【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于软岩巷道支护，具体涉及一种用于软岩巷道的支护结构及其施工方法。
技术介绍
1、随着煤炭开采日益向深部发展，深部软岩采矿引发的围岩大变形破坏和强冲击动力灾害日益严峻，在深部高地应力、高地温、高渗透压、强采动及多场耦合的复杂地质力学环境下，深部采场的应力特征、煤岩体破坏性质、岩层移动及能量的集聚释放规律等均发生了显著变化，对巷道的围岩造成了显著的破坏，巷道在后期的使用过程中存在反复的维修，造成了大量的人力、财力和物力的损失。
2、因此，需要提供一种针对上述问题的改进技术方案。
技术实现思路
1、为解决以上问题，本申请提供了一种用于软岩巷道的支护结构及其施工方法，特别是针对深部高地应力软岩巷道的支护结构并明确了其施工方法，能够保证巷道在使用过程中围岩变形可控，保证巷道围岩的稳定性，并能够通过支护结构中涉及的装置自带的压力监测和位移监测装置时时对巷道围岩进行监测，保证巷道的安全。
2、为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、一种用于软岩巷道的支护结构，其改进之处在于，所述支护结构包括：
4、npr锚索以及锚杆支护，包括错位设置的多个npr锚索6和多个锚杆5，设置在巷道围岩内；所述npr锚索6和所述锚杆5同时沿巷道轴向以及巷道径向设置，所述npr锚索6的第一端深入至巷道围岩内；所述npr锚索6的第二端伸出巷道围岩；
5、混凝土层10，沿巷道围岩铺设；所述混凝土层10的厚度需覆盖所述npr锚索6和所述锚杆5的
6、中间支护层，延所述混凝土层10的表面铺设；所述中间支护层包括多个支护单元4；每个所述支护单元4包括上钢板15-1、下钢板15-2以及支护装置；所述上钢板15-1铺设在所述混凝土层10上；所述上钢板15-1通过所述支护装置与所述下钢板15-2连接；
7、所述支护结构还包括油气系统，当巷道围岩发生变形时，通过与油气系统连接的所述支护装置能够释放巷道围岩产生的压力，保证巷道的安全。
8、优选的，所述支护结构还包括钢拱架1，包括在巷道围岩径向设置、并延轴向增设的多个弧形钢；所述钢拱架1设置在所述下钢板15-2的下方。
9、优选的，所述支护装置包括液压油缸17和4个减震器20；
10、所述液压油缸17设置在所述支护单元4的中间，所述减震器分别设置在所述支护单元4的4个顶角处。
11、优选的，所述减震器20包括：
12、底部支座20-1，包括圆形金属板，固定设置在所述下钢板15-2的一角处；
13、压力筒20-2，包括金属管状物，所述压力筒20-2同轴且固定设置在所述的底部支座20-1上；活塞杆20-3，包括金属杆状物，所述活塞杆20-3的直径与所述压力筒20-2的内径匹配，并能够在所述压力筒20-2内伸缩；
14、弹簧螺栓20-4，包括设置在所述活塞杆20-3顶端的螺杆，以及与所述螺栓同轴设置的弹簧；
15、顶部支座20-5，包括圆形金属板；所述顶部支座20-5的第一面与所述弹簧螺栓20-4固定连接，所述顶部支座20-5的第二面与上钢板15-1固定连接。
16、优选的，所述上钢板15-1通过第一螺栓16-1与混凝土层10固定；所述第一螺栓16-1环绕所述液压油缸17设置。
17、优选的，在所述下钢板15-2与所述钢拱架1接触的位置设置长方形通孔，且在钢拱架1与所述长方形通孔的对应位置处设置螺栓孔，将第二螺栓16-2穿过所述下钢板15-2，固定在所述钢拱架1上。
18、优选的，所述液压油缸17的侧面设置注压孔18和位移传感器19；所述液压油缸17与所述下钢板15-2固定连接。
19、优选的，所述油气系统包括：水箱12和乳化液箱13，通过油管14连接至每一个液压油缸17。
20、本申请还涉及一种用于软岩巷道的支护施工方法，其改进之处在于，所述施工方法用于上述支护结构，所述支护施工方法包括以下步骤：
21、步骤s1，制作支护装置的预制件，包括：
22、步骤s1-1，设置液压油缸；
23、步骤s1-2，设置减震器；
24、步骤s1-3，安装上钢板；
25、步骤s2，安装锚杆和npr锚索；锚杆和npr锚索错位设置；
26、步骤s3，喷涂混凝土层；喷涂厚度需要覆盖npr锚索伸出巷道岩壁的一端；
27、步骤s4，安装所述支护装置；将所述支护装置的上钢板固定在所述混凝土层上，依次设置所述支护装置，将所述支护装置铺满整个隧道围岩；
28、步骤s5，施工钢拱架；钢拱架与支护装置的下钢板贴合；
29、步骤s6，施工反底拱；
30、步骤s7，液压油管安装；多个第一分油管分别连接至每个所述支护装置，所述多个第一分油管连接至主油管；再由所述主油管通过第二分油管和第三分油管分别连接到水箱和乳化液进行加压。
31、有益效果：
32、采用npr锚索和锚杆、w钢带对巷道顶板进行联合支护，能够对顶板施加高预紧力的同时对顶板存在一定让压，保证顶板能够通过npr锚索锚固在稳定岩层内。
33、采用支护装置能够对围岩施加高恒阻力，同时能够实时监测围岩变形与围岩压力，通过装置内的减震装置，在发生冲击地压时支护装置能够吸收部分能量，减弱冲击压力，保护巷道顶板。
34、围岩内部施加的钢拱架可以对围岩施加刚性支护，保证围岩的刚性支护。
35、本申请针对软岩巷道支护装置简单，施工方法明了，并且联合支护结构具有很高的让压能力和抗变形效果，同时，施工工艺简单，能够有效提高留巷支护效果、控制围岩变形，达到护巷的目的。
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1.一种用于软岩巷道的支护结构，其特征在于，所述支护结构包括：
2.如权利要求1所述的用于软岩巷道的支护结构，其特征在于，所述支护结构还包括钢拱架（1），包括在巷道围岩径向设置、并延轴向增设的多个弧形钢；所述钢拱架（1）设置在所述下钢板（15-2）的下方。
3.如权利要求1所述的用于软岩巷道的支护结构，其特征在于，所述支护装置包括液压油缸（17）和4个减震器（20）；
4.如权利要求3所述的用于软岩巷道的支护结构，其特征在于，所述减震器（20）包括：
5.如权利要求3所述的用于软岩巷道的支护结构，其特征在于，所述上钢板（15-1）通过第一螺栓（16-1）与混凝土层（10）固定；所述第一螺栓（16-1）环绕所述液压油缸（17）设置。
6.如权利要求2所述的用于软岩巷道的支护结构，其特征在于，在所述下钢板（15-2）与所述钢拱架（1）接触的位置设置长方形通孔，且在钢拱架（1）与所述长方形通孔的对应位置处设置螺栓孔，将第二螺栓（16-2）穿过所述下钢板（15-2），固定在所述钢拱架（1）上。
7.如权利要求3所述的
8.如权利要求1所述的用于软岩巷道的支护结构，其特征在于，所述油气系统包括：水箱（12）和乳化液箱（13），通过油管（14）连接至每一个液压油缸（17）。
9.一种用于软岩巷道的支护施工方法，其特征在于，所述施工方法用于如权利要求1-8任一项所述支护结构，所述支护施工方法包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种用于软岩巷道的支护结构，其特征在于，所述支护结构包括：
2.如权利要求1所述的用于软岩巷道的支护结构，其特征在于，所述支护结构还包括钢拱架（1），包括在巷道围岩径向设置、并延轴向增设的多个弧形钢；所述钢拱架（1）设置在所述下钢板（15-2）的下方。
3.如权利要求1所述的用于软岩巷道的支护结构，其特征在于，所述支护装置包括液压油缸（17）和4个减震器（20）；
4.如权利要求3所述的用于软岩巷道的支护结构，其特征在于，所述减震器（20）包括：
5.如权利要求3所述的用于软岩巷道的支护结构，其特征在于，所述上钢板（15-1）通过第一螺栓（16-1）与混凝土层（10）固定；所述第一螺栓（16-1）环绕所述液压油缸（17）设置。
6.如权利要求2所述的用于软岩巷...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭志飚，高敬威，白胜涛，尤静霖，朱俊傲，
申请(专利权)人：中国矿业大学北京，
类型：发明
国别省市：
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