[发明专利]一种置孔释压材料用于软围岩巷道的支护方法

说明书

技术领域

本发明与一种软围岩巷道的支护方法有关，进一步地说，是一种置孔释压材料用于高应力大变形软围岩巷道的支护方法。

背景技术

随着矿井开采范围的扩展，开采深度的不断增加，开采条件越来越困难，尤其是煤矿井下软岩巷道具有大变形、易破坏的特点。在巷道支护过程中，经常出现巷道围岩变形过大超过支护材料的允许变形量，导致巷道支护失败。巷道出现变形破坏现象。 

现有对于高应力大变形软岩巷道支护主要采用三种种支护方式：一是被动刚性支护，如采用砌碹、U型钢全封闭支架和架棚后再喷浆的复合支护技术，在高应力条件下支护体会被压垮、压裂和压折；二是采用高强锚杆加锚索加网加喷混凝土和浅表部围岩注浆等复合支护技术，高应力条件下，这类锚固体会出现整体大变形，甚至断锚杆断锚索导致事故；三是采用先让压变形，释放部分应力，然后进行锚杆加锚索加网加钢带加喷混凝土复合支护，或采用支架、砌碹体预留变形量或垫层，或采用大变形锚索，在高应力条件下，支护体和巷道空间难以满足让压对变形量的要求，围岩的自承载能力增长有限。

近些年发展起来的刚柔耦合支护技术，是利用让压带让压和工字钢圆形全封闭刚性支架联合支护。使得煤岩体自身的应力随着让压的过程向深部转移一部分，剩余应力由金属支架支撑，取得了较好效果。但是，由于在让压带填充材料让压空间有限，要使围岩有足够的释放压力的空间就必须加大让压带，从而增加了巷道实际断面尺寸，增加了成本，带来巨大的经济负担，因此，在实际使用过程中仍存在着使用效果不理想的问题。 

发明内容

针对上述现有技术，本发明提供一种置孔释压材料用于软围岩巷道的支护方法，用以解决高应力大变形软围岩体巷道支护难题，具有一次性支护效果好，置孔释压综合承载力高而稳定，巷道开挖面积小等特点。

为了解决上述问题，本发明所提供的一种置孔释压材料用于软围岩巷道的支护方法，其具体的方法步骤如下：

形成于巷道表面上的锚杆支护及其50～100mm厚的第一钢纤维混凝土层；

形成于第一钢纤维混凝土层表面上的至少200mm厚以上的第二预留释压空间层，在所述第二预留释压空间层中置有多孔释压材料；所述多孔释压材料的质量份配比为：树脂：煤矸石 ：粉煤灰：填料﹦80~130﹕380~420﹕60~110﹕30~80；

形成于第二预留释压空间层表面上的第三金属网架结构层，所述金属网架结构层是工字钢和钢筋网相互联结形成。其工字钢的间距是0.6m，其金属支架间是由φ8~14mm钢筋内外连接构成联合网架。并在金属网架结构上喷射钢纤维混凝土，厚度150mm,以提高金属网架结构的强度，使巷道更加稳定。

进一步地，其附加技术特征在于：

所述多孔释压材料的质量份配比进一步为：树脂：煤矸石 ：粉煤灰：填料﹦106.25~113.18﹕405.26~413.37﹕77.92~81.58﹕48.85~51.68。

所述多孔释压材料是其内部置有N个第一层圆型孔，N-1个第二层圆型孔，且第一层圆型孔与第二层圆型孔呈倒三角结构。

其主要特征是：倒三角结构具有较大的释压空间，具有较大初撑力，使得巷道变形，压缩让压材料呈连续过程，防止冲击来压对刚性金属支架产生突发性破坏，有效地减少了巷道开挖面积，从而减少施工成本。

所述圆形孔的孔率为：32.86%~37.28%。

所述预留释压空间是N层，或者是N+1、N+2、N+3层、…，N=1。

其目的在于：依据应力和变形大小决定多孔释压材料放置层数。

一般情况：应力小于25Mp，变形小于20cm设置一层；应力小于50Mp，变形小于40cm设置二层；应力小于75Mp,变形小于60cm放置三层；依次放置。

所述金属网架结构层是工字钢和钢筋网相互联结形成。其工字钢的间距是0.6m，其金属支架间是由φ8~14mm钢筋内外连接构成联合网架。并在金属网架结构上喷射钢纤维混凝土，厚度150mm。

其主要作用：提高金属网架结构的强度，形成钢筋混凝土拱，使巷道更加稳定。

实现本发明一种置孔释压材料用于软围岩巷道的支护方法，与现有技术相比，其直接带来的和必然产生的优点与积极效果在于：

本发明方法基于第一钢纤维混凝土层，通过在第二预留释压空间层中置有多孔释压材料进行卸压，并由第三金属网架结构层进行弹性支撑，增强了让压空间的承载能力，提高了高应力大变形软围岩体的稳定性，实现了巷道一次性支护。