[发明专利]一种延长软岩巷道服务周期的支护方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种巷道支护技术，特别涉及一种延长软岩巷道服务周期的支护方法。

背景技术

软岩巷道支护是影响煤炭工业发展的重要课题之一，就全国范围而言，我国煤矿煤系地层中具有软岩的矿井分布十分广泛，北起黑龙江、内蒙，南到广东、广西。东起山东、浙江，西到新疆、青海的广大辽阔的幅员内有软岩的矿井遍布全国各主要产煤省区，近半数的矿务局存在软岩矿井，有的矿务局甚至大部或全部矿井是软岩矿井。

软岩巷道的支护方法按原理不同可分为“主动式支护”和“被动式支护”两种方法。

其中主动支护(又称锚杆式支护)的技术原理如下：

在矿井深部不管岩石机械特性如何，在三向应力作用下，岩体都处在完好的稳定状态。一旦开挖成巷，巷道周壁围岩端面其应力骤降为零，造成顶板垮落，底板窿起和两帮移进。为了保持开采空间不变形，在垂直围岩端面方向向岩体植入锚杆，使锚杆在一定半径范围的岩体应力由单向或双向受压变成三向受压，从而提高环向抗压强度，使压缩带既可承受岩体自身重量，又可承受一定的径向载荷。通俗地说，就像纳鞋底一样，利用锚杆张力对围岩起到加固作用。基于上述原理不断改进、完善锚杆支护技术。一些矿井在改进锚杆技术过程中采用过锚杆网支护、桁架支护、钢筋梯网、钢绳锚索、让压锚杆及二次支护等。锚杆支护的点点滴滴地进步，对延长锚杆的服务周期和减少巷修工程量发挥了重要作用。

迎面阻止或降低开挖空间围岩端面蠕进和变形的各种类型的支架都属于被动支护，其工作原理如下：

软岩巷的围岩端面暴露后处在蠕变速度最大时期，常规的支架强度难以抗衡围岩的流变，因此软岩支架应具备既承载，又可缩的功能，可缩是吸收围岩内蕴藏的变形能得以充分释放，并充分发挥支架的承载能力抵御逐渐收敛的围岩变形。因此软岩支护设计、选型、软巷支护施工工程质量的每个环节都非常重要，它对软岩巷道服务期间的环境状态、维修周期起决定性作用。

在实践过程中采用传统的主动或被动巷道支护方式往往造成矿井巷道维护困难，失修率高，基建矿井投入加大，施工工期延长。以致一些新建矿井的基本巷道破坏严重，陷入重复投资、多次修复的困境。自70年代以来，软岩矿井的巷道围岩控制技术一直是影响我国煤矿生产建设的重大技术问题之一。许多高校、专门研究机构和企业，投入大量人力、物力、财力，研究软岩支护理论和支护方法，虽然已经取得许多可喜成果，但远远不能满足煤炭现实和发展的需要，距煤炭生产对巷道的基本要求相距甚远。

卸(让)压支架是降低支架载荷，防止支架变形的重要技术途径，这项技术已引起大家关注；但无休止的让压会使支架柔而无刚，甚至造成支架崩溃。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题，提供一种延长软岩巷道服务周期的支护方法，根据巷道围岩蠕变理论，在围岩断面外添加填充物并固定以吸收围岩变形，降低围岩蠕进速度，保持巷道最大空间，并通过有控制地使围岩的填充物溢出，防止支架过载、变形，有效地延长支护时间。

本发明的方法按以下步骤进行：

1、在巷道内采用拱形支架进行支护或采用锚杆进行支护，将隔离网设置在拱形支架上方或挂在锚杆上，隔离网为金属网或塑料编织网。

2、当采用拱形支架进行支护时，隔离网与围岩之间留有300～400mm的空隙，该空隙用塑料袋包装的碎石填满；当采用锚杆进行支护时，用卸压介质将隔离网与围岩之间的空隙填满；卸压介质为速凝混凝土。

3、当卸压介质或塑料编织袋包装的碎石受围岩蠕动作用形成凸起时，将凸起部分取出，保持隔离网处于均匀受力状态。

上述方法中，隔离网的孔径为100～150mm。

上述方法中矸石的粒度为隔离网孔径的20～40％，碎石的粒度为隔离网孔径的20～80％。

上述方法中，当采用锚杆进行支护时，将锚杆锚固于围岩中，先用塑料编织布或竹席铺盖在隔离网上，再一同穿过锚杆端头，然后将托板套在锚杆上，通过托板压住隔离网，用螺帽将托板固定，使塑料编织布或竹席接触围岩壁面。

上述方法中当卸压介质为速凝混凝土时，速凝混凝土中的混凝土成分按重量比为水泥∶沙∶矸石＝1∶1.5～2.5∶1.5～2，速凝混凝土中的速凝剂为水泥总重量的3～4％，速凝混凝土通过混凝土泵填充到塑料编织布或竹席与围岩之间的空隙中。