一种弱胶结地层巷道支护系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种弱胶结地层巷道支护系统，尤其适用于西部矿区弱胶结地层具有强度低、胶结性差、遇水崩解等特点的岩石，该系统包括中空壳体、第一锚杆、锚索、第二锚杆、第一加固层、复喷层和底板，第一加固层设置在巷道的巷道顶板和两帮的毛断面的表面，巷道的巷道顶板的中空壳体通过锚杆和第一锚索固定，两帮的中空壳体通过第二锚锁固定，复喷层设置在中空壳体的另一端面上，底板设在巷道的底部。该系统提高了支护系统的预应力、刚度、强度，顶板和巷帮的完整性明显改善，整段巷道基本没有发生明显的变形，巷帮和顶板的煤岩体基本保持完好状态，无随掘随冒和片帮严重的现象发生，并且提高了掘进速度，且避免了前掘后修的现象。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及煤矿中的巷道支护领域，尤其适用于我国西部及西北矿区弱胶结地层巷道支护工程的弱胶结地层巷道的支护系统。
技术介绍
我国西部及西北矿区可采煤层赋存于侏罗系和白垩系地层中，该类岩层受成岩环境影响表现出强度低、胶结性差、遇水崩解等特点，巷道开挖后短时间内围岩出现大变形、破坏范围大等现象，传统锚网支护和锚注加固方法不能有效控制巷道稳定，巷道返修率高，支护成本大幅度增加，制约了西部及西北矿井安全生产。
技术实现思路
为了解决上述问题，本技术提供一种适用于弱胶结地层、大变形的巷道主动控制方法，可有效控制巷道稳定，减少巷道支护成本的弱胶结地层巷道支护系统。本技术的技术方案是：一种弱胶结地层巷道的支护系统，其特征在于，该系统包括中空壳体、第一锚杆、锚索、第二锚杆、第一加固层、复喷层和底板；其中，所述第一加固层设置在所述巷道的巷道顶板和两帮的毛断面的表面，所述巷道的巷道顶板的中空壳体通过所述锚杆和第一锚索固定，两帮的中空壳体通过所述第二锚锁固定，所述复喷层设置在所述中空壳体的另一端面上，所述底板设在所述巷道的底部。进一步，所述中空壳体包括由直径为8mm的钢筋焊接为上层钢网和下层钢网，在所述上层钢网和下层钢网之间设置若干柔性中空充填包体，且相邻柔性中空充填包体之间设有缓冲空间，所述柔性中空充填包体两端设有注浆口和出气口，所述柔性中空充填包体可承受10MPa压力，可膨胀范围为50-80%。进一步，所述柔性中空充填包体的两端设有注浆口和出气口，所述注浆口上设有注浆管，所述注浆管直径Φ22mm，长度50mm；出气口直径Φ22mm，长度50mm。进一步，所述锚杆为高强度锚杆，直径20mm，长度2200mm；所述锚杆间排距为800mm×800mm。进一步，所述第一锚索和第二锚索的直径为20mm，所述第一锚索的长度6300mm，所述第二锚索的长度为4300mm；所述第一锚索的间排距为1600mm×1600mm，所述第二锚索在巷道腰线水平布置，排距1600mm。进一步，所述柔性中空充填包体可承受10MPa压力，可膨胀范围为50-80%。进一步，所述上层钢网和下层钢网的焊接规格长×宽×高为1600mm×100mm×1600mm和2000mm×100mm×1600mm，栅格规格100mm×100mm。进一步，所述柔性中空充填包体的内部充填有中注浆液，所述注浆液由325水泥、膨胀性添加剂、水组成，其比例为1:0.1:2。本技术的有益效果在于，本技术与现有技术相比，本技术通过在巷道帮顶围岩表面安装膨胀性中空壳体，在中空壳体内注入高压可膨胀性浆液材料，待浆液凝固后，材料膨胀使壳体膨胀鼓起，给巷道围岩表面施加整体、均匀的约束力，该约束力较传统支护结构的支护阻力大、均匀。本技术对弱胶结类岩层巷道实用性强。本技术的方法简单，易于实施，支护效果好，具有广泛的推广应用价值。附图说明图1是本技术巷道支护断面示意图。图2是本技术巷道两帮支护平面图。图3是本技术巷道顶板支护平面图。图4是本技术支护效果与传统支护效果对比示意图。图中：1．毛断面、2.第一加固层、3.锚杆、4.中空壳体、5.内置充填包、6.第一锚索、7.第二锚索；8.复喷混凝土层、9.底板浇筑混凝土层、10.巷道净断面、11.注浆口、12.排气口、13.缓冲空间、14.膨胀后支护壳体、15.均匀支护阻力、16.非均匀支护阻力。具体实施方式下面结合具体实施例对本技术的技术方案作进一步说明。图1-4所示，为本技术一种弱胶结地层巷道的支护系统的结构示意图，该系统包括中空壳体、第一锚杆、锚索、第二锚杆、第一加固层、复喷层和底板；其中，所述第一加固层设置在所述巷道的巷道顶板和两帮的毛断面的表面，所述巷道的巷道顶板的中空壳体通过所述锚杆和第一锚索固定，两帮的中空壳体通过所述第二锚锁固定，所述复喷层设置在所述中空壳体的另一端面上，所述底板设在所述巷道的底部。所述中空壳体包括由直径为8mm的钢筋焊接为上层钢网和下层钢网，在所述上层钢网和下层钢网之间设置若干柔性中空充填包体，且相邻柔性中空充填包体之间设有缓冲空间，所述柔性中空充填包体两端设有注浆口和出气口，所述柔性中空充填包体可承受10MPa压力，可膨胀范围为50-80%。所述柔性中空充填包体的两端设有注浆口和出气口，所述注浆口上设有注浆管，所述注浆管直径Φ22mm，长度50mm；出气口直径Φ22mm，长度50mm。所述锚杆为高强度锚杆，直径20mm，长度2200mm；所述锚杆间排距为800mm×800mm。所述第一锚索和第二锚索的直径为20mm，所述第一锚索的长度6300mm，所述第二锚索的长度为4300mm；所述第一锚索的间排距为1600mm×1600mm，所述第二锚索在巷道腰线水平布置，排距1600mm。所述柔性中空充填包体可承受10MPa压力，可膨胀范围为50-80%。所述上层钢网和下层钢网的焊接规格长×宽×高为1600mm×100mm×1600mm和2000mm×100mm×1600mm，栅格规格100mm×100mm。所述柔性中空充填包体的内部充填有中注浆液，所述注浆液由325水泥、膨胀性添加剂、水组成，其比例为1:0.1:2。以上对本技术的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本技术的较佳实施例，不能被认为用于限定本技术的实施范围。凡依本技术申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本技术的专利涵盖范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种弱胶结地层巷道的支护系统，其特征在于，该系统包括中空壳体、第一锚杆、锚索、第二锚杆、第一加固层、复喷层和底板；其中，所述第一加固层设置在所述巷道的巷道顶板和两帮的毛断面的表面，所述巷道的巷道顶板的中空壳体通过所述锚杆和第一锚索固定，两帮的中空壳体通过所述第二锚锁固定，所述复喷层设置在所述中空壳体的另一端面上，所述底板设在所述巷道的底部。

【技术特征摘要】
1.一种弱胶结地层巷道的支护系统，其特征在于，该系统包括中空壳体、第一锚杆、锚索、第二锚杆、第一加固层、复喷层和底板；
其中，所述第一加固层设置在所述巷道的巷道顶板和两帮的毛断面的表面，所述巷道的巷道顶板的中空壳体通过所述锚杆和第一锚索固定，两帮的中空壳体通过所述第二锚锁固定，所述复喷层设置在所述中空壳体的另一端面上，所述底板设在所述巷道的底部。
2.如权利要求1所述的支护系统，其特征在于，所述中空壳体包括由直径为8mm的钢筋焊接为上层钢网和下层钢网，在所述上层钢网和下层钢网之间设置若干柔性中空充填包体，且相邻柔性中空充填包体之间设有缓冲空间，所述柔性中空充填包体两端设有注浆口和出气口，所述柔性中空充填包体可承受10MPa压力，可膨胀范围为50-80%。
3.如权利要求2所述的的支护系统，其特征在于，所述柔性中空充填包体的两端设有注浆口和出气口，所述注浆口上设有注浆管，所述注浆管直径Φ22mm，长度50mm；出气口直径Φ22mm，长度50mm。
4.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：张振金，纪洪广，贾怀晓，孙利辉，武亚峰，陈波，蒋华，曾鹏，高宇，
申请(专利权)人：内蒙古伊泰广联煤化有限责任公司，北京科技大学，
类型：新型
国别省市：内蒙古;15