[發(fā)明專利]一種通過降低水平擠壓力控制巷道底臌的卸擋防治方法

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• 申請日: 2022-02-22
• 公開（公告）號: CN114542183A
• 公開（公告）日: 2022-05-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 譚云亮;李學(xué)斌;陳艾;劉學(xué)生;張瑞鑫;武允昊;許珂
• 申請（專利權(quán)）人: 山東科技大學(xué)
• 主分類號: E21F17/00
• 分類號: E21F17/00;E21D11/14;E21D21/00;E21D20/02;E21D9/10
• 代理公司: 濟(jì)南金迪知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37219
• 代理人: 楊樹云

本發(fā)明涉及一種通過降低水平擠壓力控制巷道底臌的卸擋防治方法，設(shè)置有底角擋樁、底板卸壓槽以及巷幫大直徑卸壓鉆孔；具體是指：將底角擋樁沿著底板零壓縮線的邊界位置依次進(jìn)行設(shè)置；將底板卸壓槽設(shè)置于巷道的底板的中部區(qū)域，底板卸壓槽沿巷道走向布置；將巷幫大直徑卸壓鉆孔設(shè)置于實(shí)體煤幫內(nèi)，垂直于巷道走向布置。本發(fā)明可有效降低水平附加應(yīng)力、阻斷底板水平應(yīng)力傳遞和釋放底板擠壓變形，從而大幅度減小巷道底臌量。本發(fā)明能夠?qū)ο锏赖纂M(jìn)行有效治理，且操作簡單、穩(wěn)定、可靠，施工過程中不會影響巷道正常使用，對于高水平應(yīng)力軟巖巷道底臌控制設(shè)計(jì)具有重大意義。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于巷道圍巖控制的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種通過降低水平擠壓力控制巷道底臌的卸擋防治方法。

背景技術(shù)

巷道是煤礦地下開采過程中運(yùn)輸、通風(fēng)、行人等系統(tǒng)的重要通道，在煤礦開采過程中，一旦巷道出現(xiàn)嚴(yán)重變形破壞，勢必會對礦井正常生產(chǎn)帶來影響。巷道支護(hù)可以有效地維持巷道穩(wěn)定，對于煤礦開采具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。目前我國礦井開采逐漸由中東部礦區(qū)向內(nèi)蒙古、新疆、寧夏等煤炭資源豐富的西部礦區(qū)發(fā)展，而由于西部礦區(qū)復(fù)雜的成巖環(huán)境，使得巷道圍巖多表現(xiàn)為軟巖，并且受到垂直應(yīng)力的影響，水平擠壓力較大。在這種條件下，底臌往往非常嚴(yán)重，現(xiàn)有支護(hù)技術(shù)手段無法滿足巷道底板穩(wěn)定性問題，往往需要多次返修，嚴(yán)重制約西部煤礦安全、經(jīng)濟(jì)及高效開采。

現(xiàn)有技術(shù)中，中國專利文獻(xiàn)CN112761674A公開了一種軟巖巷道防底臌結(jié)構(gòu)及其施工方法，該方法通過開挖澆筑反底拱并在巷道底板上打設(shè)注漿錨桿和錨索以達(dá)到抑制巷道底臌的效果。該方法首先需要對巷道底板進(jìn)行整體開挖，嚴(yán)重影響巷道施工速度，影響巷道正常使用。且后期若出現(xiàn)巷道底臌嚴(yán)重的問題，底板卸壓槽會由于反底拱的影響造成開挖困難，故不能對巷道底板進(jìn)行適時(shí)有效地卸壓，使得巷道底臌治理效率降低。中國專利文獻(xiàn)CN201010515661X公開了一種軟巖巷道錨拉鋼管混凝土抗底臌裝置及其施工方法，該方法通過在巷道底板打設(shè)鋼管樁，將錨桿或錨索與鋼管樁成一定角度斜穿過鋼管樁，將其錨固在底板巖層中以此限制底板巖層滑移，從而實(shí)現(xiàn)對巷道底臌的控制。該方法中鋼管樁只是起到了對錨桿或錨索的抗滑作用，在高應(yīng)力軟巖環(huán)境下，底板擠壓力很大，單純錨桿或錨索強(qiáng)度較低，存在被剪短的風(fēng)險(xiǎn)。一旦錨桿或錨索失效，將會嚴(yán)重削弱底鼓控制效果。而且該方法只對底板水平應(yīng)力進(jìn)行了抵擋，沒有進(jìn)行必要的卸壓，因此對于高應(yīng)力軟巖巷道底臌問題的治理存在很大的局限性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明主要是解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提出一種通過降低水平擠壓力控制巷道底臌的卸擋防治方法。

術(shù)語解釋：

1.卸擋，即卸壓、抵擋，卸壓指降低圍巖應(yīng)力；抵擋主要是指抵擋水平應(yīng)力的傳遞。

2.高強(qiáng)注漿材料，是指在地層裂隙和孔隙中起充填和固結(jié)作用的主要物質(zhì)，它是實(shí)現(xiàn)堵水或加固作用的關(guān)鍵，而高強(qiáng)注漿材料是指注漿材料具有強(qiáng)度高、凝結(jié)時(shí)間短等特點(diǎn)，其主要以水泥為結(jié)合劑，輔以不同作用的添加劑配制而成。

3.底板零壓縮線：是指底板巖層中的不同深度處的垂直應(yīng)變?yōu)榱愕倪B線，其曲線可計(jì)算得到。

本發(fā)明的上述技術(shù)問題主要通過以下技術(shù)方案得以解決：

一種通過降低水平擠壓力控制巷道底臌的卸擋防治方法，設(shè)置有底角擋樁、底板卸壓槽以及巷幫大直徑卸壓鉆孔；具體是指：

將所述底角擋樁沿著底板零壓縮線的邊界位置依次進(jìn)行設(shè)置；

將所述底板卸壓槽設(shè)置于巷道底板零壓縮線的中心位置，所述底板卸壓槽沿巷道走向布置；

將所述巷幫大直徑卸壓鉆孔設(shè)置于實(shí)體煤幫內(nèi)，垂直于巷道走向布置。

根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，設(shè)置所述底角擋樁時(shí)，先在預(yù)定位置打設(shè)傾斜鉆孔，后將所述底角擋樁放置于所述傾斜鉆孔內(nèi)，固定所述底角擋樁；

所述底板底板卸壓槽采用光面爆破的方式進(jìn)行制作；