深井软岩巷道的支护结构及支护方法技术

本发明专利技术公开了一种深井软岩巷道的支护结构及支护方法，涉及巷道支护领域，深井软岩巷道的支护结构包括常规锚杆、中空注浆锚杆、常规锚索、中空注浆锚索；巷道采用直墙半圆拱形巷道，所述常规锚杆、中空注浆锚杆、常规锚索、中空注浆锚索均间隔布置在巷道的顶部和两帮。用于制作上述深井软岩巷道的支护结构的深井软岩巷道的支护方法采用分步注浆加固并配合锚杆锚索联合支护。本发明专利技术的优点在于：满足了深井软岩巷道的支护要求，提高了软岩巷道的使用寿命。

Supporting structure and supporting method for deep soft rock roadway

The invention discloses a support structure and support method for deep soft rock roadway, which relates to the field of roadway support. The support structure of deep soft rock roadway includes conventional bolt, hollow grouting bolt, conventional bolt cable and hollow grouting bolt cable; the roadway adopts straight wall semi-circular arch roadway, the conventional bolt, hollow grouting bolt and normal bolt. The anchor cables and hollow grouting anchor cables are arranged at the top and two sides of the roadway. The support method of soft rock roadway in deep mine, which is used to make the support structure of soft rock roadway in deep mine, is strengthened by step grouting and combined support with bolt and cable. The invention has the advantages that the support requirements of deep soft rock roadway are satisfied and the service life of the soft rock roadway is improved.

【技术实现步骤摘要】
深井软岩巷道的支护结构及支护方法
本专利技术涉及巷道支护领域，尤其涉及一种深井软岩巷道的支护结构及支护方法。
技术介绍
随着我国浅部煤炭资源逐渐开采枯竭，很多矿井开始转向深部开采。深部巷道的支护属于一种特殊的地下工程。对深部巷道围岩来说，复杂的地质条件和高地应力场常引发围岩严重的变形破坏，常规的支护手段难以维持巷道围岩的稳定，尤其是当巷道在软弱岩体中掘进过程中遇到断层等地质构造时，应针对围岩的特点，采用特殊的支护理念和支护手段。在深井软岩支护系统中，任何一种单一支护体的特性曲线都不能满足深部软岩巷道围岩的变形要求。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种能够满足深井软岩巷道的支护要求的深井软岩巷道的支护结构及支护方法。本专利技术是通过以下技术方案解决上述技术问题的：深井软岩巷道的支护结构，包括常规锚杆(1)、中空注浆锚杆(2)、常规锚索(3)、中空注浆锚索(4)；巷道采用直墙半圆拱形巷道，所述常规锚杆(1)、中空注浆锚杆(2)、常规锚索(3)、中空注浆锚索(4)均间隔布置在巷道的顶部和两帮；所述常规锚杆(1)的间距为750～850mm，排距为750～850mm；所述中空注浆锚杆(2)的间距为2250～2550mm，排距为2250～2550mm，所述常规锚索(3)的间距为1150～1250mm，排距为750～850mm，所述中空注浆锚索(4)的间距为2250～2550mm，排距为2250～2550mm。作为优化的技术方案，所述常规锚杆(1)、中空注浆锚杆(2)、常规锚索(3)、中空注浆锚索(4)均采用树脂端锚。作为优化的技术方案，所述中空注浆锚杆(2)、中空注浆锚索(4)的注浆材料均采用KWJG-1矿用无机加固复合砂浆。作为优化的技术方案，该支护结构还包括喷浆层，所述喷浆层设在巷道的顶部和两帮，所述喷浆层采用KWPS-1QZ矿用无机速凝喷射复合砂浆。作为优化的技术方案，该支护结构还包括底板注浆层，所述底板注浆层设在巷道底板处，所述底板注浆层的注浆材料采用KWJG-1矿用无机加固复合砂浆。用于制作上述深井软岩巷道的支护结构的深井软岩巷道的支护方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤A，卧底、拆棚及刷扩：对巷道施工段进行卧底，然后再在临时支护下进行拆棚及刷扩；步骤B，进行锚杆支护：每施工3排锚杆，其中2排全部为常规锚杆(1)，另1排沿巷道周边每隔2根常规锚杆(1)施工1根中空注浆锚杆(2)，在有中空注浆锚杆(2)的那排里两帮底部为中空注浆锚杆(2)；步骤C，进行锚索支护：每施工3排锚索，其中2排全部为常规锚索(3)，另一排沿巷道周边每隔1根常规锚索(3)施工1根中空注浆锚索(4)，在有中空注浆锚索(4)的那排里两帮底部为中空注浆锚索(4)；步骤E，锚杆注浆：进行中空注浆锚杆(2)的注浆，注浆材料采用KWJG-1矿用无机加固复合砂浆；步骤F，锚索注浆：进行中空注浆锚索(4)的注浆，注浆材料采用KWJG-1矿用无机加固复合砂浆。作为优化的技术方案，常规锚杆(1)、空注浆锚杆(2)、常规锚索(3)均紧跟步骤A中的刷扩迎头施工，中空注浆锚索(4)滞后施工，将布置中空注浆锚索(4)的位置预留，待步骤E的中空注浆锚杆(2)注浆完毕后再进行中空注浆锚索(4)的施工及注浆。作为优化的技术方案，还包括以下步骤：步骤D，喷浆：在步骤E的中空注浆锚杆(2)注浆前对巷道进行喷浆，形成喷浆层，喷浆材料采用KWPS-1QZ矿用无机速凝喷射复合砂浆。作为优化的技术方案，步骤D的喷浆层的厚度为40～50mm，中空注浆锚杆(2)位置的喷浆层厚度大于或等于50mm。作为优化的技术方案，还包括以下步骤：步骤G，底板注浆：施工底板注浆孔，底板注浆孔包括底板浅孔和底板深孔，采用深、浅孔结合注浆，注浆材料采用KWJG-1矿用无机加固复合砂浆。本专利技术的优点在于：针对深井巷道修护中遇到的软岩及复杂的地质构造，采用了常规锚杆、中空注浆锚杆、常规锚索、中空注浆锚索、无机速凝喷射复合砂浆及矿用无机加固复合砂浆与多种支护方式相结合的技术，取得了良好的支护效果，满足了深井软岩巷道的支护要求，提高了软岩巷道的使用寿命，减少了巷道修护次数，确保了矿井正常生产和工作面接替。附图说明图1是本专利技术实施例深井软岩巷道的支护结构的主视示意图。图2是本专利技术实施例常规锚杆、中空注浆锚杆、常规锚索、中空注浆锚索的分布图。图3是本专利技术实施例顾桥矿北一13-1轨道下山层位关系图。图4是本专利技术实施例顾桥矿北一13-1轨道下山数值计算模型图。图5是本专利技术实施例工况一巷道围岩垂直应力云图。图6是本专利技术实施例工况一巷道围岩塑性区分布图。图7是本专利技术实施例工况一巷道围岩垂直位移云图。图8是本专利技术实施例工况一巷道围岩水平位移云图。图9是本专利技术实施例工况二巷道围岩垂直应力云图。图10是本专利技术实施例工况二巷道围岩塑性区分布图。图11是本专利技术实施例工况二巷道围岩垂直位移云图。图12是本专利技术实施例工况二巷道围岩水平位移云图。具体实施方式如图1-2所示，深井软岩巷道的支护结构，包括常规锚杆1、中空注浆锚杆2、常规锚索3、中空注浆锚索4、喷浆层、底板注浆层。巷道采用直墙半圆拱形巷道，巷道的断面规格为宽5800mm，高4600mm，断面积23.06m2。巷修加固形式为预应力锚注支护。常规锚杆1、中空注浆锚杆2、常规锚索3、中空注浆锚索4均间隔布置在巷道的顶部和两帮。常规锚杆1的间距为800mm，排距为800mm，中空注浆锚杆2的间距为2400mm，排距为2400mm，即每3排锚杆中，其中相邻的2排全部为常规锚杆1，另1排每隔2根常规锚杆1设1根中空注浆锚杆2，在有中空注浆锚杆2的那排里两帮底部为中空注浆锚杆2，其目的是为了对底板进行加固。常规锚杆1的规格为Φ22×2500mm，其锚杆孔的孔径为Φ32mm，孔深为2450mm。中空注浆锚杆2的规格为Φ24×2530mm，其锚杆孔的孔径为Φ32mm，孔深为2400mm。常规锚索3的间距为1200mm，排距为800mm，中空注浆锚索4的间距为2400mm，排距为2400mm，即每3排锚索中，其中相邻的2排全部为常规锚索3，另1排每隔2根常规锚索3设1根中空注浆锚索4，在有中空注浆锚索4的那排里两帮底部为中空注浆锚索4，其目的是为了对底板进行加固。常规锚索3的规格为Φ21.8×7700mm，其锚索孔的孔径为Φ32mm，孔深为7500mm。中空注浆锚索4的规格为Φ22×7300mm，其锚索孔的孔径为Φ32mm，孔深为7500mm。常规锚杆1、中空注浆锚杆2、常规锚索3、中空注浆锚索4均采用树脂端锚。锚杆锚索支护可以施加较大的预紧力，属于主动支护，它可以强化围岩强度、改变围岩受力状态，提高围岩的承载能力。但在修复深井软岩巷道中，由于围岩松软破碎，可锚性差是造成锚固力低和失效的重要原因。树脂端部锚杆和锚索虽然施工简单快捷，同时可以快速施加较大的预紧力，然而其锚固方式为端部锚固，锚固的有效性更大程度上依赖于锚杆锚索两端岩体的稳定性。一旦锚杆锚索两端松动破坏，必然导致锚杆锚索失效。预应力锚注加固技术是锚杆、锚索支护与注浆加固的有机结合，它是以树脂端部锚固锚杆、锚索为基础，以注浆加固为主的一种支护及加固围岩的方法。树脂端锚可以快速施加较大的预紧力，实现主动加固围岩的目的。注浆本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种深井软岩巷道的支护结构，其特征在于：包括常规锚杆(1)、中空注浆锚杆(2)、常规锚索(3)、中空注浆锚索(4)；巷道采用直墙半圆拱形巷道，所述常规锚杆(1)、中空注浆锚杆(2)、常规锚索(3)、中空注浆锚索(4)均间隔布置在巷道的顶部和两帮；所述常规锚杆(1)的间距为750～850mm，排距为750～850mm；所述中空注浆锚杆(2)的间距为2250～2550mm，排距为2250～2550mm，所述常规锚索(3)的间距为1150～1250mm，排距为750～850mm，所述中空注浆锚索(4)的间距为2250～2550mm，排距为2250～2550mm。

【技术特征摘要】
1.一种深井软岩巷道的支护结构，其特征在于：包括常规锚杆(1)、中空注浆锚杆(2)、常规锚索(3)、中空注浆锚索(4)；巷道采用直墙半圆拱形巷道，所述常规锚杆(1)、中空注浆锚杆(2)、常规锚索(3)、中空注浆锚索(4)均间隔布置在巷道的顶部和两帮；所述常规锚杆(1)的间距为750～850mm，排距为750～850mm；所述中空注浆锚杆(2)的间距为2250～2550mm，排距为2250～2550mm，所述常规锚索(3)的间距为1150～1250mm，排距为750～850mm，所述中空注浆锚索(4)的间距为2250～2550mm，排距为2250～2550mm。2.如权利要求1所述的深井软岩巷道的支护结构，其特征在于：所述常规锚杆(1)、中空注浆锚杆(2)、常规锚索(3)、中空注浆锚索(4)均采用树脂端锚。3.如权利要求1所述的深井软岩巷道的支护结构，其特征在于：所述中空注浆锚杆(2)、中空注浆锚索(4)的注浆材料均采用KWJG-1矿用无机加固复合砂浆。4.如权利要求1所述的深井软岩巷道的支护结构，其特征在于：该支护结构还包括喷浆层，所述喷浆层设在巷道的顶部和两帮，所述喷浆层采用KWPS-1QZ矿用无机速凝喷射复合砂浆。5.如权利要求1所述的深井软岩巷道的支护结构，其特征在于：该支护结构还包括底板注浆层，所述底板注浆层设在巷道底板处，所述底板注浆层的注浆材料采用KWJG-1矿用无机加固复合砂浆。6.一种用于制作如权利要求1-5任一项所述的深井软岩巷道的支护结构的深井软岩巷道的支护方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤A，卧底、拆棚及刷扩：对巷道施工段进行卧底，然后再在临时支护下进行拆棚及刷扩；步...

【专利技术属性】
技术研发人员：李锐，葛维浩，刘传勤，胡阳，闪涛，孙晨，
申请(专利权)人：淮南矿业集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34