[發明專利]一種錨索分區錨固分段預緊巖層控制方法

有效

• 申請號: 201510434626.8
• 申請日: 2015-07-23
• 公開（公告）號: CN104989437B
• 公開（公告）日: 2017-12-26
• 發明（設計）人: 肖同強;王猛;李化敏;李懷珍;李海洋
• 申請（專利權）人: 河南理工大學
• 主分類號: E21D20/02
• 分類號: E21D20/02
• 代理公司: 鄭州科維專利代理有限公司41102
• 代理人: 張慧樂

技術領域

本發明涉及一種巖層控制方法，特別是一種錨索分區錨固分段預緊巖層控制方法。

背景技術

巷道開挖后，圍巖應力重新分布，圍巖發生變形破壞，圍巖由淺至深形成破碎區、塑性區和彈性區。隨著煤礦開采條件日益復雜，加上礦井開采深度的增大，致使破碎區、塑性區顯著增大，巷道支護難度增大。錨索支護是目前廣泛采用的經濟有效的支護形式，但在復雜困難條件下，錨索支護仍存在以下問題：①現有錨索錨固方式為端頭錨固（錨索長度較大，難以實現全長錨固），如果錨具失效或錨索破斷，整根錨索將失去支護作用，即發生錨固失效。②采用注漿錨索施工，雖然能夠實現全長錨固，但是由于無法施加預應力，難以充分發揮錨索的支護作用。③對于破碎區、塑性區較大的圍巖，錨索長度也相應增大，而對于長錨索而言，如果自由段長度太長，則錨索預應力效果明顯降低。

發明內容

本發明為克服現有技術存在的問題，提供了一種錨索分區錨固分段預緊巖層控制方法，該方法可有效解決現有支護方式中錨索易錨固失效、預應力效果差的問題，能夠有效改善巖層控制效果。

本發明采用的技術方案要點是采用錨索實施分區錨固、分段預緊。分區錨固即對所確定的破碎區、塑性區和彈性區分別設定錨固段，錨固順序依次為彈性區、塑性區、破碎區，彈性區錨固段采用樹脂錨固劑進行錨固，塑性區和破碎區錨固段采用注漿錨固；分段預緊即每次錨固穩定后（孔口錨固段除外），均對自由段進行張拉預緊。

該錨索分區錨固分段預緊巖層控制方法，包括以下步驟：

a、根據圍巖變形破壞狀態，確定破碎區、塑性區和彈性區范圍；

b、對于錨索索體，在破碎區、塑性區和彈性區分別設定錨固段；

c、對彈性區采用樹脂錨固劑進行錨固，該段為彈性區錨固段，錨固穩定后對錨索進行第一次張拉預緊；

d、對塑性區淺部圍巖進行錨固，該段為塑性區錨固段，錨固方式為注漿錨固，錨固穩定后對錨索進行第二次張拉預緊；

e、對破碎區淺部圍巖進行注漿錨固，該段為破碎區錨固段，錨固穩定后即可。

進一步，上述錨索分區錨固和分段預緊過程為：彈性區錨固段錨固、第一次張拉預緊→塑性區錨固段錨固、第二次張拉預緊→破碎區錨固段錨固。

優選的，上述步驟c彈性區錨固段的錨固過程為：鉆孔、清孔、裝入樹脂錨固劑、攪拌、張拉預緊。

優選的，在所述塑性區和破碎區每個錨固段的兩端均采用注漿封孔器封孔，封孔完成后，對所述錨固段中部進行注漿錨固。

進一步，在復雜生產地質條件下，圍巖破碎區、塑性區較大時，可以適當增加錨固段數量，且除孔口的錨固段外，每次錨固后均要進行張拉預緊。

本發明的有益效果：本發明采用分區錨固能夠有效提高錨索支護的可靠性，避免錨索局部破斷引起的整根錨索失效，注漿錨固則具有錨固錨索和加固裂隙圍巖的雙重作用；本發明采用分段預緊能夠使錨索全長具有較高預應力，充分發揮錨索的主動及時支護作用；分區錨固后形成的自由段，在圍巖壓力作用下發生延伸，能夠控制并適應圍巖較大變形，有效改善巖層控制效果。

附圖說明

圖1為本發明錨索分區錨固分段預緊巖層控制方法示意圖；

圖2為本發明錨索錨固結構示意圖；

圖中，Ⅰ為破碎區，Ⅱ為塑性區，Ⅲ為彈性區；1為巷道，2為錨索，3為錨桿，4為錨索錨具，5為錨索托盤，61、62、63、64為注漿封孔器，71、72為注漿管，8為錨索索體，9為錨索頭部；L₁為彈性區錨固段，L₂為塑性區錨固段，L₃為破碎區錨固段；Z₁為L₁錨固后形成的待預緊自由段，Z₂為L₂錨固后形成的待預緊自由段。

具體實施方式

以下結合附圖對本發明的具體實施方式作進一步說明。

a、根據巷道圍巖變形破壞狀態，確定圍巖破碎區Ⅰ、塑性區Ⅱ和彈性區Ⅲ范圍；

如圖1、圖2所示，巷道1采用錨索2、錨桿3聯合支護。根據巷道1圍巖變形破壞狀態，確定圍巖處于破碎狀態的破碎區Ⅰ、圍巖處于塑性變形狀態的塑性區Ⅱ、圍巖處于彈性變形狀態的彈性區Ⅲ。圖中Ⅰ區、Ⅱ區、Ⅲ區之間采用虛線作為分界。