一种巷道底板支护结构及施工方法技术

本发明专利技术公开了一种巷道底板支护结构及施工方法，支护结构包括沿巷道纵向延伸方向由后向前等间距布设的多个锚管桩支护结构，锚管桩支护结构包括多个沿巷道横向延伸方向从左向右依次布设在巷道底板上的自旋锚管桩和用于固定连接多个自旋锚管桩外露端的承压板；施工方法包括步骤：一、自旋锚管桩的施工；二、浇筑承压板；三、多次重复步骤一和步骤二，直至完成整个巷道的支护施工过程。本发明专利技术结构简单、设计合理且施工简便、使用效果好，能够采用斜向锚管桩和竖向锚管桩的相互配合，提高了巷道底板支护结构的性能，通过浇筑承压板将自旋锚管桩的外露端连接为一体，改善了巷道底板支护结构的力学性能，同时降低了施工难度，实用性强，便于推广使用。

Roadway floor support structure and construction method

The invention discloses a roadway supporting structure and construction method of supporting structure includes a longitudinally extending direction along the roadway by forward space layout of multiple anchor piles retaining structure, anchor pile supporting structure comprises a plurality of anchor piles extending along the transverse spin direction from left to right are sequentially arranged on the tunnel floor and the bearing plate used for fixedly connecting multiple spin anchor piles exposed end; the construction method comprises the steps of: Construction of a spin, anchor piles; two, pouring of bearing plate; three, repeat steps one and two, until the completion of the whole roadway construction process. The invention has the advantages of simple structure, reasonable design and convenient construction, good use effect, can use oblique anchor piles and vertical anchor piles with each other, improve the performance of roadway supporting structure, through the pouring of bearing plate will spin anchor piles exposed end connected as a whole, improve the mechanical properties of roadway supporting structure at the same time, reduce the difficulty of construction, strong practicability, convenient popularization and use.

【技术实现步骤摘要】
一种巷道底板支护结构及施工方法
本专利技术属于矿用矩形巷道底板支护
，具体涉及一种巷道底板支护结构及施工方法。
技术介绍
矿山回采巷道由于围岩条件和应力状况复杂，加上较软弱的底板岩层及工作面超前支承压力的影响，底鼓现象十分普遍，对底鼓的有效控制成为急待解决的技术难题。通常巷道底鼓主要发生在巷道底板为软弱破碎岩体的岩层内，在垂直地应力作用下，以巷道底板为沿空自由面，底板软弱破碎岩体受应力作用形成巷道底鼓。现有的底鼓控制措施大多采用工程类比法和施工人员的经验法，具有相当大的盲目性和对经验的依赖性，底鼓治理效果并不理想；加之巷道底板施工困难，因而回采巷道底鼓控制效果并不理想，返修工作量大，维护费用高，严重制约了煤矿的正常生产。目前对底鼓的治理多采用在巷道底板设置锚管锚索的方法，施工的时候需要在巷道底板采用钻机打孔，然后清空钻眼，再下锚管锚索，施工过程复杂，施工进度相对较慢；现有的技术还采用在巷道底板打底拱的方法，也存在着支护材料缺乏一定的刚度，并且结构设计上不能有效地发挥作用。因此，现如今缺少一种结构简单、结构设计合理且施工简便、使用效果好、施工进度快，能够采用斜向锚管桩和竖向锚管桩的相互配合，提高了巷道底板支护结构的性能，采用自旋锚管桩进行施工简化了钻孔并清空钻孔的过程，加快了施工进程，通过浇筑承压板将自旋锚管桩的外露端连接为一体，改善了巷道底板支护结构的力学性能，同时降低了施工难度。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种巷道底板支护结构及施工方法，其结构简单、设计合理且施工简便、使用效果好，能够采用斜向锚管桩和竖向锚管桩的相互配合，提高了巷道底板支护结构的性能，通过浇筑承压板将自旋锚管桩的外露端连接为一体，改善了巷道底板支护结构的力学性能，同时降低了施工难度，实用性强，便于推广使用。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种巷道底板支护结构，其特征在于：包括沿巷道纵向延伸方向由后向前等间距布设的多个锚管桩支护结构，所述锚管桩支护结构包括多个沿巷道横向布设在巷道底板上的自旋锚管桩和用于固定连接多个所述自旋锚管桩外露端的承压板，多个所述自旋锚管桩的结构相同，所述自旋锚管桩包括两个设置在巷道底板两端且靠近巷帮的斜向锚管桩和多个设置在巷道底板中部的竖向锚管桩，所述竖向锚管桩和所述斜向锚管桩结构和长度均相同，所述斜向锚管桩自上而下逐渐向靠近巷帮方向设置；所述自旋锚管桩包括锚管桩体、设置在所述锚管桩体的一端的钻头和套装在所述锚管桩体另一端的承托板，所述承托板的下侧面与巷道底板的上侧面紧密接触；所述锚管桩体由多个锚管桩基础段拼装组成，所述锚管桩基础段的一端设置有公丝扣，且所述锚管桩基础段的另一端设置有能与公丝扣螺纹配合连接的母丝扣。上述的一种巷道底板支护结构，其特征是：相邻所述锚管桩支护结构之间的水平距离为800mm～2000mm，相邻两个所述竖向锚管桩的距离为600mm～1000mm，所述斜向锚管桩距离巷帮的间距为200mm～500mm，所述斜向锚管桩与垂直方向的夹角为5°～20°。上述的一种巷道底板支护结构，其特征是：所述锚管桩基础段为外表面设置有螺旋结构的中空管状体，所述钻头为双翼钻头。上述的一种巷道底板支护结构，其特征是：所述承压板的断截面为扇环形，承压板的下部弧度玄高和承压板的上部弧度玄高相同；所述承压板的厚度是100mm～300mm。上述的一种巷道底板支护结构，其特征是：所述自旋锚管桩的截面模量不小于11cm3，所述锚管桩基础段的长度为1m～1.5m。同时，本专利技术还公开了一种方法步骤简单、设计合理且施工简便、使用效果好的巷道底板支护结构施工方法，其特征在于：沿巷道纵向延伸方向分多个节段对巷道底板进行锚管桩支护结构的施工，多个所述锚管桩支护结构的施工方法均相同；其中，对任一个所述锚管桩支护结构进行施工时，包括以下步骤：步骤一、自旋锚管桩的施工：在巷道底板安装多根自旋锚管桩，其中，多根所述自旋锚管桩均布设在巷道底板的同一个巷道横断面上，多根所述自旋锚管桩的锚管桩支护施工方法均相同：对任一个所述自旋锚管桩进行锚管桩支护施工时，过程如下：步骤101、自旋锚管桩钻进前准备：先采用钻机在巷道底板上预先钻安装孔，在当前所施工锚管桩基础段的母丝扣上安装钻头，并将所述锚管桩基础段的公丝扣与钻机连接；步骤102、锚管桩基础段的钻进施工：将步骤101中所述锚管桩基础段的母丝扣上安装的钻头插入步骤101中预先钻好的安装孔中之后，启动所述钻机并通过所述钻机带动锚管桩基础段由上向下进行钻进，直至锚管桩基础段的公丝扣外露在巷道底板上侧；步骤103、锚管桩基础段接续：在当前已完成钻进且位于锚管桩基础段的公丝扣上安装下一个锚管桩基础段，并将下一个锚管桩基础段的公丝扣与所述钻机连接，步骤104、锚管桩基础段持续钻进：启动所述钻机并通过所述钻机由上向下进行持续钻进；步骤105、多次重复步骤103至步骤104，直至完成当前所施工锚管桩体的钻进过程，完成所述锚管桩体的施工，并获得当前所施工锚管桩体所处的钻孔；步骤106、钻孔注浆并安装承托板：将水泥浆注入步骤105中所述钻孔内，直至水泥浆溢出所述钻孔后停止注浆，所述钻孔注浆完成后，并在所述锚管桩体的外露端安装承托板，其中，所述承托板的下侧面与巷道底板的上侧面紧密接触；步骤107、多次重复步骤101至步骤106，直至完成所有自旋锚管桩的锚管桩支护施工过程；步骤二、浇筑承压板：步骤107中完成对所述自旋锚管桩的施工后，并在巷道底板上现浇混凝土形成承压板，其中，承压板的断截面为扇环形，承压板的下部弧度玄高和承压板的上部弧度玄高相同；步骤三、多次重复步骤一和步骤二，直至完成整个巷道的支护施工过程。上述的一种巷道底板支护结构的施工方法，其特征是：步骤二中所述承压板的厚度是100mm～300mm，所述承压板的下部弧度玄高其中，W0为巷道的宽度，σ2为底板岩石的抗拉强度，p0为巷道底板标高处垂直地应力。上述的一种巷道底板支护结构的施工方法，其特征是：步骤一进行自旋锚管桩施工之前，先获取所述锚管桩体的长度其中，W0为巷道的宽度，σ2为底板岩石的抗拉强度，p0为巷道底板标高处垂直地应力，Cm为稳定锚固常数，Cm的取值为1.5m～2m；然后再获取所述锚管桩基础段的根数为ceil(y/x),其中，x为所述锚管桩基础段长度，且x的取值范围为1m～1.5m。上述的一种巷道底板支护结构的施工方法，其特征是：步骤106中所述水泥浆中各组分的质量百分比为：水泥70％～85％，硫酸钠5％～10％，石膏5％～10％，生石灰5％～10％。本专利技术与现有技术相比具有以下优点：1、所采用的巷道底板支护结构设计合理且施工简便、对巷道底板发生底鼓的控制效果好，投入施工成本较低。2、本专利技术采用自旋锚管桩进行施工，简化了传统进行锚管锚索施工时需要钻孔并清空钻孔的过程，加快了施工进程。3、本专利技术中锚管桩体由多个锚管桩基础段连接而成，可以满足在巷道中比较狭小空间对所述锚管桩体进行分段施工的需要，螺旋结构可以实现锚管桩基础段的自主旋进，减少了传统施工时需要先打孔后设置锚管的复杂施工，在锚管桩基础段的两端分别设置相互配合的公丝扣和母丝扣，可以方便的把多个锚管桩基础段连接为整体结构，满足施工对所述锚管本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种巷道底板支护结构，其特征在于：包括沿巷道(1)纵向延伸方向由后向前等间距布设的多个锚管桩支护结构，所述锚管桩支护结构包括多个沿巷道(1)横向布设在巷道底板(8)上的自旋锚管桩和用于固定连接多个所述自旋锚管桩外露端的承压板(7)，多个所述自旋锚管桩的结构相同，所述自旋锚管桩包括两个设置在巷道底板(8)两端且靠近巷帮(9)的斜向锚管桩和多个设置在巷道底板(8)中部的竖向锚管桩，所述竖向锚管桩和所述斜向锚管桩结构和长度均相同，所述斜向锚管桩自上而下逐渐向靠近巷帮(9)方向设置；所述自旋锚管桩包括锚管桩体、设置在所述锚管桩体一端的钻头(3)和套装在所述锚管桩体另一端的承托板(4)，所述承托板(4)的下侧面与巷道底板(8)的上侧面紧密接触；所述锚管桩体由多个锚管桩基础段(2)拼装组成，所述锚管桩基础段(2)的一端设置有公丝扣(2‑1)，且所述锚管桩基础段(2)的另一端设置有能与公丝扣(2‑1)螺纹配合连接的母丝扣(2‑2)。

【技术特征摘要】
1.一种巷道底板支护结构，其特征在于：包括沿巷道(1)纵向延伸方向由后向前等间距布设的多个锚管桩支护结构，所述锚管桩支护结构包括多个沿巷道(1)横向布设在巷道底板(8)上的自旋锚管桩和用于固定连接多个所述自旋锚管桩外露端的承压板(7)，多个所述自旋锚管桩的结构相同，所述自旋锚管桩包括两个设置在巷道底板(8)两端且靠近巷帮(9)的斜向锚管桩和多个设置在巷道底板(8)中部的竖向锚管桩，所述竖向锚管桩和所述斜向锚管桩结构和长度均相同，所述斜向锚管桩自上而下逐渐向靠近巷帮(9)方向设置；所述自旋锚管桩包括锚管桩体、设置在所述锚管桩体一端的钻头(3)和套装在所述锚管桩体另一端的承托板(4)，所述承托板(4)的下侧面与巷道底板(8)的上侧面紧密接触；所述锚管桩体由多个锚管桩基础段(2)拼装组成，所述锚管桩基础段(2)的一端设置有公丝扣(2-1)，且所述锚管桩基础段(2)的另一端设置有能与公丝扣(2-1)螺纹配合连接的母丝扣(2-2)。2.按照权利要求1所述的一种巷道底板支护结构，其特征在于：相邻所述锚管桩支护结构之间的水平距离为800mm～2000mm，相邻两个所述竖向锚管桩(2)的距离为600mm～1000mm，所述斜向锚管桩距离巷帮(9)的间距为200mm～500mm，所述斜向锚管桩与垂直方向的夹角为5°～20°。3.按照权利要求1或2所述的一种巷道底板支护结构，其特征在于：所述锚管桩基础段(2)为外表面设置有螺旋结构的中空管状体，所述钻头(3)为双翼钻头。4.按照权利要求1或2所述的一种巷道底板支护结构，其特征在于：所述承压板(7)的断截面为扇环形，承压板(7)的下部弧度玄高和承压板(7)的上部弧度玄高相同；所述承压板(7)的厚度是100mm～300mm。5.按照权利要求1或2所述的一种巷道底板支护结构，其特征在于：所述自旋锚管桩的截面模量不小于11cm3，所述锚管桩基础段(2)的长度为1m～1.5m。6.一种对权利要求1所述巷道底板支护结构进行施工的方法，其特征在于：沿巷道(1)纵向延伸方向分多个节段对巷道底板(8)进行锚管桩支护结构的施工，多个所述锚管桩支护结构的施工方法均相同；其中，对任一个所述锚管桩支护结构进行施工时，包括以下步骤：步骤一、自旋锚管桩的施工：在巷道底板(8)安装多根自旋锚管桩，其中，多根所述自旋锚管桩均布设在巷道底板(8)的同一个巷道横断面上，多根所述自旋锚管桩的锚管桩支护施工方法均相同：对任一个所述自旋锚管桩进行锚管桩支护施工时，过程如下：步骤101、自旋锚管桩钻进前准备：先采用钻机在巷道底板(8)上预先钻安装孔，在当前所施工锚...

【专利技术属性】
技术研发人员：马金伟，
申请(专利权)人：陕西省建筑职工大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61