[發明專利]一種極破碎巷道薄厚殼支護結構及施工方法

在審

• 申請號: 202010331504.7
• 申請日: 2020-04-24
• 公開（公告）號: CN111456765A
• 公開（公告）日: 2020-07-28
• 發明（設計）人: 孫利輝;楊賢達;孫春東;王君義;孫曉龍;董賽軍;李海龍
• 申請（專利權）人: 河北工程大學
• 主分類號: E21D11/15
• 分類號: E21D11/15;E21D11/18;E21D11/10;E21D20/02
• 代理公司: 重慶市信立達專利代理事務所(普通合伙) 50230
• 代理人: 陳炳萍

本發明屬于礦山巷道支護技術領域，公開了一種極破碎巷道薄厚殼支護結構及施工方法，該支護結構包括巷道，巷道的斷面為圓形，包括薄殼和厚殼，薄殼包括沿巷道圍巖內壁設置的拼接鋼板，且拼接鋼板與巷道的圍巖內壁之間具有間隙，厚殼包括充填縫體、錨桿和注漿體，充填縫體填充于所述間隙中，錨桿穿過拼接鋼板后深入巷道圍巖內部，注漿體沿巷道圍巖破碎裂隙擴散。本發明能夠對無法通過傳統錨網支護或型鋼支護的極破碎巷道圍巖進行有效支護，保證了巷道圍巖的整體穩定性，以及施工的安全性。

技術領域

本發明涉及礦山巷道支護技術領域，具體為一種極破碎巷道薄厚殼支護結構及施工方法。

背景技術

對于低下礦山開采而言，巷道是井工煤礦開采的必要通道，保證巷道開挖和支護穩定是礦山安全生產的前提，據不完全統計，我國國有煤礦每年新掘進的巷道總長達12000km，因此，巷道的支護結構越顯重要。而隨著礦山開采的大規模進行和采深的不斷加大，巷道圍巖應力狀態趨于惡化，支護難度增加，嚴重危害巷道圍巖的穩定性以及后續的維護工作，制約了深部開采。

對于極破碎巷道，其圍巖內發育著各種節理、層理、裂隙等結構面，圍巖破碎、穩定性差，現有老巷、過采空區布置的巷道基本采用傳統的錨網支護或型鋼支護，因圍巖十分破碎，現場施工難度大，特別是有些區域錨桿鉆孔都無法成孔，無法采用錨桿支護，嚴重影響工程進度。

發明內容

本發明意在提供一種極破碎巷道薄厚殼支護結構，解決現有的支護結構無法對極破碎巷道圍巖進行有效支護的問題。

為達到上述目的，本發明提供基礎方案是：一種極破碎巷道薄厚殼支護結構，包括巷道，巷道的斷面為圓形，包括薄殼和厚殼，所述薄殼包括沿巷道圍巖內壁設置的拼接鋼板，且拼接鋼板與巷道的圍巖內壁之間具有間隙，所述厚殼包括充填縫體、錨桿和注漿體，所述充填縫體填充于所述間隙中，所述錨桿穿過拼接鋼板后深入巷道圍巖內部，所述注漿體沿巷道圍巖破碎裂隙擴散。

基礎方案的工作原理：本發明通過沿巷道圍巖內壁設置拼接鋼板，在巷道圍巖破碎裂隙注入注漿體，在拼接鋼板與巷道圍巖內壁之間注入充填縫體，并通過錨桿錨固拼接鋼板，形成全斷面拼接鋼板支護結構，對極破碎巷道圍巖進行支護。

基礎方案的有益效果是：

(1)本發明能夠對無法通過傳統錨網支護或型鋼支護的極破碎巷道圍巖進行有效支護，保證了巷道圍巖的整體穩定性，以及施工的安全性。

(2)本發明在使用拼接鋼板支護的同時，結合圍巖的注漿和錨桿固定，實現對破碎圍巖的多重支護，提高了支護效果。

進一步，所述拼接鋼板由若干拼裝板圍合拼接而成，且相鄰兩塊拼裝板通過螺栓連接，所述拼裝板為B型波紋鋼，材質為Q235，板厚為4.75mm。

通過上述設置，B型波紋鋼堅固耐用，拼裝簡單，可具有貼合巷道圍巖內壁的拱形弧度，施工速度快，成本低。

進一步，所述錨桿為自旋式注漿錨桿。

通過上述設置，自旋式注漿錨桿可采用鉆錨一次完成的施工工藝，解決了圍巖極破碎無法鉆孔問題，提高了施工效率，且抗剪和抗彎能力強，極其適應破碎圍巖巷道。

進一步，所述充填縫體為高水充填材料。

通過上述設置，其凝結速度快、性能穩定，提高極破碎巷道內壁與薄殼的完整性。

本發明還提供了一種極破碎巷道薄厚殼支護結構的施工方法，應用于上述技術方案，包括以下步驟：

S1、根據巷道凈斷面尺寸，設計巷道掘進的毛斷面直徑，保證十二塊拼裝板能夠圍合拼接，并沿拼裝板圍合成的虛擬圓柱體的斷面間隔開設預留孔，掘進所述巷道斷面的上半部；

S2、安裝拱頂中心的拼裝板，且拼裝板中心與巷道軸向中心平行，并在所述拼裝板下面豎立單體支柱；