[发明专利]一种控制高应力巷道底鼓的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种底鼓的控制方法，尤其是控制高应力巷道底鼓的方法。

背景技术

巷道底鼓问题在煤矿巷道中普遍存在，随着采深的增大，围岩应力不断升高，巷道底鼓现象日益突出，导致巷道断面急剧收缩，阻碍运输和人员行走，妨碍通风，甚至造成整个巷道的失稳，给矿井安全高效生产带来极大危害，由底鼓造成的维修量占维修总量的75%，严重影响了矿井的正常生产。

高应力巷道所处位置的原岩应力场中的水平应力很高，掘巷后两帮垂直应力向水平应力进一步转化，大幅提升了高应力巷道的水平应力，导致巷道底板强烈挤压滑移，造成底板出现大范围的松动破坏，底板围岩最大破坏深度甚至达到0.5～0.75倍的巷道宽度，使底板产生强烈挤压隆起现象。

目前，控制高应力巷道挤压流动性底鼓行之有效的方法主要有两种：

一种是主动加固巷道底板大范围松动破碎围岩，从而限制底板的挤压隆起，加固手段主要有底板锚杆、底板锚索以及底板岩层注浆，对于宽度超过5m的高应力巷道来说，其破坏深度最大深度达到3.75m，需要对巷道底板4.8m范围实施积极有效的主动加固，才能收到理想的效果。但主动加固在巷道底板大范围加固的实际应用过程中存在着一些问题，主动加固必须施工锚杆索或注浆管的钻孔，这些钻孔垂直巷道底板或与垂直方向夹一定角度（一般小于30°）布置，根据《煤矿安全规程》规定钻孔施工过程中需湿式打眼。

然而，采用这种方法在底板钻孔钻进过程中排水和排岩屑困难，加上水弱化钻孔围岩因素，钻杆退出后，仅巷道底板表面钻孔成孔质量较好，深部钻孔普遍发生塌孔现象，导致底板锚杆、锚索、注浆管无法施工，底板加固施工速度十分缓慢、锚固范围小，控制效果不明显，无法实现对巷道底板岩层的及时、快速、有效控制，无法实现巷道底板长期稳定。

另一种方法是在巷道底角构建混凝土桩或砼墙，阻止底板沿剪切滑移面挤压滑移，该方法是一种被动的控制方法，主要手段有分布式抗剪阻滑钢筋混凝土桩和非连续承压格栅砼墙控制。分布式抗剪阻滑钢筋混凝土桩是在巷道底板间隔开挖浅桩孔与深桩孔，浅桩孔开挖深度为0.5～1.0m；深桩孔开挖深度为1.5～2.0m，浅桩孔与深桩孔间距为2～3m，浅桩孔与深桩孔的直径均为0.5m，浅桩孔与深桩孔开挖完成后，将预制的钢筋笼放入，然后浇筑混凝土，由浅桩孔、深桩孔、混凝土与钢筋笼共同构成分布式抗剪阻滑钢筋混凝土桩；非连续承压格栅砼墙是在巷道底板间断开挖向巷道帮部倾斜10°～30°的沟槽，每段沟槽长度为3～5m，深度为1～2.5m，宽度为0.5m，间距为1～2m；沟槽开挖完成后，将预制的钢筋格栅放置在沟槽中，浇筑混凝土，由沟槽、混凝土与钢筋格栅共同构成非连续承压格栅砼墙。然而，采用这种方法的非连续承压格栅砼墙深入巷道底板的深度过低，整体性不强，稳定性差。

综上分析，分布式抗剪阻滑钢筋混凝土桩和非连续承压格栅砼墙深入巷道底板的深度均不超过2.5m，单个钢筋混凝土桩和承压格栅砼墙尺寸较小和整体性不强，对于底板大范围松动破坏的高应力巷道来说，钢筋混凝土桩和承压格栅砼墙均整个布置在底板松动破碎的区域，稳定性差，会随松动破碎的底板围岩整体移动，并不能达到理想的效果，因此，该方法并不适合大范围松动破坏的高应力巷道的底鼓治理。

发明内容

本发明要解决的技术问题是现有技术中控制巷道底鼓的方法稳定性差，构件会随着松动破碎的底板围岩整体产生移动，不适合大范围松动破坏的高应力巷道的底鼓治理。

为解决上述技术问题，本发明采用技术方案如下：

本发明控制高应力巷道底鼓的方法，包括以下步骤：

一种控制高应力巷道底鼓的方法，其特征在于包括以下步骤：

a、在巷道底板中部垂直向下施工开挖槽；

b、对开挖槽左右两帮围岩分别进行水平锚索钻孔；

c、在锚索钻孔内安装锚索，锚索前端深入锚索钻孔内，尾端露于开挖槽帮部围岩外表面；

d、在开挖槽帮部围岩上铺设金属网，锚索尾端露于金属网外表面；

e、在锚索尾端的金属网上设置有槽钢；

f、对锚索进行张拉施加高预紧力；

g、对开挖槽进行混凝土浇注，混凝土层厚度与开挖槽的深度相等；

h、随开挖槽掘进工作面的推进，重复步骤a至g，直至巷道底板加固浇筑施工完毕。