[发明专利]一种急倾斜煤层巷道的支护方法

说明书

技术领域

    本发明涉及煤矿煤层巷道的施工技术领域，更具体涉及一种急倾斜煤层巷道的支护方法，它适用于一种急倾斜煤层大变形及地层偏压的支护。

背景技术

急倾斜煤层巷道的围岩介质一般都具有高度非均匀性和非连续性，存在着众多的节理裂隙，使得围岩具有非对称变形和支护体不均匀受荷的特点，巷道开挖后易出现地层相互错动、变形高度非对称性的特征，且冒顶、底臌现象异常突出，特别是巷道顶部为不稳定煤层，极大增加了支护工作的复杂性和困难性。急倾斜煤层巷道基本上都是采用传统的U型钢可缩性支架或工字钢支架支护方式，但钢支架一般不封闭成环，底拱不进行特别支护，且支护方式的选择很大程度上依赖于经验，设计具有很大的盲目性和保守性, 并且支护效果不佳，巷道往往变形严重，需要不断的翻修，严重影响施工进度，增加施工成本，而且给施工带来了较多安全隐患。因此急需发明一种安全、可靠，并适用于急倾斜煤层巷道的支护方法。

发明内容

本发明的目的是在于提供了一种深部急倾斜巷道的支护方法，该支护方法基于新奥法施工过程力学原理，其突出特点是充分利用“新奥法”原理中的“支护与围岩共同承载”、“早封闭成环”的施工理念，采用可缩性U型钢支护，封闭成环，根据煤层倾向非对称合理布置预应力锚杆（索），实现联合支护的新型支护方法，该方法简便易行，操作简单，效果明显，成本相对较低。支护结构安全可靠，可免除巷道支护后不断修复和返工，保障巷道支护结构的长期安全与稳定。

为了实现上述的目的，本发明采用以下技术措施：

一种急倾斜煤层巷道的支护方法，其步骤是：

1、锚杆（索）支护：巷道开挖后，清除掌子面危岩，按照设计要求，沿巷道洞周布设锚杆（索）安装位置，用钻机沿巷道径向钻孔（注：尽量保证钻孔方向与煤层倾角大角度相交），安装锚杆（索）。锚杆采用无纵筋螺纹钢锚杆，当急倾斜巷道出现左偏压时，左侧锚杆间距宜为普通布置间距的0.5~0.8倍，当巷道出现右偏压时，右侧锚杆布置间距应为普通布置间距的0.5~0.8倍，钻孔误差+100mm。锚索断面布置原则：两帮各布置两根锚索，顶拱布置一根锚索，底拱两边分别倾斜各布置一根锚索；当巷道处于倾斜地层，出现左偏压时，巷道左侧锚索宜采用φ19.8mm×9300mm长锚索两根，右侧采用φ17.8mm×6300mm锚索两根，当巷道出现右偏压时，巷道右侧锚索宜采用φ19.8mm×9300mm长锚索两根，左侧采用φ17.8mm×6300mm锚索两根。钻孔误差+100mm。

锚固剂：锚固剂采用CK2550和K2570两种型号，每根锚杆用一块CK2550和一块K2570锚固剂，每根锚索用一块CK2550、两块K2570型的锚固剂。

预紧力施加：有条件时可间隔施加锚固预紧力，锚杆锚固力不小于80kN；树脂锚索锚固力不小于100kN，外露长度260mm，中空注浆锚索锚固力不小于120kN，锚索采用厚18mm碟型托盘。

2、喷网支护：锚杆（索）施作完毕后，对巷道洞周挂钢筋网，并与锚杆、锚索焊牢，采用干（潮）喷法喷射混凝土，混凝土标号C25，喷浆宜采用先墙后拱、先下后上的顺序，在初喷混凝土终凝以后进行复喷2～3次，喷层厚度15~20cm。

为保证施工质量，施工前，要测量开挖断面，对喷射混凝土表面凹凸显著部位分层喷射找平，将外露的锚杆头齐根切除，并用水泥砂浆抹平。巷道喷浆后，要确保混凝土均匀，开裂浆皮无裂隙，无裸露的矸石，无露网、露筋现象。

3、巷道底拱锚喷网支护：底拱按设计断面开挖后，根据设计要求施作底拱预应力锚杆和锚索，再挂钢筋网喷浆支护。锚杆（索）及喷网的施工工艺和参数同步骤1、步骤2。

4、U型钢封闭成环支护：采用U型钢封闭成环，施工顺序为底-帮-顶的安装支护方式，由于是急倾斜巷道，建议采用四片U型钢对称安装连环，底部U型钢与帮部U型钢片搭接尽量控制在拱腰部位，保证良好的受力协调性，底拱两片U型钢宜选择在拱底中心处搭接，可伸缩最大范围580~620mm，巷道左右对称安装。U型钢每处搭接采用二副卡缆固定，U型钢棚节之间使用限位卡，采用芭片背顶，安装后卡缆螺栓应能直接插入安装的两卡缆板之间，卡缆与U型钢的强度应匹配。

5、底板回填：底拱最大深度为780~820mm，在锚喷网及钢支架施作后采用砂石回填，回填时应按照巷道标定的腰线进行，回填后，底板要平整，前后坡度要一致，轨道必须垫实，不得悬空。

本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：