[發明專利]礦井大松動圈巷道漸進式支護方法在審

申請號：	201510650180.2	申請日：	2015-10-09
公開（公告）號：	CN105134249A	公開（公告）日：	2015-12-09
發明（設計）人：	宮良偉;張明學	申請（專利權）人：	重慶工程職業技術學院
主分類號：	E21D11/00	分類號：	E21D11/00;E21D11/10;E21D20/02;E21D21/00
代理公司：	北京海虹嘉誠知識產權代理有限公司 11129	代理人：	謝殿武
地址：	402260 重***	國省代碼：	重慶;85
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摘要：
搜索關鍵詞：	礦井松動巷道漸進支護方法
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【說明書】：

技術領域

本發明涉及一種圍巖支護方法，特別涉及一種礦井大松動圈巷道漸進式支護方法。

背景技術

礦井巷道開挖后，其圍巖由原來的三向應力狀態變成了兩向應力狀態，圍巖的強度(主要指長期強度)就會變低，而其所受應力會因周圍應力重新分布而增大(產生集中應力)。如果圍巖所受應力超過了其強度，圍巖就會受到破壞產生松動，集中應力內移，繼續破壞離巷道空間較遠的圍巖，直到圍巖的強度高于集中應力為止。由此，在巷道圍巖中產生了一定的松動范圍，巷道圍巖產生的松動范圍就叫松動圈。巷道圍巖松動范圍愈大，因松動產生的體積膨脹愈大(碎脹)，巷道變形就越嚴重。換句話說，巷道的松動圈越大，支護越困難。一般來說，圍巖松動圈厚度大于2.2米的礦井巷道就稱為大松動圈巷道。隨著地下資源開采向深部轉移，由于地壓增加，大松動圈巷道越來越多。由于目前大松動圈巷道施工方法不科學，破壞非常嚴重。例如，很多煤礦的開拓工程經過多次維修仍然不能安全使用，支護成本大幅度升高。為此，提出科學的大松動圈巷道支護方法是十分必要的，而這就需要先對巷道圍巖大松動圈的形成過程有科學的認識。

巷道圍巖大松動圈是從無到有、從小到大逐漸形成的。一般來說，厚度大于1.5m的松動圈要經過1-3個月的形成過程。巷道空間周圍因受開挖影響而發生應力重新分布的巖體稱為圍巖，未受開挖影響的巖體稱為原巖。圍巖由四部分組成，應力升高彈性圈、塑性硬化圈、塑性軟化圈和塑性流動圈。松動圈屬于圍巖的一部分，一般由兩部分組成：塑性軟化圈和塑性流動圈。巷道大松動圈的形成過程包含三個相互聯系的過程，一是隨著應力升高彈性圈和塑性硬化圈(這兩部分不屬于松動圈的范圍，并且隨開挖后立即形成)的逐漸向圍巖深部移動，塑性軟化圈慢慢擴大，并最終形成一定厚度的塑性流動圈；二是圍巖裂隙逐漸增大、增多并相互貫通形成裂隙網，應力升高彈性圈會出現一些微裂隙，塑性硬化圈時微裂隙不斷發展擴大并最終形成滑移線，塑性軟化圈時滑移線形成破裂面、裂隙發展和貫通速度快速提高、承載能力迅速下降，塑性流動圈時裂隙發展和貫通速度變慢、裂隙間巖塊在穩定的應力下開始錯動；三是圍巖變形、破碎膨脹并向開挖空間擁擠，應力升高彈性圈和塑性硬化圈圍巖體積基本不膨脹，塑性軟化圈圍巖體積開始膨脹，塑性流動圈體積繼續快速增加。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種礦井大松動圈巷道漸進式支護方法，能夠有針對性地根據巷道松動圈的發展狀況，采用相應的支護手段以使巷道圍巖形成穩定的支護結構，保證礦井的安全使用，降低支護成本。

本發明的礦井大松動圈巷道漸進式支護方法，包括以下步驟：

(1)開挖后，對巷道進行初噴，初噴形成的混凝土噴漿層厚度不大于50mm；

(2)初噴后，在臨時支護下掛設鋼筋網和鋼筋梯，然后打眼安裝注漿錨桿，形成組合支護；

(3)根據巷道地質條件選擇測定點，在測定點處打眼安裝探測松動圈的系統，并安裝斷面收斂儀，以測定巷道松動圈的變化和巷道斷面收斂情況；

(4)根據巷道斷面監測情況，對巷道斷面變形大的部位補充安裝錨桿，使巷道均勻收斂；

(5)在松動圈的厚度大于注漿錨桿的長度后，打眼安裝注漿錨索；

(6)當巷道斷面變形穩定、松動圈不再擴大時進行復噴，復噴形成的混凝土噴漿層的厚度使得鋼筋網和鋼筋梯至少有20mm的保護層；

(7)復噴混凝土硬化后，利用步驟(2)中安裝的注漿錨桿進行圍巖淺部注漿；

(8)圍巖淺部注漿后，利用步驟(5)中安裝的注漿錨索進行圍巖深部注漿。

進一步，在步驟(2)中的所述注漿錨桿和/或步驟(5)中的所述注漿錨索包括錨體及設在錨體錨固段的延展機構，所述錨體的自由段設有注漿孔；所述延展機構包括膨脹套和引脹件，所述錨體穿過膨脹套后與引脹件連接；巖體變形對錨體及引脹件產生軸向拉力時引脹件對膨脹套形成擠壓，使得膨脹套產生徑向變形而膨脹。