一种置孔释压材料用于软围岩巷道的支护方法技术

一种置孔释压材料用于软围岩巷道的支护方法是形成于巷道表面上的一定厚度的钢纤混凝土；形成于钢纤混凝土表面上的一定厚度的预留释压空间，并在所述预留释压空间置有多孔释压材料；形成于多孔释压材料表面上的工字钢结构的金属支架，并在所述金属支架间由钢筋内外连接构成联合架构；本发明专利技术通过预置多孔释压材料及其中的倒三角形圆形孔结构，改善了高应力大变形软围岩体的稳定性，增强了让压空间的承载能力；在多孔释压材料表面设置联合架构具有一定刚度，有效地提高了巷道围岩的综合承载能力，实现了巷道一次性支护。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术与一种软围岩巷道的支护方法有关，进ー步地说，是ー种置孔释压材料用于高应力大变形软围岩巷道的支护方法。
技术介绍
随着矿井开 采范围的扩展，开采深度的不断増加，开采条件越来越困难，尤其是煤矿井下软岩巷道具有大变形、易破坏的特点。在巷道支护过程中，经常出现巷道围岩变形过大超过支护材料的允许变形量，导致巷道支护失败。巷道出现变形破坏现象。现有对于高应力大变形软岩巷道支护主要采用三种种支护方式ー是被动刚性支护，如采用砌碹、U型钢全封闭支架和架棚后再喷浆的复合支护技术，在高应カ条件下支护体会被压垮、压裂和压折；ニ是采用高强锚杆加锚索加网加喷混凝土和浅表部围岩注浆等复合支护技木，高应カ条件下，这类锚固体会出现整体大变形，甚至断锚杆断锚索导致事故；三是采用先让压变形，释放部分应力，然后进行锚杆加锚索加网加钢带加喷混凝土复合支护，或采用支架、砌碹体预留变形量或垫层，或采用大变形锚索，在高应カ条件下，支护体和巷道空间难以满足让压对变形量的要求，围岩的自承载能力增长有限。近些年发展起来的刚柔耦合支护技术，是利用让压带让压和エ字钢圆形全封闭刚性支架联合支护。使得煤岩体自身的应カ随着让压的过程向深部转移一部分，剩余应力由金属支架支撑，取得了较好效果。但是，由于在让压带填充材料让压空间有限，要使围岩有足够的释放压カ的空间就必须加大让压带，从而増加了巷道实际断面尺寸，増加了成本，带来巨大的经济负担，因此，在实际使用过程中仍存在着使用效果不理想的问题。
技术实现思路
针对上述现有技术，本专利技术提供ー种置孔释压材料用于软围岩巷道的支护方法，用以解决高应カ大变形软围岩体巷道支护难题，具有一次性支护效果好，置孔释压综合承载カ高而稳定，巷道开挖面积小等特点。为了解决上述问题，本专利技术所提供的ー种置孔释压材料用于软围岩巷道的支护方法，其具体的方法步骤如下 形成于巷道表面上的锚杆支护及其50 IOOmm厚的第一钢纤维混凝土层； 形成于第一钢纤维混凝土层表面上的至少200mm厚以上的第二预留释压空间层，在所述第二预留释压空间层中置有多孔释压材料；所述多孔释压材料的质量份配比为树脂煤矸石粉煤灰填料=80 130 380^420 60 110 30 80 ; 形成于第二预留释压空间层表面上的第三金属网架结构层，所述金属网架结构层是エ字钢和钢筋网相互联结形成。其エ字钢的间距是0. 6m，其金属支架间是由CtfMmrn钢筋内外连接构成联合网架。并在金属网架结构上喷射钢纤维混凝土，厚度150_，以提高金属网架结构的強度，使巷道更加稳定。进ー步地，其附加技术特征在于所述多孔释压材料的质量份配比进ー步为树脂煤矸石粉煤灰填料=106. 25 113. 18 405. 26 413. 37 77. 92 81. 58 48. 85 51. 68。所述多孔释压材料是其内部置有N个第一层圆型孔，N-1个第二层圆型孔，且第一层圆型孔与第二层圆型孔呈倒三角结构。其主要特征是倒三角结构具有较大的释压空间，具有较大初撑力，使得巷道变形，压缩让压材料呈连续过程，防止冲击来压对刚性金属支架产生突发性破坏，有效地減少了巷道开挖面积，从而减少施工成本。所述圆形孔的孔率为32. 86% 37. 28%。所述预留释压空间是N层，或者是N+l、N+2、N+3层、…，N=l。其目的在于依据应カ和变形大小决定多孔释压材料放置层数。一般情况应カ小于25Mp，变形小于20cm设置一层；应カ小于50Mp，变形小于40cm设置ニ层；应カ小于75Mp，变形小于60cm放置三层；依次放置。所述金属网架结构层是エ字钢和钢筋网相互联结形成。其エ字钢的间距是0. 6m,其金属支架间是由ct8 14mm钢筋内外连接构成联合网架。并在金属网架结构上喷射钢纤维混凝土，厚度150_。其主要作用提高金属网架结构的强度，形成钢筋混凝土拱，使巷道更加稳定。实现本专利技术ー种置孔释压材料用于软围岩巷道的支护方法，与现有技术相比，其直接带来的和必然产生的优点与积极效果在于` 本专利技术方法基于第一钢纤维混凝土层，通过在第二预留释压空间层中置有多孔释压材料进行卸压，并由第三金属网架结构层进行弾性支撑，增强了让压空间的承载能力，提高了高应カ大变形软围岩体的稳定性，实现了巷道一次性支护。首先是本专利技术方法通过填充刚柔适度的多孔释压材料，消除了围岩大变形引起的巷道损坏，提高了自承载能力，再由金属支架层进行弾性支撑，主动改变了围岩的应カ条件，減少了巷道大变形引起的巷道大面积破坏，提高了高应カ巷道围岩的稳定性，減少巷道翻修率。其次是本专利技术方法通过释压，有效地使巷道表面高应カ向深部转移，消除了巷道浅表部围岩中的高应力，防止了巷道围岩在高应カ大变形对巷道的大面积破坏，保持了巷道的正常使用，提高了巷道使用期限。第三是本专利技术方法通过多孔释压材料，在巷道产生变形时，将多孔材料压实释放出让压空间，使巷道表面高地应カ得以向深部转移，解决了高应カ大变形软弱条件下压カ释放，防止了因变形过大造成多次翻修。第四是本专利技术方法在多孔材料中，采用两层圆型孔，且第一层圆型孔与第二层圆型孔呈倒三角结构，该倒三角结构具有较大的释压空间，具有较大综合应カ稳定性，使得巷道变形，压缩让压材料呈连续过程，防止突然来压对刚性金属支架产生突发性破坏，有效地減少了巷道开挖面积，从而減少施工成本，带来巨大得经济效益。第五是本专利技术方法设置有第三金属网架结构层，具有一定的支撑能力，并与第一钢纤维混凝土层和第二预留释压空间层集于一体，集中进行支护，实现一次支护一次成功，减少了二次支护的麻烦，节约成本，提高效益。附图说明图1是本专利技术巷道支护的结构示意图。图中1锚杆支护；2 :第一钢纤维混凝土层；3 :第二预留释压空间层；4 :圆形孔；5 :多孔释压材料；6 :第三金属支架层；7 :第二钢纤维混凝土喷层。具体实施例方式下面对本专利技术的具体实施方式作出进ー步的说明 实施本专利技术所提供的ー种置孔释压材料用于软围岩巷道的支护方法，其具体实施方法步骤如下 步骤一、在巷道开挖后，立即进行锚杆支护1，并在巷道表面喷射50 IOOmm厚的第一钢纤维混凝土层2，对围岩进行封堵，保证在下步支护完成时间前巷道不出现大面积破坏。步骤ニ、在第一钢纤维混凝土层2的表面上，根据围岩结构及应カ状况等留足第ニ预留释压空间层3，该预留释压空间层3可以是两层以上的预留释压空间层3，在预留释压空间层中放置多孔释压材料5。本专利技术方法所述多孔释压材料是由树脂、煤矸石、粉煤灰和填料组成，其材料按质量份的配比为树脂、煤矸石、粉煤灰和填料=80 130 380^420 60 110 30 80。其所述多孔释压材料(5)也可以进ー步按质量份优选为树脂煤矸石粉煤灰填料=106. 25 113. 18 405. 26 413. 37 77. 92 81. 58 48. 85 51. 68。本专利技术方法所采用多孔释压材料5的内部结构是两层圆型孔4，其中内部置有N个第一层圆型孔4，N-1个第二层圆型孔4，且第一层圆型孔4与第二层圆型孔4呈倒三角结构。所述圆型孔4的孔率为32. 86% 37. 28%。 本专利技术方法在其所述预留释压空间3是N层，或者是N+l、N+2、N+3层、…，N=l，视具体情况而定。步骤三、在预留释压空本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种置孔释压材料用于软围岩巷道的支护方法，其所述方法是：形成于巷道表面上的锚杆支护（1）及其50～100mm厚的第一钢纤维混凝土层（2）；?形成于第一钢纤维混凝土层（2）表面上的至少200mm厚以上的第二预留释压空间层（3），在所述第二预留释压空间层（3）中置有多孔释压材料（5）；所述多孔释压材料（5）的质量份配比为：树脂：煤矸石?：粉煤灰：填料﹦80~130﹕380~420﹕60~110﹕30~80；形成于第二预留释压空间层（3）表面上的第三金属网架结构层（6），所述金属网架结构层（6）是工字钢和钢筋网相互联结形成，其工字钢的间距是0.6m，其金属支架间是由φ8~14mm钢筋网内外连接构成网架结构；在所述金属网架结构层（6）形成第二钢纤维混凝土层（7）。

【技术特征摘要】
1.一种置孔释压材料用于软围岩巷道的支护方法，其所述方法是 形成于巷道表面上的锚杆支护(I)及其50 IOOmm厚的第一钢纤维混凝土层(2)； 形成于第一钢纤维混凝土层(2)表面上的至少200mm厚以上的第二预留释压空间层(3)，在所述第二预留释压空间层(3)中置有多孔释压材料(5);所述多孔释压材料(5)的质量份配比为树脂煤矸石粉煤灰填料=80 130 380 420 60 110 30 80 ; 形成于第二预留释压空间层(3)表面上的第三金属网架结构层(6)，所述金属网架结构层(6)是工字钢和钢筋网相互联结形成，其工字钢的间距是O. 6m，其金属支架间是由Φ8 14_钢筋网内外连接构成网架结构；在所述金属网架结构层(6)形成第二钢纤维混凝土层(7)。2.如权利要求1所述的置孔释压材料用于软围岩巷道的支护方法，其所述多孔释压材料(5)的质量份配比进一步为树脂煤矸石...

【专利技术属性】
技术研发人员：李彦斌，苏学贵，李立功，杨永康，李剑坤，薛磊，苏蕾，李浩春，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：