[发明专利]一种挤压流动型底臌的治理方法

说明书

一种挤压流动型底臌的治理办法，其具体步骤为：开掘巷道，安装预应力锚杆，然后清理巷道底板表面障碍物，形成承载层开挖空间，安装帮锚杆；继续向下清挖底板，形成吸能层开挖空间Ⅰ与吸能层开挖空间Ⅱ；然后在空间Ⅰ内安装预应力锚杆；完成后，在空间I、Ⅱ内铺设吸能材料和塑钢网，形成下部吸能层；在承载层开挖空间内铺设混凝土打底，再铺菱形金属网，再灌注混凝土，依次循环充填结束，形成上部承载层；该发明方法从根本上切断了底臌变形发生的“力源”；有效释放岩体内高应力，同时提高底板岩层承载能力和承载范围，有效限制巷道底臌变形；巷道表面的设计使得底板整体强度、刚度和抗弯能力极大提高，避免了不利变形和破坏。

技术领域

本发明涉及一种防治巷道底臌的“凸型”吸能方法，尤其是一种挤压流动型底臌的治理方法。

背景技术

底臌是煤矿巷道最为常见的一种破坏形式，底臌变形会引起巷道断面大幅减小，影响矿井的正常运输、行人和通风，加之由于底板是巷道的基础，显著的底臌变形会导致整个巷道失稳，甚至造成重大安全事故。当前，巷道底臌变形最为常用的控制方法主要分为两大类：加固法和卸压法。对于加固法，通过锚杆索配合混凝土反底拱形成的刚性承载结构与底板岩层发生刚性接触，底板压力直接施加到混凝土反底拱结构上，随着高应力源源不断地从底板向混凝土结构释放，当混凝土结构无法承受高应力时，再次鼓起的底板岩层将造成混凝土反底拱结构的开裂、倾斜或失稳；当底臌变形妨碍生产时，需将混凝土结构完全破坏，进行卧底作业，重新建造反底拱。对于卸压法，由于通过钻孔或爆破形成的切缝多形成于围岩表层且空间有限，无法有效降低、缓冲或阻挡两帮传递高垂直应力及地层自身蕴藏的高水平应力；随着岩层运动逐渐加剧，切缝将逐渐闭合，围岩应力又将恢复至高应力状态，继而再次发生底鼓现象，需要重新开缝卸压，但由于底板岩层内水平应力非常强大，仅靠人工结构阻断应力传递是不现实的，而且该结构无法限制由两帮传递来的顶板压力。

发明内容

本发明为了克服底臌凸型形变的问题，提供了一种挤压流动型底臌的治理方法；其方法步骤为：

步骤1：按照设计要求开掘巷道后，对巷道顶板和两帮施工锚杆钻孔，在巷道表面铺设钢筋网、钢筋梯子梁，配合托盘、螺母安装预应力锚杆，保证顶板和两帮围岩稳定，为底板施工提供安全作业环境；

步骤2：清理巷道底板表面障碍物，采用卧底机从巷道设计面向下清挖底板，清挖高度为a，巷道宽度为b，形成承载层开挖空间，其中b为巷道断面设计宽度，a取500～1500mm；

步骤3：承载层开挖空间开挖成型后，立即对承载层开挖空间两帮施工锚杆钻孔，配合托盘、螺母安装帮锚杆，保证承载层开挖空间稳定。帮锚杆为直径20～22mm的全螺纹钢锚杆，外露长度0.1m，伸入围岩内部深度不小于2.0m，锚固长度不小于1.0m，预紧力不小于80KN；

步骤4：继续采用卧底机向下清挖底板，形成吸能层开挖空间Ⅰ，吸能层开挖空间Ⅰ的吸能层高度为c，巷道宽度为b，其中b为巷道开掘宽度，c取500～1000mm。

步骤5：在吸能层开挖空间Ⅰ内，采用人工或机器方法继续向两侧清挖底板，形成吸能层开挖空间Ⅱ，吸能层开挖空间Ⅱ的吸能层高度c，两侧开挖空间宽度为d，其中d取400～800mm；

步骤6：在吸能层开挖空间Ⅰ内，采用锚杆钻机向底板施工锚杆钻孔，配合托盘、螺母安装底板锚杆。底板锚杆为直径20～22mm的螺纹钢锚杆，外露长度0.1m，伸入围岩内部深度不小于2.0m，锚固长度不小于1.0m，预紧力不得低于80KN；

步骤7：在吸能层开挖空间Ⅰ和吸能层开挖空间Ⅱ内，先铺设一层厚度200～400mm的吸能材料，然后铺设一层塑钢网，再逐层铺设吸能材料和钢塑网，直至吸能层开挖空间Ⅰ和吸能层开挖空间Ⅱ充填结束，从而形成下部吸能层；吸能材料包括孔隙性比较大的浮矸、碎石、改性砂浆等岩石材料或兼具韧性和弹性的合成弹性材料等；