[发明专利]一种强角减跨梁式巷道锚杆锚索支护方法

说明书

本发明公开了一种强角减跨梁式巷道锚杆锚索支护方法，包括设于巷道顶板减跨点附近的顶锚索、顶角锚索、顶锚杆、巷道两帮减跨点附近的帮锚索、帮角锚索、帮锚杆。锚索与锚杆同排布置，顶角锚索分别向巷道两帮倾斜，倾斜角度为0°‑30°；帮角锚索分别向巷道顶底板倾斜，倾斜角度为0°‑30°。从力学角度分析时，巷道顶板和两帮可分别视为独立的岩梁，本发明所述的强角减跨梁式巷道锚杆锚索支护方法，利用锚索的高强度与高刚度，将锚索视为支撑岩梁的可动铰支座，通过优化锚索布置位置的方式达到减小岩梁跨度及变形的目的。本发明专利优化巷道锚杆锚索布置方式，提升了支护效果，减小了巷道变形量，降低了巷道的支护成本，提升了巷道掘进速度。

技术领域

本发明涉及一种巷道支护技术，尤其涉及一种一种强角减跨梁式巷道锚杆锚索支护方法。

背景技术

我国煤矿以井工开采为主，需要在井下掘进规模巨大的巷道工程。巷道的畅通与稳定是保障煤矿安全与高效生产的必要条件。软岩、强采动、大变形是我国煤矿巷道的主要特征。

巷道围岩控制的目的主要有两方面：一是保持围岩稳定，避免顶板垮落、巷帮片落，保证巷道安全；二是控制围岩变形，保证巷道断面满足生产要求。巷道围岩控制原理分为“控制围岩松动荷载”、“控制围岩变形”、“在围岩中形成承载结构”、“围岩改性”、“围岩卸压”等五类。

图1所示为一种现有常见的煤巷锚杆支护的示意图。现有锚杆支护多属于控制围岩变形，将支护对巷道表面的作用简化为均布的压应力。

发明内容

本发明的目的是提供一种能在围岩中形成多跨承载结构、提升巷道围岩受力结构、改善巷道整体稳定性的一种强角减跨梁式巷道锚杆锚索支护方法。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

本发明的一种强角减跨梁式巷道锚杆锚索支护方法，包括设于巷道顶板减跨点附近的顶锚索1、倾斜顶角锚索2、顶锚杆3、巷道两帮减跨点附近的帮锚索4、倾斜帮角锚索5、帮锚杆6。

如图2所示，在对巷道顶板及两帮进行受力变形分析时，可将顶板岩层视为深入巷道两帮的固定顶板岩梁7，将两帮岩体视为深入巷道顶底板的固定帮部岩梁8；与锚杆相比，锚索具有高强度、高刚度、低延伸率的特点，因此对巷道岩梁进行受力变形分析时，可将锚索视为可动铰支座9，布置锚索的位置即为巷道岩梁的减跨点。通过合理布置锚索位置，在巷道关键位置处用锚索代替锚杆，达到有效减小岩梁跨度、改善巷道围岩受力形式、控制巷道变形的目的。

位于巷道顶板的顶锚索1、倾斜顶角锚索2与顶锚杆3同排布置，即在原来布置顶锚杆3的位置上布置锚索。

位于巷道两帮的帮锚索4、倾斜帮角锚索5与帮锚杆6同排布置，即在原来布置帮锚杆6的位置上布置锚索。

位于巷道顶板的顶角锚索2分别向巷道两帮倾斜，倾斜角度为0°-30°；位于巷道两帮的帮角锚索5分别向巷道的顶底板倾斜，倾斜角度为0°-30°。

根据巷道宽度及高度，通过适当的理论计算和数值模拟确定顶板和两帮的减跨点，并在减跨点用锚索代替锚杆。

本发明所述的一种强角减跨梁式巷道锚杆锚索支护方法，并不仅局限于巷道顶板及两帮岩性均较弱的情况，可视现场围岩条件拆分使用。如顶板强度较低而两帮强度较高时，如图5所示，可仅对顶板采用强角减跨梁式巷道锚杆锚索支护方法，两帮则保持原有支护形式；如顶板强度较高而两帮强度低时，如图6所示，可仅对两帮采用强角减跨梁式巷道锚杆锚索支护方法，顶板则保持原有支护形式。

附图说明

图1为现有常见的锚杆支护示意图；

图2(a)为本发明一种强角减跨梁式巷道锚杆锚索支护方法的支护断面，图2(b)、(c)分别为沿巷道纵深方向顶面、侧面示意图。

图3为本发明一种巷道宽度较大时的强角减跨梁式巷道锚杆锚索支护方法的示意图。