[發(fā)明專利]碎裂介質(zhì)向下套管成孔及錨注分步加固方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210404429.8
• 申請(qǐng)日: 2012-10-23
• 公開（公告）號(hào): CN102900446A
• 公開（公告）日: 2013-01-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張農(nóng);陳亮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): E21D20/02
• 分類號(hào): E21D20/02;E21B33/13
• 代理公司: 南京知識(shí)律師事務(wù)所 32207
• 代理人: 高桂珍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種礦井巷道底板碎裂介質(zhì)中的快速成孔及加固技術(shù)，尤其是一種碎裂介質(zhì)向下套管成孔及錨注分步加固方法。

背景技術(shù)

眾所周知，深井高地壓軟巖支護(hù)一直是煤礦開采等地下工程維護(hù)中的重大技術(shù)難題，也是國(guó)內(nèi)外地下開采領(lǐng)域數(shù)十年來重點(diǎn)研究的方向。其中軟巖巷道的底鼓問題，是影響高地應(yīng)力軟巖巷道支護(hù)成敗的關(guān)鍵技術(shù)難題。巷道是煤礦安全生產(chǎn)的通道，被喻為礦井的“咽喉”，底板治理的重要性更是不言而喻。目前，國(guó)內(nèi)外控制巷道底鼓的技術(shù)方法主要包括卸壓改善底板圍巖應(yīng)力狀態(tài)和加固提高底板圍巖強(qiáng)度，具體有：底板垂直切槽防治底鼓法、底板兩側(cè)開掘巷道卸壓法、對(duì)底板巷道兩底角進(jìn)行松動(dòng)爆破法、帶底拱的U型鋼可縮性支架支護(hù)法、混凝土碹和弧板等全斷面支護(hù)法、施工底板錨桿法、底板注漿法及加固頂板控制巷道底鼓法等。

錨注支護(hù)是對(duì)松軟破碎圍巖加固的有效途徑，即采用注漿錨桿（索）加固圍巖，將錨固與注漿加固相結(jié)合，利用注漿加固來實(shí)現(xiàn)圍巖改性，使錨固的作用得以發(fā)揮。然而在巷道底板治理過程中錨注加固并未能較好的控制底鼓大變形，主要存在以下幾方面的問題：1）小孔徑鉆頭（直徑Φ＜42mm）鉆進(jìn)成孔后，由于孔壁失穩(wěn)破壞，導(dǎo)致鉆孔成孔質(zhì)量差，鉆桿退出后，鉆孔易出現(xiàn)塌孔現(xiàn)象，影響后續(xù)的注漿管及錨桿（索）的安裝，同時(shí)與小孔徑鉆孔配套的注漿管直徑較小，漿液擴(kuò)散范圍有限且注漿工序耗時(shí)較長(zhǎng)，注漿效果不明顯。2）底板錨注支護(hù)中對(duì)錨索采用先注漿后張拉的方式，無法在錨索全長(zhǎng)范圍內(nèi)施加預(yù)應(yīng)力，錨索深部的錨固力是在相應(yīng)深部巖層變形后才產(chǎn)生的，變形量越大，錨索受力越大，但錨索錨固力的產(chǎn)生是建立在以巖層變形為代價(jià)的基礎(chǔ)上的，不屬于主動(dòng)支護(hù)，因而影響錨注支護(hù)的加固效果。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有的礦井巷道底板碎裂介質(zhì)中的快速成孔及加固技術(shù)上的不足，本發(fā)明提供一種碎裂介質(zhì)向下套管成孔及錨注分步加固方法，該加固方法采用淺部大孔徑護(hù)壁套管注漿，解決了孔壁塌孔問題，并且實(shí)現(xiàn)了大流量高壓注漿，節(jié)省注漿時(shí)間并增大漿液擴(kuò)散范圍，利用注漿錨索與鋼梁形成整體支護(hù)結(jié)構(gòu)，注漿固結(jié)破碎巖體的同時(shí)實(shí)現(xiàn)錨索全長(zhǎng)錨固和共同承載，有效解決底板大變形問題，此外，此方法易施工、操作簡(jiǎn)單方便，而且效果顯著，安全可靠，具有廣泛的實(shí)用性。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：所述的緊固段A包括外錨段鎖具、墊圈、托盤及封孔器，所述的外錨段鎖具套裝在索體上，下部固定設(shè)有墊圈、中間向上拱起的盤狀托盤及倒椎體形狀的封孔器，封孔器牢固壓在錨固鉆孔的孔口，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)鉆孔深度內(nèi)的全錨和注漿錨索的封閉；所述的注漿段B包括索體及鳥籠式注漿段，鳥籠式注漿段是由多股鋼絞線和包含鋼絞線內(nèi)的注漿芯管組合而成，注漿芯管內(nèi)每隔100mm鉆有出漿孔，各孔交叉成60度，便于漿液可注入桿體四周的巖體，鳥籠式注漿段的直徑大于索體的直徑且小于鉆孔的內(nèi)徑，該結(jié)構(gòu)利于注漿芯管順利的反向出漿，增加索體與孔壁間的摩擦力，增加錨固力；所述的錨固段C包括倒槍刺釘、限位塊、銷釘、內(nèi)錨段鎖具及夾片，所述的錨固段C設(shè)有一段管狀的內(nèi)錨段鎖具套裝在索體上，內(nèi)錨段鎖具上端開有倒槍刺釘槽，槽內(nèi)通過銷釘與倒槍刺釘鉸連接，倒槍刺釘槽的外部焊接有限位塊，限制倒槍刺釘最終張開的角度為60度，內(nèi)錨段鎖具的下部設(shè)有內(nèi)錐孔，錐孔與索體之間吻合裝設(shè)有三片圓錐形夾片，夾片內(nèi)夾緊索體，夾片外貼緊內(nèi)錨段鎖具的內(nèi)錐孔面，使索體與內(nèi)錨段鎖具牢固連接在一起。該加固方法的具體實(shí)施方式為：

（1）???在巷道底板施工0.1?m～0.2?m厚度的混凝土地坪，為巷道底板提供止?jié){層；

（2）???地坪固結(jié)后，在巷道底板施工深度為2.5?m～3.0?m的大直徑淺部注漿孔，孔間排距為1.5?m～3.0?m，孔徑100?mm～150?mm；

（3）????淺部注漿孔施工完成后，在孔內(nèi)放入護(hù)壁注漿套管，注漿套管直徑小于淺部注漿孔25?mm～30mm，長(zhǎng)度為1.5?m～2.0m，用水泥封堵孔口與注漿套管之間的空隙以便固定套管；

（4）????????????待孔口水泥固結(jié)后，向注漿套管內(nèi)注入水泥漿液，注滿后停注漿；

（5）????????????待淺孔注入的水泥漿固結(jié)后，在巷道底板原護(hù)壁注漿套管內(nèi)施工深6.0?m～7.0?m的深部錨索孔，孔徑75?mm～80?mm；

（6）????????????成孔后利用水泵排出孔內(nèi)積水，減小孔內(nèi)的積水對(duì)注漿效果的不利影響；