[發明專利]一種控制高應力巷道底鼓的方法

無效

• 申請號: 201410108302.0
• 申請日: 2014-03-24
• 公開（公告）號: CN103850693A
• 公開（公告）日: 2014-06-11
• 發明（設計）人: 王成;陳曉祥;陳玉梅;韓學鋒;支光輝;徐匯
• 申請（專利權）人: 河南理工大學
• 主分類號: E21D20/00
• 分類號: E21D20/00;E21D19/00;E21D11/10
• 代理公司: 鄭州優盾知識產權代理有限公司 41125
• 代理人: 張紹琳;鄭園

技術領域

本發明涉及一種底鼓的控制方法，尤其是控制高應力巷道底鼓的方法。

背景技術

巷道底鼓問題在煤礦巷道中普遍存在，隨著采深的增大，圍巖應力不斷升高，巷道底鼓現象日益突出，導致巷道斷面急劇收縮，阻礙運輸和人員行走，妨礙通風，甚至造成整個巷道的失穩，給礦井安全高效生產帶來極大危害，由底鼓造成的維修量占維修總量的75%，嚴重影響了礦井的正常生產。

高應力巷道所處位置的原巖應力場中的水平應力很高，掘巷后兩幫垂直應力向水平應力進一步轉化，大幅提升了高應力巷道的水平應力，導致巷道底板強烈擠壓滑移，造成底板出現大范圍的松動破壞，底板圍巖最大破壞深度甚至達到0.5～0.75倍的巷道寬度，使底板產生強烈擠壓隆起現象。

目前，控制高應力巷道擠壓流動性底鼓行之有效的方法主要有兩種：

一種是主動加固巷道底板大范圍松動破碎圍巖，從而限制底板的擠壓隆起，加固手段主要有底板錨桿、底板錨索以及底板巖層注漿，對于寬度超過5m的高應力巷道來說，其破壞深度最大深度達到3.75m，需要對巷道底板4.8m范圍實施積極有效的主動加固，才能收到理想的效果。但主動加固在巷道底板大范圍加固的實際應用過程中存在著一些問題，主動加固必須施工錨桿索或注漿管的鉆孔，這些鉆孔垂直巷道底板或與垂直方向夾一定角度（一般小于30°）布置，根據《煤礦安全規程》規定鉆孔施工過程中需濕式打眼。

然而，采用這種方法在底板鉆孔鉆進過程中排水和排巖屑困難，加上水弱化鉆孔圍巖因素，鉆桿退出后，僅巷道底板表面鉆孔成孔質量較好，深部鉆孔普遍發生塌孔現象，導致底板錨桿、錨索、注漿管無法施工，底板加固施工速度十分緩慢、錨固范圍小，控制效果不明顯，無法實現對巷道底板巖層的及時、快速、有效控制，無法實現巷道底板長期穩定。

另一種方法是在巷道底角構建混凝土樁或砼墻，阻止底板沿剪切滑移面擠壓滑移，該方法是一種被動的控制方法，主要手段有分布式抗剪阻滑鋼筋混凝土樁和非連續承壓格柵砼墻控制。分布式抗剪阻滑鋼筋混凝土樁是在巷道底板間隔開挖淺樁孔與深樁孔，淺樁孔開挖深度為0.5～1.0m；深樁孔開挖深度為1.5～2.0m，淺樁孔與深樁孔間距為2～3m，淺樁孔與深樁孔的直徑均為0.5m，淺樁孔與深樁孔開挖完成后，將預制的鋼筋籠放入，然后澆筑混凝土，由淺樁孔、深樁孔、混凝土與鋼筋籠共同構成分布式抗剪阻滑鋼筋混凝土樁；非連續承壓格柵砼墻是在巷道底板間斷開挖向巷道幫部傾斜10°～30°的溝槽，每段溝槽長度為3～5m，深度為1～2.5m，寬度為0.5m，間距為1～2m；溝槽開挖完成后，將預制的鋼筋格柵放置在溝槽中，澆筑混凝土，由溝槽、混凝土與鋼筋格柵共同構成非連續承壓格柵砼墻。然而，采用這種方法的非連續承壓格柵砼墻深入巷道底板的深度過低，整體性不強，穩定性差。

綜上分析，分布式抗剪阻滑鋼筋混凝土樁和非連續承壓格柵砼墻深入巷道底板的深度均不超過2.5m，單個鋼筋混凝土樁和承壓格柵砼墻尺寸較小和整體性不強，對于底板大范圍松動破壞的高應力巷道來說，鋼筋混凝土樁和承壓格柵砼墻均整個布置在底板松動破碎的區域，穩定性差，會隨松動破碎的底板圍巖整體移動，并不能達到理想的效果，因此，該方法并不適合大范圍松動破壞的高應力巷道的底鼓治理。

發明內容

本發明要解決的技術問題是現有技術中控制巷道底鼓的方法穩定性差，構件會隨著松動破碎的底板圍巖整體產生移動，不適合大范圍松動破壞的高應力巷道的底鼓治理。

為解決上述技術問題，本發明采用技術方案如下：

本發明控制高應力巷道底鼓的方法，包括以下步驟：

一種控制高應力巷道底鼓的方法，其特征在于包括以下步驟：

a、在巷道底板中部垂直向下施工開挖槽；

b、對開挖槽左右兩幫圍巖分別進行水平錨索鉆孔；

c、在錨索鉆孔內安裝錨索，錨索前端深入錨索鉆孔內，尾端露于開挖槽幫部圍巖外表面；

d、在開挖槽幫部圍巖上鋪設金屬網，錨索尾端露于金屬網外表面；

e、在錨索尾端的金屬網上設置有槽鋼；

f、對錨索進行張拉施加高預緊力；

g、對開挖槽進行混凝土澆注，混凝土層厚度與開挖槽的深度相等；

h、隨開挖槽掘進工作面的推進，重復步驟a至g，直至巷道底板加固澆筑施工完畢。