[發明專利]一種深部煤礦半封閉鋼筋混凝土管片支護方法

有效

• 申請號: 201510880825.1
• 申請日: 2015-12-03
• 公開（公告）號: CN105484763B
• 公開（公告）日: 2018-05-25
• 發明（設計）人: 左建平;孫運江;吳迪
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學(北京)
• 主分類號: E21D11/08
• 分類號: E21D11/08;E21D20/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明專利屬于礦山災害防治領域，具體涉及一種通過預制鋼筋混凝土管片閉環注漿支護控制松軟破碎底鼓巷道嚴重變形的方法。該支護結構能夠形成閉環結構，將圍巖變形產生的擠壓力轉化為支護結構的環向應力。滯后注漿在加固淺部圍巖的同時，將混凝土管片與圍巖之間的孔隙充填滿，避免出現局部應力集中而破壞。該支護技術能夠在保證煤礦規程中頂板及時支護的基礎上，實現隧道施工中新奧法的支護機理，即初期允許圍巖有一定的變形，當變形達到某一程度時，預制鋼筋混凝土管片發揮支護作用，并且支護作用力隨著變形的增大而增強，直至圍巖達到新的平衡狀態。底板采用半封閉反拱設計，有利于底鼓巷道釋放能量，避免反復修復，大大降低成本。

技術領域

本發明專利屬于礦山災害防治領域，具體涉及一種通過預制鋼筋混凝土管片閉環注漿支護控制煤礦松軟破碎底鼓巷道長期持續嚴重變形的方法。

背景技術

目前隨著煤炭開采向深部發展，巷道所處的地應力環境越來越復雜，尤其是在地質構造附近區域，圍巖松軟破碎，常規的支護形式難以控制該地區巷道圍巖變形破壞，給開采帶來了極大的困難，若處理不當將造成井下冒頂和垮幫等事故，并可能造成人員傷亡，極大的增加了施工成本。因此，主被動聯合支護技術引起國內外的重視。在借鑒國外先進技術的基礎上，我國現場試驗了多種聯合支護方式，取得了一定的成果。但是目前的支護設計不能形成閉環結構，難以實現整體承載，且施工工藝復雜，很難從根本上有效防治軟弱破碎煤巖這種地質條件所帶來的災害，造成支護結構的不穩定和掘進速度緩慢，存在安全隱患。

因此，有必要設計一種閉環支護結構來防治軟弱破碎煤巖地質條件下井下冒頂、垮幫、底鼓等造成的事故。本發明采用半封閉鋼筋混凝土管片閉環支護，通過拼接預制鋼筋混凝土管片形成閉環結構，形成半封閉鋼筋混凝土管片閉環支護機構。這種空間結構允許巷道圍巖有一定的變形，釋放一定能量，隨著巷道變形的增大，該支護結構對圍巖的支護作用逐漸增強，直至達到平衡穩定。在鋼筋混凝土管片安裝好后，對淺部圍巖進行高壓注漿，提高破碎頂板的整體性和穩定性，支護效果可靠，安全狀態良好。并且采用預制鋼筋混凝土管片拼接減輕了井下工人的勞動量，因其安裝工藝簡便，易施工，很大程度上提高了安全作業程度，節約鋼材，降低支護成本。

發明內容

本發明的目的是為了解決松軟破碎底鼓巷道難支護、返修率高的問題，而設計了一種巷道半封閉鋼筋混凝土管片閉環支護結構。

本發明提供了一種有效的、低成本、易實施，井下作業安全程度高的一種松軟破碎底鼓巷道半封閉鋼筋混凝土管片閉環支護結構。

為實現上述目的，而設計了一種用于煤礦圍巖破碎底鼓巷道半封閉預制鋼筋混凝土管片閉環支護結構，其主要操作方法是：

A)根據工程的實際情況掘進巷道；

B)底板架設預制鋼筋混凝土反拱結構，并鋪設預制混凝土蓋板；

C)兩幫和頂板拼接預制鋼筋混凝土管片；

D)在兩幫和頂板分別打設注漿錨桿，并進行高壓注漿；

所述的掘進煤巷應盡量保證其表面平整、光滑，避免凹凸不平，便于預制鋼筋混凝土管片與圍巖充分接觸。

所述的半封閉鋼筋混凝土管片閉環支護方式是指采用三塊混凝土管片和一塊混凝土骨架拼接，形成閉環的支護結構，底板的混凝土反拱后期允許巷道底鼓，實現巷道長期穩定使用。

所述的預制鋼筋混凝土管片采用礦渣硅酸鹽水泥制作，長度L2000mm～L2500mm，半徑為R2000mm～3000mm，內部鋪設Φ8mm～Φ12mm的高強鋼筋，鋼筋排距為600mm～800mm，混凝土管片留設的打注漿錨桿的孔的直徑為Φ80mm～Φ100mm，承載能力不低于30t。