极软地层条件下巷道支护工艺系统及施工方法技术方案

本发明专利技术涉及一种极软地层条件下巷道支护工艺系统，所述拱顶半圆拱或圆弧拱断面，所述底板为三心拱断面，通过第一高强锚杆锚固的拱顶围岩和第一钢绞线锚索加固的拱顶围岩形成支护拱，混凝土初喷层与凝土复喷层之间具有底板锚网，第二高强锚杆和第二钢绞线锚索的外端部均穿过底板锚网预埋在凝土复喷层中，通过第二高强锚杆锚固的底板围岩、第二钢绞线锚索加固的底板围岩、混凝土初喷层和凝土复喷层形成反底拱。还提供一种上述的极软地层条件下巷道支护工艺系统的施工方法。本发明专利技术具有以下有益效果：通过拱顶、两面直墙及底板之间的相互作用，保证了巷道的支护效果，提高了安全可靠性，并改善施工劳动强度缩短了施工工期，取得了良好的经济效果。好的经济效果。好的经济效果。

【技术实现步骤摘要】
极软地层条件下巷道支护工艺系统及施工方法
[0001]

[0002]本专利技术涉及一种极软地层条件下巷道支护工艺系统，属于巷道支护


技术介绍

[0003]随着开采规模的加大，矿井开采向纵深化的发展，软岩巷道施工与支护问题日益突出，一直严重困扰着矿井的安全生产。特殊条件下的巷道施工与维护问题已变得日益突出，并成为影响和制约我国煤炭工业发展的重要因素之一。采用常规的支护方法，已不能满足安全生产的需要。研究有效而经济的软岩支护系统是当前生产中急需解决的问题。

技术实现思路

[0004]根据以上现有技术中的不足，本专利技术要解决的技术问题是：为解决上述问题之一，提供一种极软地层条件下巷道支护工艺系统。
[0005]本专利技术所述的极软地层条件下巷道支护工艺系统，其特征在于：包括巷道，所述巷道截面包括拱顶、两面直墙及底板，拱顶、两面直墙及底板相互连接围合成巷道，所述拱顶半圆拱或圆弧拱断面，所述底板为三心拱断面，通过第一高强锚杆锚固的拱顶围岩和第一钢绞线锚索加固的拱顶围岩形成支护拱，底板围岩的内壁喷射混凝土初喷层，所述混凝土初喷层上表面具有凝土复喷层，混凝土初喷层与凝土复喷层之间具有底板锚网，第二高强锚杆和第二钢绞线锚索的外端部均穿过底板锚网预埋在凝土复喷层中，通过第二高强锚杆锚固的底板围岩、第二钢绞线锚索加固的底板围岩、混凝土初喷层和凝土复喷层形成反底拱。
[0006]优选地，所述凝土复喷层的两端向上延伸形成侧壁凝土喷层，通过第三高强锚杆锚固的直墙围岩和第三钢绞线锚索加固的直墙围岩及形成支护直墙，第三高强锚杆和第三钢绞线锚索的外端部均预埋在侧壁凝土喷层中。
[0007]优选地，所述混凝土初喷层的厚度为100mm；凝土复喷层的厚度为100mm；侧壁凝土喷层喷浆至煤岩交界面以上200mm，沿空侧喷至肩窝，喷厚80mm，喷砼标号为C20。
[0008]优选地，所述拱顶每排布置3根第一钢绞线锚索，锚索采用φ17.8
×
7000mm钢绞线锚索，锚索配合锚索梁施工，锚索梁采用BHW280
‑
3.75钢带加工（孔距1600mm），锚索间排距1200
×
1600mm；巷道两帮直墙各打设一根φ17.8
×
5000mm的第二钢绞线锚索，锚索间排距1600mm，配合400
×
400
×
12mm锚索盘使用；底板每排布置5根φ17.8
×
5000mm的第三钢绞线锚索，锚索间排距1200
×
1600mm，巷道底板及底角锚索配合300
×
300
×
12mm锚索盘使用，锚索与底板锚网支护同步施工，反底拱初喷后施工。
[0009]优选地，所述全断面采用φ20
×
2800mm高强锚杆，全断面锚杆间排距700
×
800mm，
其中顶、帮部锚杆配合450
×
280mm钢带护板、150
×
150
×
10mm锚杆盘使用，煤岩交界面以下及反底拱锚杆配合150
×
150
×
10mm锚杆盘使用。
[0010]优选地，所述帮部锚杆拖后迎头不得超过3网；锚索拖后迎头不得超过30m；反底拱施工不得拖后于皮带机尾，顶板破碎时锚索紧跟迎头施工。
[0011]一种上述的极软地层条件下巷道支护工艺系统的施工方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤S1：依据巷道工程的生产地质条件，巷道断面采用半圆拱或圆弧拱截面的拱顶及三心拱断面的底板，并采用理论分析和数值模拟方法，合理确定拱形巷道的断面尺寸；步骤S2：支护拱的施工；步骤S3：支护直墙的施工；步骤S4：反底拱的施工。
[0012]所述步骤S4，反底拱的施工，具体包括如下步骤：底板无泥水时先安装反底拱锚杆，再进行初喷，初凝后安装金属网、钢梯，随后上锚杆盘紧固，最后复喷至设计尺寸进行成巷；底板有泥水时先进行初喷，再安装反底拱锚杆，初凝后安装金属网、钢梯，随后上锚杆盘紧固，最后复喷至设计尺寸进行成巷。喷射混凝土完成后，必须进行养护及防护，防止混凝土未达到设计强度时承压被破坏；优选地，为防止锚杆眼施工用水对底板造成影响及顺利排矸，打钻采用压风排岩粉，巷道底板锚杆施工采用帮锚杆钻机施工，成孔后必须将孔内岩粉吹净，放入树脂锚固剂，灌注水泥浆，打注锚杆杆体，然后进行扭矩检测，符合设计要求方可进行下一工序施工；优选地，初喷前将底板施工时造成的淤泥积水以及打锚杆产生的岩粉清理干净。初喷后用花雨布将喷浆层覆盖，防止施工矸石及杂物落到喷层表面，影响复喷质量。
[0013]所述喷射混凝土的方法：（一）喷浆前，应首先检查喷射地点的安全情况和巷道规格，用长柄工具先找掉待喷段危岩悬矸，并按设计要求将有欠挖的部分处理掉，将待喷段的锚杆重新紧固一遍，然后用高压风(水)冲刷岩帮，对软岩和易风化岩石（易膨胀岩石例外）要冲刷一段喷一段。
[0014]（二）喷浆前，所有设备必须先进行检查，无问题时再进行动力和压风试验，保证运转（指空运转）正常。
[0015]（三）喷浆机司机应责任心强，了解所用喷浆机性能，并能解体检修换件受过技术培训的人员担任，操作顺序为：开机：开风
→
开水
→
送电
→
加料，停机：停料
→
停电
→
停水
→
停风。
[0016]（四）喷射手由能熟练掌握喷射技术和操作程序，并受过技术培训的工人担任，喷射手和副手密切配合，副手观察喷射情况，及时用信号指示喷射位置和方向。
[0017]（五）喷射顺序：先底再墙后拱，先凹后凸依次进行，每两段接茬处应成斜交接茬。
[0018]（六）喷射作业时，工作人员必须佩戴手套、防护眼镜、防尘口罩。
[0019]（七）喷射时，喷头力求与岩面保持垂直，喷顶时其最小角度不小于65
º
，喷头距岩面距离0.6～1m，如遇裂隙低凹处时，应先喷填，然后再进行正常喷射，喷头一般要按螺旋形轨迹运行，螺旋形圈直径为300mm，喷头一圈压半圈均匀缓慢移动，在喷浆前应划分区段，按顺序进行，区段划分一般为1.5～2m，相邻区段接茬要斜交接茬。
[0020]（八）当发生堵塞管子或突然停风、停电时，应先停止加料关闭喷头水阀门，喷头应
向下放置，喷枪口的前方及其附近严禁有其他人员，要采用敲击法疏通，如用高压风吹时，其风压不准超过0.4MPa，人员要紧抱喷头，喷口要朝下方，不准对人或用眼瞧。
[0021]（九）采用综合防尘，加强通风，尽量降低粉尘浓度。
[0022]（十）用集装箱运输喷浆料装集装箱前必须将集装箱内清理干净。
[0023]（十一）迁移喷浆机时，人员之间要相互照应好，以防失误伤人。
[0024]（十二）喷浆前，对所有电气设备、风筒、电缆、风水管路等要进行覆盖保护，以防喷浆时回弹料落在上面使其污本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种极软地层条件下巷道支护工艺系统，其特征在于：包括巷道（1），所述巷道（1）截面包括拱顶（1.1）、两面直墙（1.2）及底板（1.3），拱顶（1.1）、两面直墙（1.2）及底板（1.3）相互连接围合成巷道，所述拱顶（1.1）半圆拱或圆弧拱断面，所述底板（1.3）为三心拱断面，通过第一高强锚杆（2）锚固的拱顶（1.1）围岩和第一钢绞线锚索（3）加固的拱顶（1.1）围岩形成支护拱，底板（1.3）围岩的内壁喷射混凝土初喷层（4），所述混凝土初喷层（4）上表面具有凝土复喷层（5），混凝土初喷层（4）与凝土复喷层（5）之间具有底板锚网（8），第二高强锚杆（6）和第二钢绞线锚索（7）的外端部均穿过底板锚网（8）预埋在凝土复喷层（5）中，通过第二高强锚杆（6）锚固的底板（1.3）围岩、第二钢绞线锚索（7）加固的底板（1.3）围岩、混凝土初喷层（4）和凝土复喷层（5）形成反底拱。2.根据权利要求1所述的极软地层条件下巷道支护工艺系统，其特征在于：所述凝土复喷层（5）的两端向上延伸形成侧壁凝土喷层（11），通过第三高强锚杆（9）锚固的直墙（1.2）围岩和第三钢绞线锚索（10）加固的直墙（1.2）围岩及形成支护直墙，第三高强锚杆（9）和第三钢绞线锚索（10）的外端部均预埋在侧壁凝土喷层（11）中。3.根据权利要求2所述的极软地层条件下巷道支护工艺系统，其特征在于：所述混凝土初喷层（4）的厚度为100mm；凝土复喷层（5）的厚度为100mm；侧壁凝土喷层（11）喷浆至煤岩交界面以上200mm，沿空侧喷至肩窝，喷厚80mm，喷砼标号为C20。4.根据权利要求3所述的极软地层条件下巷道支护工艺系统，其特征在于：所述拱顶（1.1）每排布置3根第一钢绞线锚索（3），锚索采用φ17.8
×
7000mm钢绞线锚索，锚索配合锚索梁施工，锚索梁采用BHW280
‑
3.75钢带加工（孔距1600mm），锚索间排距1200
×
1600mm；巷道两帮直墙（1.2）各打设一根φ17.8
×
5000mm的第二钢绞线锚索（7），锚索间排距1600mm，配合400
×
400
×
12mm锚索盘使用；底板（1.3）每排布置5根φ17.8
×
5000mm的第三钢绞线锚索（10），锚索间排距1200
×
1600mm，巷道底板及底角锚索配合300
×
300
×
12mm锚索盘使用，锚索与底板锚网（8）支护同步施工，反底拱初喷后施工。5.根据权利要求4所述的极软地层条件下巷道支护工艺系统，其特征在于：所述全断面采用φ20
×
2800mm高强锚杆，全断面锚杆间排距700
×
800mm，其中顶、帮部锚杆配合450
×
280mm钢带护板、150
×
150
×
10mm锚杆盘使用，煤岩交界面以下及反底拱锚杆配合150
×
150
×
10mm锚杆盘使用。6.根据权利要求5所述的极软地层条件下巷道支护工艺系统，其特征在于：所述帮部锚杆拖后迎头不得超过3网；锚索拖后迎头不得超过30m；反底拱施工不得拖...

【专利技术属性】
技术研发人员：张勇，谈力，李春平，刘统申，陈建刚，时套套，王均明，贾良杰，梁博，董金法，张吉祥，王维，
申请(专利权)人：捷马济宁矿山支护设备制造有限公司，
类型：发明
国别省市：