[发明专利]软岩巷道底鼓量计算、控制及控制方法的确定方法

权利要求书

1.一种软岩巷道底鼓量控制方法，其特征在于，包括巷道底角注浆锚索加固，巷道底板间隔设置反拱梁，反拱梁之间的巷道底板上设置金属网；

所述巷道底角注浆锚索加固包括：底角锚索钻孔施工，锚索安装及封孔施工，检查封孔质量，注浆设备安装、注浆；

所述巷道底板间隔设置反拱梁包括：反拱梁基础开挖，模板安装，绑扎钢筋，混凝土浇筑。

2.按照权利要求1所述的一种软岩巷道底鼓量控制方法，其特征在于：所述底角锚索钻孔施工是从工作面切眼采空侧至两顺槽停采线处，钻孔沿底角45°倾斜向下施工；

所述锚索安装及封孔施工中锚索采用中空注浆锚索，每根锚索使用快速锚固剂进行锚固，锚索安装前先将止浆塞套入锚索铁套管处，再将塑料套管套入锚索和止浆塞靠近使止浆塞、塑料套管距锚索端头约300mm后进行安装；

所述检查封孔质量是在锚索安装后，先检查封孔质量，再进行张拉，直至达到设计值，停止张拉，最后检查锚索托盘是否贴紧底板；

所述注浆设备安装包括将注浆设备设置在注浆锚索施工10m范围内和将QB152便携式注浆泵和搅拌器装配起来，并连接风、水管路和注浆器；

所述注浆的注浆液选用水泥单浆液,水泥为52.5#普通硅酸盐水泥,W/C＝0.45～0.5,并掺加水泥重量2％的复合早强高效减水剂。

3.按照权利要求2所述的一种软岩巷道底鼓量控制方法，其特征在于，所述注浆包括以下步骤：

步骤301、注浆前，首先用清水将注浆泵、搅拌桶和连接管路冲刷干净，并对搅拌器和注浆泵进行调试运转；

步骤302、配料时先加入清水，然后边搅拌边缓慢加入水泥，搅拌桶内料搅拌到一定的粘稠程度，必须确保水泥浆液内无较大颗粒，防止注浆时堵塞注浆管路；

步骤303、注浆时，先卸下锚索尾部的丝堵，将注浆器连接到锚索尾部的螺纹上，然后用注浆管路将注浆器与注浆泵进行连接，确保搅拌器和注浆泵正常运行；

步骤304、注浆器及注浆管路完好、连接可靠后方可开始注浆，缓慢打开注浆泵的供风阀进行注浆，开始时慢速搅拌注浆，注浆泵正常均速工作时，可将注浆泵调到高速运转注浆，注浆压力控制在5-7Mpa范围之内；注浆完毕后拆除注浆管路，取下注浆器进行封孔。重复以上操作程序继续进行下一根注浆锚索注浆。

步骤305、注浆后待浆液初凝，30分钟后方可卸下锚索尾部的注浆器，将锚索尾部的丝堵拧紧上牢。

4.按照权利要求1-3中任一项所述的一种软岩巷道底鼓量控制方法，其特征在于：所述反拱梁的纵筋上设置有锚网挂钩，所述金属网安装在反拱梁的锚网挂钩上且反拱梁之间的金属网被绷紧、拉直。

5.一种确定如权利要求4所述软岩巷道底鼓量控制方法的确定方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤501、构建力学模型，推导出底板最大底鼓量计算公式，确定底鼓量与底板的水平位移之间的关系；

步骤502、通过相似材料模拟实验模拟实际开挖，对模型施加不同载荷，根据相似模型的底板破坏规律，寻找出造成底鼓的主要因素，推断实际底板在开挖后所产生的变形破坏情况；

步骤503、相似模拟实验分析确定控制方案，巷道开挖后，软岩巷道底板两底角受支承压力及开采扰动的影响而首先发生剪切破坏，即失去了垂直向上的承载能力，随着垂直应力及水平应力的增加，软岩巷道直接底板向临空面鼓起，形成底鼓现象，采用底角注浆锚索+钢筋混凝土反拱梁+金属网联合支护方案来提高两底角岩石的强度，通过提高底板对于两帮的支撑能力来减小两帮对底板的水平挤压，进而减小底鼓量。

6.一种确定如权利要求5所述软岩巷道底鼓量控制方法的确定方法，其特征在于：所述构建力学模型是根据压杆理论来建立软岩巷道底板结构力学模型，所述力学模型是将层状巷道底板看作长度为L、高度为H、宽度为H的两端铰支的压杆，所述压杆为材料均匀的理想压杆，所述压杆的轴线是直线且轴心受压；

所述底板最大底鼓量计算公式为：