由于受矿静压和采动的长时间影响，其原有大断面巷道支护遭到严重破坏，大跨度硐室和大断面巷道已经发生底臌和两帮内移，主要表现为顶板下沉、底板臌起和两帮出现开裂现象。巷道围岩变形以后松动破碎，锚杆托盘与围岩表面难以密贴，锚杆支护失效，锚固力为零，锚喷支护的巷道处于无支护状态，巷道变形破坏以后，断面利用率低，已经影响到主要运输设备的安放和采区回风。

目前在采动区域叠加动压影响下，大跨度硐室和大断面巷道围岩控制和支护的稳定，是深井矿井建设的重大难题,大跨度硐室和大断面巷道支护的严重破坏会危及正常的安全生产，存在较大的安全隐患。

发明内容

为了解决上述背景技术中提出的问题，本发明提供了一种基于叠加动压下的大断面巷道支护技术，包括强韧封层施工方法、构建均质同性的支护圈施工方法和钢丝绳布筋设备及基于钢丝绳布筋设备的钢丝绳网挂网施工的方法，通过采用强韧封层施工方法所构建的支护单元强力保障和提升了喷层支护的整体性、高强性、柔韧性和可靠性，通过构建均质同性的支护圈施工方法用不同层次的锚杆、注浆锚杆相对均匀地置入围岩中，在每层次锚杆压盘下压有相对均匀的以钢丝绳主绳为筋骨的钢丝绳网、通过高度密贴岩面的多层次强韧混凝土喷浆层结构，施以稳压、留压注浆将离散、散碎的围岩均匀胶结，实现整体力学性能相对均匀且大幅提高的支护圈体。

通过使用丝绳网布筋设备辅助布筋实现了在第一层混凝土的喷层完毕后快速的将以钢丝绳主绳为筋骨的钢丝绳网使用锚杆固至巷道顶板和两帮处。

为实现上述目的，本发明提供以下技术方案：一种基于叠加动压下的大断面巷道支护技术，包括强韧封层施工方法、构建均质同性的支护圈施工方法和钢丝绳布筋设备及其使用方法，所述强韧封层施工方法包括以下步骤：

第一步，测量部门提供详细的包括岩石特性和地质构造的工程地质概况资料，测量部门在开工前还需给出巷道中腰线，以便施工方在施工时准确控制巷道方位和坡度；

第二步，施工方拉中心腰线，标画巷道端面轮廓，施工采用拱部爆破大断面正台阶开挖法，并且上下分层同时爆破 断面所分的上下两个台阶自上而下开挖 且上下两层台阶开挖采用交替作业，严格控制上台阶高度在2400-2600mm，严格控制下台阶滞后迎头距离在8-15m，成巷后对流变和膨胀性极大的软弱岩煤体的巷道按设计断面规格提前设有预留空间，使围岩体内复杂叠加的应力在实施各永久支护实施之前就得以释放，有利于各个支护单元的工作阻力形成、恢复和提升；

第三步，按设计要求对巷道毛断面进行第一层次的第一次喷浆，第一层次喷浆厚度控制在150mm，第一层次的第一次喷浆确保将巷道毛断面衬平封闭，并且巷道施工时紧跟工作面进行临时支护；

第四步，第一层次的第一次喷浆完成后，向巷道毛断面打入第一层次锚杆，打入的第一层次锚杆覆盖顶底板、侧帮和顶角处，使用钢丝绳布筋设备辅助在巷道毛断面挂钢丝绳主绳和铺设钢丝绳网，将钢丝绳主绳压在锚杆盖板下面并进行属于第一层次的第二次喷浆；

第五步，向巷道毛断面打入第二层次锚杆，打入的第二层次锚杆覆盖顶底板、侧帮和顶角处，使用钢丝绳布筋设备辅助在巷道毛断面挂钢丝绳主绳和铺设钢丝绳网，将钢丝绳主绳压在锚杆盖板下面并进行属于第二层次的第三次喷浆；

第六步，向巷道毛断面打入第三层次注浆锚杆，打入的注浆锚杆覆盖顶底板、侧帮和顶角处，使用钢丝绳布筋设备辅助在巷道毛断面挂钢丝绳主绳和铺设钢丝绳网，将钢丝绳主绳压在锚杆盖板下面；

第七步，直墙成巷20-3Om后，在巷道两侧底角处分段开挖泄压底角基础槽，向泄压底角基础槽内打入高强度锚杆和注浆锚杆，巷道泄压3～10天后分别向泄压底角基础槽内喷浆填充封闭两侧泄压底角基础槽，向第三层次的锚网表面进行第四次喷浆，并向注浆液锚杆的内部进行第一次注浆，这样完成强韧封层的整体结构，并在强韧封层完成后，对强韧封层进行动态监测并进行实时补强。

本发明的进一步技术在于，所述正台阶开挖法还包括直墙的施工，所述直墙成巷6-10m后留有3m平台，所述预留空间的预控尺寸范围控制在巷道设计断面的5～8％，以每边留有150～200mm的围岩预变形量作为参考。

本发明的进一步技术在于，在进行所述第一层次喷浆施工时浆液流速控制在30-120m/s。

本发明的进一步技术在于，所述第一层次的第二次喷浆厚度、第二层次的第三次喷浆厚度和第四层次的喷浆厚度均控制在80mm。

本发明的进一步技术在于，所述钢丝绳的布网规格为钢丝绳网格第一层次间距为350×350mm，主绳扣压在锚杆盖板下，副绳穿压接成钢丝绳网。

本发明的进一步技术在于，所述构建均质同性的支护圈施工方法包括，使用公式计算锚杆间距尺寸，并以计算出的锚杆间距尺寸对各层次的锚杆间距进行排布，

工式中：E—锚杆间距；

L—锚杆长度；

F—岩石强度值0.9～1.0

α—系数，一般取0.148。

本发明的进一步技术在于，通过多层次锚杆、注浆锚杆替换和注浆胶结后的围岩，实现以围岩为支护依托和参与体，形成全新的主动控制和抵御深部围岩强而复杂的叠加应力，重造组合体。

本发明的进一步技术在于，采用底角泄压技术，既达到人工缓释和阻断围岩应力的效果，又拓展了围岩裂隙，保证在围岩体内充分注浆的目的,并在监测监控条件下，掌控在变化的围岩中实施适时动态稳压注浆，稳定留有一定浆液压力，达到了改变岩体的组织结构、应力传递速度、应力留存状态和围岩自身物理力学各种形态的互补强势。

本发明的进一步技术在于，采用不同层次的锚杆、注浆锚杆相对均匀地置入围岩中，在每层次锚杆压盘下压有相对均匀的以钢丝绳主绳为筋骨的钢丝绳网、通过高度密贴岩面的多层次强韧混凝土喷浆层结构，施以稳压、留压注浆，将离散、散碎的围岩均匀胶结，实现整体力学性能相对均匀且大幅提高的支护圈体。

本发明的进一步技术在于，所述钢丝绳布筋设备包括底座、三角支架、控制阀和支臂，所述底座下部对称安装轨道轮，所述轨道轮在底座上分布的数量不少于四个，所述三角支架安装于底座上表面，所述三角支架在底座上表面分部的数量不少于六个，所述三角支架为直角三角形构造，所述三角支架的一个非直角顶点处铰接支臂，所述支臂铰接第一液压缸，所述第一液压缸与三角支架的另一个非直角顶点铰接，所述支臂的另一端铰接第一托板，所述第一托板和支臂又通过二液压缸连接，所述第一托板上铰接有第二托板，所述第二托板和第一托板又通过第三液压缸连接，所述第一托板和第二托板用于对巷道掌子面的临时支护，所述支臂中间铰接仿形臂，所述仿形臂和支臂又通过恒力弹簧撑杆连接，所述仿形臂另一端安装有滑轮和仿形轮，所述滑轮用于钢丝绳主绳的导向牵引和举升支撑，所述仿形轮用于紧贴巷道顶板以仿形的方式调节滑轮相对于顶板的竖直距离，所述支臂中下部安装有钢丝绳卷轴，所述钢丝绳卷轴用于固定待开卷的钢丝绳主绳卷。

一种使用如权利要求1-8之一所述的钢丝绳布筋设备对钢丝绳网挂网施工的方法，包括以下步骤：

第一步，在巷道毛断面形成并且毛断面第一层次的喷浆施工完毕后，在巷道底板铺设钢轨，将钢丝绳主绳卷安装至钢丝绳卷轴上，将钢丝绳布筋设备沿钢轨推进至巷道掌子面处并施加制动；

第二步，操控控制阀调节第一液压缸、第二液压缸和第三液压缸的伸出长度，使第一托板与巷道顶板接触并压紧，使第二撑板与巷道掌子面的竖直表面接触并压紧；

第三步，将钢丝绳主绳卷开卷后的绳头向上拉起穿过滑轮的槽口后沿巷道纵向向巷道迎头方向牵拉至锚杆固定处；

第四步，重复第三步的操作将其他钢丝绳卷轴的钢丝绳主绳牵拉至所要固定的位置，直至所有钢丝绳卷轴上的钢丝绳主绳卷都被开卷牵拉完毕；

第五步，上一段巷道的钢丝绳网铺设完毕后，操控控制阀缓收第一液压缸、第二液压缸和第三液压缸，将钢丝绳布筋设备解除制动，沿钢轨向巷道迎头方向回撤钢丝绳布筋设备，将掌子面施工范围留出后对钢丝绳布筋设备施加制动；

第六步，当巷道新的毛断面形成后并且在第一层次喷浆施工完毕后重复第一步至第五步的步

本发明的有益效果是：本发明通过强韧封层技术重塑了巷道周围软岩的结构特性，通过以钢丝绳主绳为筋骨的钢丝绳网和锚杆联合的支护技术克服了普通锚网喷由于铺设的钢筋网造成混凝土喷层与围岩结合不密实、喷层自身固结不强硬和整体性不强的弊病，在巷道周围围岩形成了强韧封层，强韧封层除了为后续各支护单元提供强有力的基础外，还为后续各支护单元提供了平行和安全作业的时间和空间，通过构建均质同性的支护圈技术使用多层次锚杆、注浆锚杆，均匀地、不同深度地置入围岩中，使单位岩体内的锚杆组合量的密度加大，并且以带压浆液固结围岩体中的裂隙和松动的岩体层理面，实现了软弱围岩体整体性得以趋于均质同性，此外本发明还提供了一种钢丝绳布筋设备，通过钢丝绳布筋设备辅助对钢丝绳网进行巷道挂网支护施工，加快了巷道挂网施工的效率，为巷道围岩结构重塑后对巷道围岩适时的进行锚杆联合支护和注浆争取了宝贵的时间，提升了巷道支护施工的及时有效性和可靠性从而提升了巷道在叠加动压下的使用寿命。

附图说明

为了更清楚的说明实施例中的技术方案，以下将对实施例中的附图作简单地介绍。

图1为本发明钢丝绳布筋设备侧视图。

图2为本发明钢丝绳布筋设备立体视图。

图中：1、底座；2、三角支架；3、控制阀；4、支臂；5、轨道轮；6、第一液压缸；7、第二液压缸；8、第三液压缸；9、第一托板；10、第二托板；11、仿形臂；12、恒力弹簧撑杆；13、滑轮；14、仿形轮；15、钢丝绳卷轴。

具体实施方式

以下结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。有关本发明的具体机械结构，在以下配合参考图1至图2对结构的详细说明中将可清楚的呈现，以下实施例中所提到的结构内容，均是以说明书附图为参考。

如图1至图2所示，本实施例的基于叠加动压下的大断面巷道支护技术，包括强韧封层施工方法、构建均质同性的支护圈施工方法和钢丝绳布筋设备及其使用方法，强韧封层施工方法包括以下步骤：

第一步，测量部门提供详细的包括岩石特性和地质构造的工程地质概况资料，测量部门在开工前还需给出巷道中腰线，以便施工方在施工时准确控制巷道方位和坡度；

第二步，施工方拉中心腰线，标画巷道端面轮廓，施工采用拱部爆破大断面正台阶开挖法，并且上下分层同时爆破 断面所分的上下两个台阶自上而下开挖 且上下两层台阶开挖采用交替作业，严格控制上台阶高度在2400-2600mm，严格控制下台阶滞后迎头距离在8-15m，成巷后对流变和膨胀性极大的软弱岩煤体的巷道按设计断面规格提前设有预留空间，使围岩体内复杂叠加应力在实施各永久支护实施之前就得以释放，有利于各个支护单元的工作阻力形成、恢复和提升；

第三步，按设计要求对巷道毛断面进行第一层次的第一次喷浆，第一层次喷浆厚度控制在150mm，第一层次的第一次喷浆确保将巷道毛断面衬平封闭，并且巷道施工时紧跟工作面进行临时支护；

第四步，第一层次的第一次喷浆完成后，向巷道毛断面打入第一层次锚杆，打入的第一层次锚杆覆盖顶底板、侧帮和顶角处，使用钢丝绳布筋设备辅助在巷道毛断面挂钢丝绳主绳和铺设钢丝绳网，将钢丝绳主绳压在锚杆盖板下面并进行属于第一层次的第二次喷浆；

第五步，向巷道毛断面打入第二层次锚杆，打入的第二层次锚杆覆盖顶底板、侧帮和顶角处，使用钢丝绳布筋设备辅助在巷道毛断面挂钢丝绳主绳和铺设钢丝绳网，将钢丝绳主绳压在锚杆盖板下面并进行属于第二层次的第三次喷浆；

第六步，向巷道毛断面打入第三层次注浆锚杆，打入的注浆锚杆覆盖顶底板、侧帮和顶角处，使用钢丝绳布筋设备辅助在巷道毛断面挂钢丝绳主绳和铺设钢丝绳网，将钢丝绳主绳压在锚杆盖板下面；

第七步，直墙成巷20-3Om后，在巷道两侧底角处分段开挖泄压底角基础槽，向泄压底角基础槽内打入高强度锚杆和注浆锚杆，巷道泄压3～10天后分别向泄压底角基础槽内喷浆填充封闭两侧泄压底角基础槽，向第三层次的锚网表面进行第四次喷浆，并向注浆液锚杆的内部进行第一次注浆，这样完成强韧封层的整体结构，并在强韧封层完成后，对强韧封层进行动态监测并进行实时补强。

具体的，正台阶开挖法还包括直墙的施工，直墙成巷6-10m后留有3m平台，预留空间的预控尺寸范围控制在巷道设计断面的5～8％，以每边留有150～200mm的围岩预变形量作为参考，设计的预控尺寸，要大于围岩初次变形的空间。

更具体的，预空尺寸还要考虑注浆效果，浅表围岩在深部围岩应力作用下，在遭到了破坏膨胀的同时，也拓展了裂隙与节理面，膨胀占围岩变形量85～90% ，裂隙的拓展占10～15%，深部矿井软岩巷道一般都具有高地压、变形大及各种复杂应力叠加的特点，特别在巷道开挖或扩修的初期，深部矿井的巨大的膨胀变形能及其他高位势能没有释放出来，因此必须采取先让后抗的原则，允许巷道释放一定的变形能，而且巷道应变能释放后基本稳定后的变形量要大致等于围岩的预变形空间。

更具体的，预控尺寸的大小还和后续的强韧封层支护单元喷层最大弯度及钢丝绳的拉伸度有密切关系，预控的尺寸要大于喷层最大弯度及钢丝绳的拉伸度，在巷道使用过程中，即使巷道发生可控内的变形，但仍不影响巷道的正常使用。

具体的，本实施例的基于叠加动压下的大断面巷道支护技术，在进行第一层次喷浆施工时浆液流速控制在30-120m/s，喷层需紧跟掘进工作面，阻止围岩早期松动，确保及时的空顶支护，保证初期支护及时有效，为安全生产和快速掘进提供较好的基础，在喷浆时充分掌握好喷射的混凝土速度、与岩面的角度和水灰比。

更具体的，第一层次锚杆在第一层次喷浆30分钟后施工。

具体的，第一层次的第二次喷浆厚度、第二层次的第三次喷浆厚度和第四层次的喷浆厚度均控制在80mm。

具体的，钢丝绳的布网规格为，钢丝绳网格为，一层次间距350×350mm，主绳扣压在锚杆盖板下，副绳穿压接成钢丝绳网，操作中钢丝绳必须绷紧密贴上一喷层的层面，牢固地加以固定。

更具体的，强韧封层中顶帮均采用尺寸为22mm×2400mm KMG22-600左旋无纵筋高强树脂锚杆，钢丝绳的选型，喷浆中用的水泥采用425号高强水泥，钢丝绳主绳两股为一根，副绳单股为一根，在四层次钢丝绳中第一层次间距为350mm×350mm；第二层次间距为350mm×350mm；第三层次和四层次间距为230mm×230mm，采用尺寸为150×150×10mm厚鼓芯方型托盘。

具体的，构建均质同性的支护圈施工方法包括，使用公式计算锚杆间距尺寸，并以计算出的锚杆间距尺寸对各层次的锚杆间距进行排布，

工式中：E—锚杆间距；

L—锚杆长度；

F—岩石强度值0.9～1.0

α—系数，一般取0.148。

具体的，钢丝绳布筋设备包括底座1、三角支架2、控制阀3和支臂4，底座1下部对称安装轨道轮5，轨道轮5在底座1上分布的数量不少于四个，三角支架2安装于底座1上表面，三角支架2在底座1上表面分部的数量不少于六个，三角支架2为直角三角形构造，三角支架2的一个非直角顶点处铰接支臂4，支臂4铰接第一液压缸6，第一液压缸6与三角支架2的另一个非直角顶点铰接，支臂4的另一端铰接第一托板9，第一托板9和支臂4又通过二液压缸连接，第一托板9上铰接有第二托板10，第二托板10和第一托板9又通过第三液压缸8连接，第一托板9和第二托板10用于对巷道掌子面的临时支护，支臂4中间铰接仿形臂11，仿形臂11和支臂4又通过恒力弹簧撑杆12连接，仿形臂11另一端安装有滑轮13和仿形轮14，滑轮13用于钢丝绳主绳的导向牵引和举升支撑，仿形轮14用于紧贴巷道顶板以仿形的方式调节滑轮13相对于顶板的竖直距离，支臂4中下部安装有钢丝绳卷轴15，钢丝绳卷轴15用于固定待开卷的钢丝绳主绳卷。

基于上述所述的钢丝绳布筋设备，本发明还提供了一种使用如上述所述的钢丝绳布筋设备对钢丝绳网挂网施工的方法，包括以下步骤：

第一步，在巷道毛断面形成并且毛断面第一层次的第一次喷浆施工完毕后，在巷道底板铺设钢轨，将钢丝绳主绳卷安装至钢丝绳卷轴15上，将钢丝绳布筋设备沿钢轨推进至巷道掌子面处并施加制动；

第二步，操控控制阀3调节第一液压缸6、第二液压缸7和第三液压缸8的伸出长度，使第一托板9与巷道顶板接触并压紧，使第二撑板与巷道掌子面的竖直表面接触并压紧；

第三步，将钢丝绳主绳卷开卷后的绳头向上拉起穿过滑轮13的槽口后沿巷道纵向向巷道迎头方向牵拉至锚杆固定处；

第四步，重复第三步的操作将其他钢丝绳卷轴15的钢丝绳主绳牵拉至所要固定的位置，直至所有钢丝绳卷轴15上的钢丝绳主绳卷都被开卷牵拉完毕；

第五步，上一段巷道的钢丝绳网铺设完毕后，操控控制阀3缓收第一液压缸6、第二液压缸7和第三液压缸8，将钢丝绳布筋设备解除制动，沿钢轨向巷道迎头方向回撤钢丝绳布筋设备，将掌子面施工范围留出后对钢丝绳布筋设备施加制动；

第六步，当巷道新的毛断面形成后并且在第一层次喷浆施工完毕后重复第一步至第五步的步骤。

以上描述是对本发明的进一步解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在不违背本发明的基本结构的情况下，本发明可以作任何形式的修改。

Claims (6)

1.一种基于叠加动压下的大断面巷道支护技术，包括强韧封层施工方法、构建均质同性的支护圈施工方法和钢丝绳布筋设备及基于钢丝绳布筋设备的钢丝绳网挂网施工的方法，其特征在于，所述强韧封层施工方法包括以下步骤：

第一步，测量部门提供详细的包括岩石特性和地质构造的工程地质概况资料，测量部门在开工前还需给出巷道中腰线，以便施工方在施工时准确控制巷道方位和坡度；

第二步，施工方拉中心腰线，标画巷道端面轮廓，施工采用拱部爆破大断面正台阶开挖法，并且上下分层同时爆破断面所分的上下两个台阶自上而下开挖且上下两层台阶开挖采用交替作业，严格控制上台阶高度在2400-2600mm，严格控制下台阶滞后迎头距离在8-15m,直墙成巷后对流变和膨胀性极大的软弱岩煤体巷道按设计断面规格提前设有预留空间，使围岩体内复杂叠加的应力在实施各永久支护实施之前就得以释放，有利于各个支护单元的工作阻力形成、恢复和提升；

第三步，按设计要求对巷道毛断面进行第一层次的第一次喷浆，第一层次的第一次喷浆厚度控制在150mm，第一层次的第一次喷浆确保将巷道毛断面衬平封闭，并且巷道施工时紧跟工作面进行临时支护；

第四步，第一层次的第一次喷浆完成后，向巷道毛断面打入第一层次锚杆，打入的第一层次锚杆覆盖顶底板、侧帮和顶角处，使用钢丝绳布筋设备辅助在巷道毛断面挂钢丝绳主绳和铺设钢丝绳网，将钢丝绳主绳压在锚杆盖板下面并进行属于第一层次的第二次喷浆；

第五步，向巷道毛断面打入第二层次锚杆，打入的第二层次锚杆覆盖顶底板、侧帮和顶角处，使用钢丝绳布筋设备辅助在巷道毛断面挂钢丝绳主绳和铺设钢丝绳网，将钢丝绳主绳压在锚杆盖板下面并进行属于第二层次的第三次喷浆；

第六步，向巷道毛断面打入第三层次注浆锚杆，打入的注浆锚杆覆盖顶底板、侧帮和顶角处，使用钢丝绳布筋设备辅助在巷道毛断面挂钢丝绳主绳和铺设钢丝绳网，将钢丝绳主绳压在锚杆盖板下面；

第七步，直墙成巷20-3Om后，在巷道两侧底角处分段开挖泄压底角基础槽，向泄压底角基础槽内打入高强度锚杆和注浆锚杆，巷道泄压3～10天后分别向泄压底角基础槽内喷浆填充封闭两侧泄压底角基础槽，向第三层次的锚网表面进行第四次喷浆，并向注浆液锚杆的内部进行第一次注浆，这样完成强韧封层的整体结构，并在强韧封层完成后，对强韧封层进行动态监测并进行实时补强；

其中，所述钢丝绳布筋设备包括底座、三角支架、控制阀和支臂，所述底座下部对称安装轨道轮，所述轨道轮在底座上分布的数量不少于四个，所述三角支架安装于底座上表面，所述三角支架在底座上表面分部的数量不少于六个，所述三角支架为直角三角形构造，所述三角支架的一个非直角顶点处铰接支臂，所述支臂铰接第一液压缸，所述第一液压缸与三角支架的另一个非直角顶点铰接，所述支臂的另一端铰接第一托板，所述第一托板和支臂又通过二液压缸连接，所述第一托板上铰接有第二托板，所述第二托板和第一托板又通过第三液压缸连接，所述第一托板和第二托板用于对巷道掌子面的临时支护，所述支臂中间铰接仿形臂，所述仿形臂和支臂又通过恒力弹簧撑杆连接，所述仿形臂另一端安装有滑轮和仿形轮，所述滑轮用于钢丝绳主绳的导向牵引和举升支撑，所述仿形轮用于紧贴巷道顶板以仿形的方式调节滑轮相对于顶板的竖直距离，所述支臂中下部安装有钢丝绳卷轴，所述钢丝绳卷轴用于固定待开卷的钢丝绳主绳卷；

所述构建均质同性的支护圈施工方法包括，使用公式计算锚杆间距尺寸，并以计算出的锚杆间距尺寸对各层次的锚杆间距进行排布，

工式中：E—锚杆间距；

L—锚杆长度；

F—岩石强度值0.9～1.0；

α—系数，一般取0.148。

2.根据权利要求1所述的一种基于叠加动压下的大断面巷道支护技术，其特征在于，所述正台阶开挖法还包括直墙的施工，所述直墙成巷6-10m后留有3m平台，所述预留空间的预控尺寸范围控制在巷道设计断面的5～8％，以每边留有150～200mm的围岩预变形量作为参考。

3.根据权利要求1所述的一种基于叠加动压下的大断面巷道支护技术，其特征在于，在进行所述第一层次喷浆施工时浆液流速控制在30-120m/s。

4.根据权利要求1所述的一种基于叠加动压下的大断面巷道支护技术，其特征在于，所述第一层次的第二次喷浆厚度、第二层次的第三次喷浆厚度和第四层次的喷浆厚度均控制在80mm。

5.根据权利要求1所述的一种基于叠加动压下的大断面巷道支护技术，其特征在于，所述钢丝绳的布网规格为，钢丝绳网格第一层次间距为350×350mm，主绳扣压在锚杆盖板下，副绳穿压接成钢丝绳网。

6.根据权利要求1所述的基于钢丝绳布筋设备的钢丝绳网挂网施工的方法：

第一步，在巷道毛断面形成并且毛断面第一层次的喷浆施工完毕后，在巷道底板铺设钢轨，将钢丝绳主绳卷安装至钢丝绳卷轴上，将钢丝绳布筋设备沿钢轨推进至巷道掌子面处并施加制动；

第二步，操控控制阀调节第一液压缸、第二液压缸和第三液压缸的伸出长度，使第一托板与巷道顶板接触并压紧，使第二撑板与巷道掌子面的竖直表面接触并压紧；

第三步，将钢丝绳主绳卷开卷后的绳头向上拉起穿过滑轮的槽口后沿巷道纵向向巷道迎头方向牵拉至锚杆固定处；

第四步，重复第三步的操作将其他钢丝绳卷轴的钢丝绳主绳牵拉至所要固定的位置，直至所有钢丝绳卷轴上的钢丝绳主绳卷都被开卷牵拉完毕；

第五步，上一段巷道的钢丝绳网铺设完毕后，操控控制阀缓收第一液压缸、第二液压缸和第三液压缸，将钢丝绳布筋设备解除制动，沿钢轨向巷道迎头方向回撤钢丝绳布筋设备，将掌子面施工范围留出后对钢丝绳布筋设备施加制动；

第六步，当巷道新的毛断面形成后并且在第一层次的第一次喷浆施工完毕后重复第一步至第五步的步骤。