[发明专利]煤矿冲击矿压或大变形巷道的锚杆索支护系统及支护方法

说明书

本发明涉及煤矿巷道支护技术领域，公开了一种煤矿冲击矿压或大变形巷道的锚杆索支护系统及支护方法，包括：锚杆索杆体，用于插入到开设在围岩中的钻孔内，所述锚杆索杆体包括由高韧性复合材料体加工而成的高韧性复合网格，所述高韧性复合网格由蛛丝蛋白与玻璃钢纤维以网格状复合卷制而成；止挡件，套设在所述锚杆索杆体上并贴合在所述钻孔的边缘；以及锁紧件，所述锁紧件套设在所述锚杆索杆体上并能旋紧或拉紧在所述锚杆索杆体上，以将所述止挡件紧密地锁紧在所述围岩中的钻孔边缘。该锚杆索支护系统具有良好的韧性、较强的抗拉强度以及良好的延伸率的优点。

技术领域

本发明涉及煤矿巷道支护技术领域，特别是涉及一种煤矿冲击矿压或大变形巷道的锚杆索支护系统及支护方法。

背景技术

矿山巷道尤其是回采巷道是保障煤矿安全高效开采的地下通道，其围岩稳定与否与煤矿安全高效开采密切相关。随着煤炭开采深度和强度的不断加大，地质环境更加复杂多变，冲击矿压与巷道围岩大变形发生频次和破坏程度也愈加强烈，释放大量冲击能造成围岩体破碎和支护整体失稳破坏，给煤矿生产安全带来极大危害，因此该问题是我国矿山行业亟需解决的关键问题之一。

据统计，巷道冲击矿压发生的次数约占冲击矿压总数的87％。冲击矿压的发生具有瞬时性、突发性和破坏性，同时伴随着大量能量释放，从能量角度来说，冲击矿压的发生实质就是巷道的周围岩体中弹性能量的积聚和突然释放的过程，释放能量主要作用于两部分，一部分作用于巷道围岩，造成围岩体的破碎；另一部分通过传递消耗作用于巷道围岩支护结构引起支护结构破坏。若在冲击矿压发生时，支护系统能及时吸收冲击产生的全部或部分动能，那就有可能消除或减弱冲击灾害程度，有效防治冲击矿压。

目前，冲击矿压巷道支护形式主要包括锚网索、U型钢、棚-索协同等支护方式。锚杆索支护技术是各种支护中较为经济合理的支护手段，由于经济合理，锚杆索支护技术在解决煤矿复杂条件下，围岩控制方面受到广泛认可，且对于冲击矿压巷道的支护与防控能起到一定的控制作用。但现有锚杆索支护系统往往存在刚度大、韧性低的特征，反应到现实中就是抗拉强度高但延伸率低，这在冲击矿压与大变形巷道中往往出现锚杆索被拉、剪断，造成支护失效的现象。例如玻璃钢锚杆就是这种现象的典型代表。对于该种现象的处理不得不补打锚杆索进行维护处理，造成了极大的人力、物力、财力的浪费。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的目的是提供一种煤矿冲击矿压或大变形巷道的锚杆索支护系统及支护方法，以解决现有技术中的锚杆索支护系统往往存在刚度大、韧性低的特征，在冲击矿压与大变形巷道中往往出现锚杆索被拉、剪断，造成支护失效的现象，需要补打锚杆索进行维护处理，造成了极大的人力、物力、财力的浪费的技术问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，根据本发明的第一方面，提供一种煤矿冲击矿压或大变形巷道的锚杆索支护系统，包括：锚杆索杆体，用于插入到开设在围岩中的钻孔内，所述锚杆索杆体包括由高韧性复合材料体加工而成的高韧性复合网格，所述高韧性复合网格由蛛丝蛋白与玻璃钢纤维以网格状复合卷制而成；止挡件，套设在所述锚杆索杆体上并贴合在所述钻孔的边缘；以及锁紧件，所述锁紧件套设在所述锚杆索杆体上并能旋紧在所述锚杆索杆体上，以将所述止挡件紧密地锁紧或拉紧在所述围岩中的钻孔边缘。

其中，所述高韧性复合网格包括玻璃钢纤维网格和人造蛛丝蛋白网格。

其中，在所述锚杆索杆体上沿所述锚杆索杆体的轴向螺旋盘绕有左旋筋，所述锚杆索杆体由多股高韧性复合材料编织而成。

其中，所述锚杆索杆体由所述玻璃钢纤维网格和所述人造蛛丝蛋白网格复合卷制制成。

其中，所述止挡件包括限位盘、设置在所述限位盘的第一侧边上的第一限位卡以及设置在所述限位盘的第二侧边上的第二限位卡，其中，所述第一限位卡与所述第二限位卡呈相对式设置并朝远离所述围岩的方向进行延伸。