[发明专利]一种差异角度底角预应力注浆锚杆与锚索协同稳定巷道帮底支护方法

说明书

本发明涉及一种差异角度底角预应力注浆锚杆与锚索协同稳定巷道帮底支护方法，属于矿井支护领域，包括以下实施步骤：1)沿巷道底角与水平面呈45°方向钻取底角预应力注浆锚杆注浆孔；2)安装所述底角预应力注浆锚杆，施加预应力并完成注浆；3)沿巷道底角与水平面呈30°方向钻取底角预应力注浆锚索注浆孔；4)安装所述底角预应力注浆锚索，施加预应力并完成注浆。本发明利用差异角度安装预应力锚杆与锚索使二者之间呈一个锥形区域，对锚杆索进行注浆之后沿巷道方向形成一个钢筋混凝土锥形坝体，能够将很大一部分其上围岩承载结构传递过来的环向应力转移至围岩或煤深处，从而有效地抑制巷帮和底臌位移，保证矿井安全生产。

技术领域

本发明涉及矿井领域，具体为一种差异角度底角预应力注浆锚杆与锚索协同稳定巷道帮底支护方法。

背景技术

开挖巷道、硐室会引起围岩应力重分布，产生围岩松动破裂区域即围岩松动圈，在集中应力、地下水和高温的复合作用下，软岩巷道在不进行支护和加固条件下，导致围岩松动圈会逐渐向深部扩散，巷道围岩逐步失稳破坏，最终发生底臌、巷帮内敛、冒顶等一系列工程灾害，这严重威胁了矿井的安全生产。因为巷道底角部位更容易产生应力集中，将巷道底角部位加固后能够很好的减弱围岩承载力的“短板效应”，所以为了抑制巷帮围岩向巷道内部位移和控制底臌，需要在巷道底部设置锚杆和锚索来对围岩进行加固和支护，从而控制巷道围岩变形。由于以往的锚杆索支护并不能有效地控制巷道围岩的变形，因此，提供一种新型且能够有效控制巷帮和底臌位移的支护方法尤为重要。

本发明通过设置不同角度安装底角锚杆和底角锚索，从而形成一锥形区域，锥体范围内就是整个围岩中应力集中程度最大的区域，也是煤岩体最松散的区域，安装预应力锚杆索并进行注浆后，这一锥形体就变成了一跨钢筋混凝土锥形梁，底角锚杆与底角锚索通过注浆形成的钢筋混凝土锥形坝体将很大一部分其上部围岩承载结构传递过来的环向应力转移至围岩或煤深处，较大程度地避免了底板浸水松动煤岩体的受力与挤压，并较大程度地降低了底臌的发生量。另外，该锥形区域注浆后，沿巷道方向形成整体锥形坝提，由于锚杆索的上端因巷道底角部位的位移方向仅可能是斜向上方向，而锚杆索的下端被锚固在深部煤岩体中，因此这跨钢筋混凝土梁不仅自身有较强的承载能力，更重要的是给上部的巷帮制造了一个近似刚性的位移约束，形成了一个位移边界，将巷道整体承载结构中的帮顶结构传递过来环向应力传递给了深部煤岩体，避免了应力对巷道底板的传递，对减轻底臌的程度具有很大的帮助。正是基于上述力学机理形成了差异角度底角预应力注浆锚杆与锚索协同稳定巷道帮底支护方法。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于提供一种差异角度底角预应力注浆锚杆与锚索协同稳定巷道帮底支护方法，从而解决上述背景技术中的问题。

本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

一种差异角度底角预应力注浆锚杆与锚索协同稳定巷道帮底支护方法，包括以下施工步骤：

1)沿巷道底角与水平面呈45°方向钻取第一批底角预应力注浆锚杆注浆孔；

2)安装所述第一批底角预应力注浆锚杆，施加预应力并完成注浆；

3)沿巷道底角与水平面呈30°方向钻取第二批底角预应力注浆锚索注浆孔；

4)安装所述第二批底角预应力注浆锚索，施加预应力并完成注浆；第一批及第二批底角预应力注浆锚杆与锚索实施部位均为巷道帮部与底板交界位置，注浆孔全部用风锤钻取，注浆时孔口用快干水泥封堵，注浆浆液均由矿用无机加固注浆材料按照一定水灰比进行配置。

作为优选，本发明专利提供的一种差异角度底角预应力注浆锚杆与锚索协同稳定巷道帮底支护方法，所述底角预应力注浆锚杆注浆孔的深度应比锚杆长度多100mm；所述底角预应力注浆锚索注浆孔的深度应比锚索长度多100mm；注浆孔多出部分用以储存孔底残留碎渣。

附图说明：

下面结合附图对本发明作进一步的说明。