[發明專利]一種預空軟巖巷道支護結構及施工方法

在審

• 申請號: 202111083652.2
• 申請日: 2021-09-15
• 公開（公告）號: CN113914873A
• 公開（公告）日: 2022-01-11
• 發明（設計）人: 許強;李明遠;吳軍;馬進生;田斌;李鵬;趙鳳;李小剛;趙輝強;莫正虎;胡長嶺
• 申請（專利權）人: 華亭煤業集團有限責任公司;淮北市平遠軟巖支護工程技術有限公司
• 主分類號: E21D9/04
• 分類號: E21D9/04;E21D9/01;E21D9/14;E21D19/00;E21D11/00;E21D11/10;E21D20/00
• 代理公司: 宿州智海知識產權代理事務所(普通合伙) 34145
• 代理人: 朱海琳

本發明屬于巷道支護技術領域，尤其為一種預空軟巖巷道支護結構及施工方法，包括巷道和支護結構，所述巷道包括有預空層和預設層，所述預設層為巷道設計的斷面規格，所述預空層為在預設層的基礎上進行合理擴大的斷面規格，所述支護結構包括有臨時支護結構和永久支護結構，所述臨時支護結構包括有臨時支護車，所述永久支護結構為三噴層、二次錨桿和二次鋼絲繩構建成的強韌封層，所述巷道底角開設有泄壓槽，所述泄壓槽內澆筑有混凝土，通過上述方式，對巷道內預空的區域進行臨時支護，隨著應力的釋放，臨時支護結構跟隨巷道的變形而變化，直至達到預先設計的巷道斷面規格后進行永久支護，提高了預空支護的強度和護表能力，同時便于使用。

技術領域

本發明屬于巷道支護技術領域，具體涉及一種預空軟巖巷道支護結構及施工方法。

背景技術

隨著煤礦開采范圍的擴展，開采深度不斷增加，開采條件越來越困難，尤其是大埋深、復雜構造和采動應力下軟弱巖煤體自身膨脹給巷道支護帶來的疊加壓力，一直是困擾煤礦巷道支護的難題。因為這些壓力有時間快慢的差異，力的大小和方向差異，因此是不等時、不均勻的疊加壓力組合。巷道支護在這種不均勻的疊加壓力作用下，會遭到反復破壞，常規的支護技術難以保證巷道的穩定。巷道支護不穩定，影響礦井建設期間的安全生產，也會給以后的正常使用帶來安全隱患。因此，現有一般使用預空技術。

預空技術是指在新掘或修復硐室及巷道時，根據巷道設計斷面規格，合理擴大斷面開挖范圍，提前留出圍巖擴展變形的空間稱為預空技術，其力學原理是針對深部礦井復雜高應力狀態下，既給高應力留有釋放空間，同時這個空間又不能大于各支護單元有效工作阻力控制范圍，為后期各支護單元的容錯提供相對空間和時間。因為在圍巖初步形成二次應力場平衡狀態期間，必然會發生大量的收斂變形，如提前預留一定空間，使圍巖壓力在實施支護措施之前就得以釋放，就可為下道工序提供堅實的處理基礎。

現有的預空（去掉）支護結構在掘巷后沒有進行錨網噴，而是直接打錨桿鉆孔進行錨桿支護，沒有形成一個錨索擠壓加固拱，這樣會導致支護強度較弱及護表能力較弱，巷道兩幫及頂板載荷不能均勻作用在支架上以至于出現應力集中的現象，從而不能有效控制巷道開挖初期圍巖破碎的快速來壓變形和頂板垮落，最后加快巷道的破壞而達不到理想的效果；如果沒有采用U型鋼進行加固支護，這樣（刪掉）會導致巷道維持時間不長從而增加巷道維護費用，產生不必要的經濟開支。

因此，需要提供一種預空軟巖巷道支護結構及其施工方法，旨在解決上述問題。

發明內容

但是現有的預空支護是直接打錨桿鉆孔進行錨桿支護，支護強度較弱及護表能力較弱，本發明提供了一種預空軟巖巷道支護結構及施工方法，對巷道內預空的區域進行臨時支護，隨著應力的釋放，臨時支護結構跟隨巷道的變形而變化，直至達到預先設計的巷道斷面規格后進行永久支護，提高了預空支護的強度和護表能力，同時便于使用。

本發明提供如下技術方案：

一種預空軟巖巷道支護結構，包括巷道和支護結構，所述巷道包括有預空層和預設層，所述預設層為巷道設計的斷面規格，所述預空層為在預設層的基礎上進行合理擴大的斷面規格，所述支護結構包括有臨時支護結構和永久支護結構，所述臨時支護結構包括有臨時支護車，所述永久支護結構為三噴層、二次錨桿和二次鋼絲繩構建成的強韌封層，所述巷道底角開設有泄壓槽，所述泄壓槽內澆筑有混凝土。

其中，所述巷道在預空層位置的內壁呈階梯式變化至預設層位置的內壁。

其中，所述永久支護結構中的三噴層包括有第一噴層、第二噴層和第三噴層，所述第一噴層為支護保護層且平均厚度為80mm，所述第二噴層平均厚度為80mm，所述第三噴層平均厚度厚度為60mm，所述三噴層采用425號噴漿水泥，所述二次錨桿為高強左旋無縱筋螺紋鋼錨桿，所述二次錨桿的規格為22mm*2400mm。

一種預空軟巖巷道支護結構中的永久支護結構的施工方法，包括如下步驟：

步驟一、第一噴層施工：在預空層變形至預設層時，對預設層內壁進行第一次噴漿；