[發明專利]一種置孔釋壓材料用于軟圍巖巷道的支護方法

無效

• 申請號: 201210542079.1
• 申請日: 2012-12-14
• 公開（公告）號: CN103046934A
• 公開（公告）日: 2013-04-17
• 發明（設計）人: 李彥斌;蘇學貴;李立功;楊永康;李劍坤;薛磊;蘇蕾;李浩春
• 申請（專利權）人: 太原理工大學
• 主分類號: E21D11/00
• 分類號: E21D11/00
• 代理公司: 太原科衛專利事務所(普通合伙) 14100
• 代理人: 戎文華

技術領域

本發明與一種軟圍巖巷道的支護方法有關，進一步地說，是一種置孔釋壓材料用于高應力大變形軟圍巖巷道的支護方法。

背景技術

隨著礦井開采范圍的擴展，開采深度的不斷增加，開采條件越來越困難，尤其是煤礦井下軟巖巷道具有大變形、易破壞的特點。在巷道支護過程中，經常出現巷道圍巖變形過大超過支護材料的允許變形量，導致巷道支護失敗。巷道出現變形破壞現象。?

現有對于高應力大變形軟巖巷道支護主要采用三種種支護方式：一是被動剛性支護，如采用砌碹、U型鋼全封閉支架和架棚后再噴漿的復合支護技術，在高應力條件下支護體會被壓垮、壓裂和壓折；二是采用高強錨桿加錨索加網加噴混凝土和淺表部圍巖注漿等復合支護技術，高應力條件下，這類錨固體會出現整體大變形，甚至斷錨桿斷錨索導致事故；三是采用先讓壓變形，釋放部分應力，然后進行錨桿加錨索加網加鋼帶加噴混凝土復合支護，或采用支架、砌碹體預留變形量或墊層，或采用大變形錨索，在高應力條件下，支護體和巷道空間難以滿足讓壓對變形量的要求，圍巖的自承載能力增長有限。

近些年發展起來的剛柔耦合支護技術，是利用讓壓帶讓壓和工字鋼圓形全封閉剛性支架聯合支護。使得煤巖體自身的應力隨著讓壓的過程向深部轉移一部分，剩余應力由金屬支架支撐，取得了較好效果。但是，由于在讓壓帶填充材料讓壓空間有限，要使圍巖有足夠的釋放壓力的空間就必須加大讓壓帶，從而增加了巷道實際斷面尺寸，增加了成本，帶來巨大的經濟負擔，因此，在實際使用過程中仍存在著使用效果不理想的問題。?

發明內容

針對上述現有技術，本發明提供一種置孔釋壓材料用于軟圍巖巷道的支護方法，用以解決高應力大變形軟圍巖體巷道支護難題，具有一次性支護效果好，置孔釋壓綜合承載力高而穩定，巷道開挖面積小等特點。

為了解決上述問題，本發明所提供的一種置孔釋壓材料用于軟圍巖巷道的支護方法，其具體的方法步驟如下：

形成于巷道表面上的錨桿支護及其50～100mm厚的第一鋼纖維混凝土層；

形成于第一鋼纖維混凝土層表面上的至少200mm厚以上的第二預留釋壓空間層，在所述第二預留釋壓空間層中置有多孔釋壓材料；所述多孔釋壓材料的質量份配比為：樹脂：煤矸石?：粉煤灰：填料﹦80~130﹕380~420﹕60~110﹕30~80；

形成于第二預留釋壓空間層表面上的第三金屬網架結構層，所述金屬網架結構層是工字鋼和鋼筋網相互聯結形成。其工字鋼的間距是0.6m，其金屬支架間是由φ8~14mm鋼筋內外連接構成聯合網架。并在金屬網架結構上噴射鋼纖維混凝土，厚度150mm,以提高金屬網架結構的強度，使巷道更加穩定。

進一步地，其附加技術特征在于：

所述多孔釋壓材料的質量份配比進一步為：樹脂：煤矸石?：粉煤灰：填料﹦106.25~113.18﹕405.26~413.37﹕77.92~81.58﹕48.85~51.68。

所述多孔釋壓材料是其內部置有N個第一層圓型孔，N-1個第二層圓型孔，且第一層圓型孔與第二層圓型孔呈倒三角結構。

其主要特征是：倒三角結構具有較大的釋壓空間，具有較大初撐力，使得巷道變形，壓縮讓壓材料呈連續過程，防止沖擊來壓對剛性金屬支架產生突發性破壞，有效地減少了巷道開挖面積，從而減少施工成本。

所述圓形孔的孔率為：32.86%~37.28%。

所述預留釋壓空間是N層，或者是N+1、N+2、N+3層、…，N=1。

其目的在于：依據應力和變形大小決定多孔釋壓材料放置層數。

一般情況：應力小于25Mp，變形小于20cm設置一層；應力小于50Mp，變形小于40cm設置二層；應力小于75Mp,變形小于60cm放置三層；依次放置。

所述金屬網架結構層是工字鋼和鋼筋網相互聯結形成。其工字鋼的間距是0.6m，其金屬支架間是由φ8~14mm鋼筋內外連接構成聯合網架。并在金屬網架結構上噴射鋼纖維混凝土，厚度150mm。

其主要作用：提高金屬網架結構的強度，形成鋼筋混凝土拱，使巷道更加穩定。

實現本發明一種置孔釋壓材料用于軟圍巖巷道的支護方法，與現有技術相比，其直接帶來的和必然產生的優點與積極效果在于：

本發明方法基于第一鋼纖維混凝土層，通過在第二預留釋壓空間層中置有多孔釋壓材料進行卸壓，并由第三金屬網架結構層進行彈性支撐，增強了讓壓空間的承載能力，提高了高應力大變形軟圍巖體的穩定性，實現了巷道一次性支護。?