[發明專利]一種斷層破碎區巷道三維立體注漿支護方法

在審

• 申請號: 201811597985.5
• 申請日: 2018-12-26
• 公開（公告）號: CN109372555A
• 公開（公告）日: 2019-02-22
• 發明（設計）人: 王連國;王凱;陸銀龍
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: E21D11/10
• 分類號: E21D11/10;E21D20/02;E21D11/18
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 黃雪蘭

1.一種斷層破碎區巷道三維注漿支護方法，其特征在于，具體步驟如下：

步驟一:當巷道掘進至斷層破碎帶前，對掘進頭進行噴漿封閉迎頭圍巖，噴漿后通過注漿錨桿進行淺部注漿，注漿加固形成止漿墻后再進行超前注漿，防止漏漿；

步驟二：止漿墻形成后，通過地質鉆機沿止漿墻輪廓線在距離拱頂300mm的位置均勻布置多個超前注漿注漿孔，成孔后在注漿孔內布置超前注漿花管，在注漿花管和孔口套管之間采用水泥封孔后進行超前注漿；

步驟三：超前注漿支護結束，待漿液固結后可繼續開挖巷道，巷道開挖后立即采用U型鋼支架對巷道進行架棚支護，限制圍巖變形以及防止巷道垮塌；

步驟四：U型鋼支架架設后，利用錨桿鉆機先打頂板和兩幫注漿錨桿鉆孔，成孔后進行頂板和兩幫注漿錨桿的安裝。頂板和兩幫注漿錨桿安裝完成后，利用錨桿鉆機打底板注漿錨桿鉆孔，成孔后安裝底板注漿錨桿，完成巷道圍巖淺部全斷面注漿錨桿的安裝；

步驟五：在注漿錨桿安裝完成后，利用錨索鉆機打頂板以及幫部注漿錨索鉆孔，成孔后安裝頂板和幫部注漿錨索，完成巷道圍巖深部注漿錨索的安裝；

步驟六：當注漿錨桿以及注漿錨索安裝結束后，向巷道圍巖噴射混凝土形成噴漿層，避免錨注時漏漿并且可以防止巷道圍巖風化潮解；

步驟七：噴漿結束后，先進行注漿錨桿注漿，依次對巷道底板、兩幫及頂板注漿錨桿注漿，在巷道圍巖淺部形成淺部注漿加固圈；

步驟八：注漿錨桿結束后，接著對巷道幫部注漿錨索以及頂板注漿錨索依次進行注漿，形成巷道圍巖深部注漿加固圈；

步驟九：待注漿完成后，用混凝土回填底板至設計斷面，形成巷道底板上的平整混凝土回填層。

2.根據權利要求1所述的一種斷層破碎區巷道三維注漿支護方法，其特征在于，所述步驟一中，止漿墻注漿選用螺紋鋼中空注漿錨桿，錨桿規格為沿止漿墻的輪廓線均勻布置，且由外向內布置多圈，相鄰錨桿間距約1600mm。

3.根據權利要求1所述的一種斷層破碎區巷道三維注漿支護方法，其特征在于，所述步驟二中，超前注漿管的間距根據漿液的擴散半徑來確定，具體的公式如下：

其中：r₁為漿液擴散半徑；K為地層滲透系數；h₁為注漿壓力水頭；t為注漿時間；n為孔隙度；β為漿液粘度與水的粘度比；r₀為注漿管半徑。

4.根據權利要求1所述的一種斷層破碎區巷道三維注漿支護方法，其特征在于，所述步驟二中，超前注漿注漿孔采用直徑94mm的鉆頭施工，相鄰注漿孔間距為1500mm，仰角為10°，向迎頭上方施工，外插角25°，相鄰注漿孔的終端間距為5700mm；超前注漿所下注漿管規格為直徑73mm的花管，花管長度為10m，每根注漿管端頭車有螺紋，用于連接注漿管，沿管壁垂直鉆設多排直徑8mm的溢漿孔，梅花形布置，固管長度2m；超前注漿采用BW系列井下高壓臥式注漿泵，具有壓力高，流量大等優點，最高注漿壓力可達到10MPa。超前注漿注漿壓力取為5.0～7.0MPa。

5.根據權利要求1所述的一種斷層破碎區巷道三維注漿支護方法，其特征在于，所述步驟三中，U型鋼采用U36型鋼支架，棚距中對中600mm，搭接長度500mm，鋼背板規格800×1200×80mm。

6.根據權利要求1所述的一種斷層破碎區巷道三維注漿支護方法，其特征在于，所述步驟四中，頂幫注漿錨桿選用螺紋鋼中空注漿錨桿，規格為破斷力≥15t，桿體上順序鉆有注漿孔，桿尾砸扁，封孔采用快硬水泥藥卷；幫部底端的注漿管向下傾斜布置，與水平方向呈30°夾角；底板注漿錨桿選用螺紋鋼中空注漿錨桿，規格為每排3根，兩邊注漿錨桿斜打，與豎直方向成15°角。

7.根據權利要求1所述的一種斷層破碎區巷道三維注漿支護方法，其特征在于，所述步驟五中，高強注漿錨索由8根預應力鋼絲組成，中間最小直徑為31.5mm，骨架處直徑為35mm。錨索全長布置5個骨架，中空鋼管直徑為13mm，強度級別為1570MPa，伸長率≥3.5％；頂板注漿錨索規格幫部注漿錨索規格由螺旋肋鋼絞線組成，錨索體中心有注漿孔，錨索尾部設類似鳥巢的錨固段。