[發明專利]一種充填體支護的方法

無效

• 申請號: 201010131828.2
• 申請日: 2010-03-23
• 公開（公告）號: CN101793157A
• 公開（公告）日: 2010-08-04
• 發明（設計）人: 王洪江;吳愛祥;韓斌;王貽明
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: E21D20/00
• 分類號: E21D20/00;E21F15/00;E21B7/28;E21B17/00
• 代理公司: 北京東方匯眾知識產權代理事務所(普通合伙) 11296
• 代理人: 劉淑芬

技術領域

本發明屬于地下礦山開采領域，涉及一種異型鉆孔全長錨固錨桿支護充填體的方法， 適用于充填體頂板和側壁加固以提高其穩定性。

背景技術

在礦產資源日益短缺和環境保護日益嚴格的今天，充填采礦法因貧損率低、緩解區域 地壓、限制地表巖移而受到重視，是地下礦山開采方法發展的重要研究方向。

在地下礦山中，通常沿垂直方向劃分為階段，采取由上而下逐段回采。在階段之間的 銜接過程中，上一階段的第一分層或第一分段常常需要構建高強度充填體，作為下一階段 的最后一分層或最后一分段的頂板。而在下向進路式充填采礦法中，每一分層的回采都是 在充填體假頂下進行采礦。在充填法礦山對殘留礦體、間柱、頂底柱進行回采時，也會遇 到充填體下方或一側作業的情況。有時，采準工程不得不通過充填體。

為了確保充填體下采礦的安全性，一般事先在采場底板鋪設鋼筋網，并采用較高的水 泥單耗量形成高質量的充填體。由于在充填過程中存在水泥或砂漿離析現象，以及充填濃 度存在波動性，充填體質量呈現非均勻性的特點，在充填體下方作業時經常出現頂板垮塌、 幫壁滑塌等生產事故，威脅到人員和設備的安全。

針對這一問題，人們常常采用木立柱支護、木棚支護的方式，但這種方式屬于被動支 護形式，支護效果差，木材消耗量大、成本高。充填體在形成過程中，充填次數較多，有 的因濃度高、凝固時間短而形成一系列的分層現象。同一層內充填體強度較為均勻，而層 與層之間粘結力較小，類似于層狀松軟巖層。對于層狀巖層，錨桿支護通過懸吊作用、組 合作用來加固巖層，取得了良好的效果。而對于充填體，傳統的錨桿支護方式發揮不了應 有的錨固作用，因為鉆孔呈園柱體、充填體強度低，鉆孔周圍的充填體容易發生破壞。例 如，機械式錨桿(管縫式錨桿、爆固式錨桿、水力膨脹式錨桿)因充填體變形大而使摩擦 力降低，膠結式錨桿(砂漿錨桿、水泥卷錨桿)因鉆孔與膠結劑之間的粘結力較低，容易 使整個錨桿拔出。

在巖土工程中，人們進行了大量探索，諸如通過高壓噴射擴孔法(ZL01103578.1)、 機械擴孔法(ZL200520112651.6、ZL200520106373.3、ZL200820012775.0)形成不規 則鉆孔，以提高錨桿的錨固力。這些方法主要應用于任何土層、巖土層的邊坡工程或基坑 工程的加固，對于充填體內的支護卻不適用。這些鉆頭結構復雜，鉆孔直徑較大，在充填 體內施工工藝復雜。因此，有必要尋求適用于充填體的支護方法，使錨桿錨固力大、施工 工藝簡單，便于推廣應用。

發明內容

本發明的目的在于提供一種新型的充填體支護方法，該方法考慮到充填體的力學特性 采用小直徑異形鉆孔全長錨固的錨桿支護，結合鋼筋網以及噴漿技術，提高充填體整體質 量。該工藝采用常規設備，不需要復雜擴孔鉆頭，能夠自行加工，錨固工藝簡單，從而滿 足在充填體內構筑空間的工程要求。

一種充填體支護方法，本方法首先在充填體內鉆鑿錨桿鉆孔1，然后再采用擴孔鉆桿2 以鑿巖機為中心進行偏心旋轉，將鉆孔1底部擴展成梨狀、葫蘆狀的異型鉆孔3；接著將 錨固劑4用炮棍送入異型鉆孔3內，錨固劑由2～8個經水浸泡的水泥藥卷或樹脂藥卷組成； 再將錨桿5插入藥卷4中，錨桿5可以是圓鋼或者螺紋鋼筋，對于樹脂藥卷還需將錨桿5 旋轉攪動使其藥卷4混合均勻，使異型鉆孔3全長錨固。在錨桿5的端部加工外螺紋6， 通過螺母7將墊板8固定在充填體表面。充填體支護結構如圖1所示。

所述的鉆孔1呈圓柱狀，直徑為Φ32～44mm之間，長度在1500～2000mm。

所述的擴孔鉆桿2是由厚壁鋼管加工而成，外徑為Φ16～28mm，壁厚為4～5mm，長 度為1700～2200mm。擴孔鉆桿2桿體上焊接有一對或數對擴孔齒，在桿體上呈對稱或交 錯布置。擴孔齒由鋼板加工而成，形狀為三角形、半圓形、梯形，其最大外徑為Φ32～44mm。 擴孔鉆桿2兩端均制作為外螺紋，外螺紋規格為M(16～24)×(30～60)mm。擴孔鉆桿2 一端與鉆桿帽9連接，另一端與連接器10連接。擴孔鉆桿2的結構如圖2所示。

所述的異型鉆孔3孔底與孔口均呈圓柱狀，直徑為Φ32～44mm，長度1500～2000mm。 鉆孔3的孔身為一個或數個擴孔槽組成，外形呈梨狀或葫蘆狀，擴孔槽最大外徑為Φ 38～60mm，長度為200～1000mm。