[发明专利]一种预应力全长锚固支护方法

说明书

技术领域

本发明属于巷道支护技术，具体地说涉及一种在矿井深部巷道快速施工的预应力全长锚固锚杆支护方法，

背景技术

煤矿巷道支护技术是煤矿开采中的关键技术。保持围岩稳定，控制巷道变形和破坏是实现矿山安全、高效生产的必要条件。随着矿井向深度和广度发展，巷道支护问题表现得越来越突出。近年来煤巷锚杆支护技术发展迅速，已成为矿井实现高产高效必备的配套技术。

目前，国内大部分深部高地压巷道采用二次支护方法，即巷道支护分两次进行，一次支护在保持巷道稳定的前提下，允许巷道有一定的变形以释放压力；隔一定的时间后实施二次支护，保持巷道的长期稳定。但是，在深部动压影响区、构造压力带等地点，采用二次支护后仍出现变形破坏等问题，甚至需要三次、四次支护，巷道周而复始的发生破坏，围岩变形长期得不到有效控制。虽然，目前有多种巷道支护形式，但各种支护形式都存在不足。对于深部高地压巷道，还缺乏有效的支护方法，导致巷道变形与破坏剧烈，需要多次维修与翻修。不仅支护成本很高，掘进速度低，而且带来很多安全隐患，严重制约采煤工作面的快速推进和矿井产量和效益的提高。

传统意义上的锚杆只施加较小的预紧力，锚杆间排距较小；锚索直径小、强度低、延伸率低，与钻孔匹配性差，经常出现锚索被拉断或整体滑动；单位面积上锚杆、锚索数多，间排距小，支护密度大，严重影响巷道掘进速度，造成采掘接续紧张。上述现象严重影响了巷道支护效果和安全程度。

目前，随着我国矿井开采深度的增加，加之工作面设备大型化，巷道断面越来越大，现有锚杆支护方法已经不能有效控制巷道围岩的变形量，特别是一些高埋深、高地应力、大变形等支护难题。

发明内容

本发明的目的就是克服现有锚杆支护方法存在的不足，提供一种预应力全长锚固一次支护方法，以解决现有锚杆支护技术存在的锚杆间排距较小、掘进速度较慢、不能有效控制深部高应力条件下的巷道围岩变形的问题。

为了实现上述目的和解决现有技术问题，本发明所采取的技术方案是：

1、一种预应力全长锚固支护方法，包括以下工艺步骤：

(1)在巷道顶部的顶面铺金属网；在金属网下设置W钢带或钢筋托梁；

(2)在巷道顶部钻孔，清孔；

(3)在锚杆上依次装上托盘、球形垫、减摩垫片、螺母；

(4)将低黏度树脂药卷装入钻孔内，随后将锚杆的顶端插入钻孔内并装入钻孔内的树脂药卷进行搅拌，在停止搅拌后，紧固螺母；

其工艺过程是：所述的低黏度树脂药卷是采用快慢凝固树脂药卷组合；先安装超快锚固树脂药卷，再安装慢速凝固药卷；然后，在锚杆搅拌药卷完成待超快锚固树脂凝固后，紧固螺母并对锚杆施加预应力，慢速药卷待施加完预应力后才发生凝胶作用，这样就形成锚杆预应力的全长锚固。快速药卷作用对锚杆施加预应力，并形成锚杆的预应力结构，其实质就是全长施加较大预紧力的同时实现全长锚固。

本发明的有益效果是：

通过采用预应力全长锚固支护方法，使得锚杆对围岩变形和离层很敏感，能及时抑制围岩离层与滑动。在保证巷道支护效果与安全的条件下，降低支护密度。采用预应力全长锚固支护方法，解决深部高应力巷道支护难题，提高巷道支护效果。本发明也可应用于其它采矿、建筑、水利、军工等部门的巷道及硐室支护。

附图说明

图1是本发明在巷道顶部实施例的纵向剖面示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施例作进一步描述。

如图1所示，是本发明实施例的纵向剖面示意图。本发明预应力全长锚固支护方法包括以下工艺步骤：

(1)在巷道顶部3的顶面铺金属网4；在金属网4下设W钢带或钢筋托梁；

(2)在巷道顶部钻支护孔10，并清孔；

(3)在锚杆2的下端(带有外螺纹)依次装上托盘6、球形垫7、减摩垫片8，并旋上螺母9；

(4)将低黏度树脂药卷(图1中标记1所示的是凝固后的树脂)装入支护孔10内，随后将锚杆2的顶端插入支护孔10内，搅拌树脂药卷1至规定时间后停止搅拌，等待大约1分钟左右，再用风动扳手上紧固螺母。

在上述工艺过程中的关键工艺是：

1、所述的低黏度树脂药卷是采用快慢凝固树脂药卷组合，其工艺过程是：先安装超快锚固树脂药卷，再安装慢速凝固药卷；然后，在锚杆搅拌药卷完成超快锚固树脂药卷凝固后，就紧固螺母并对锚杆施加预应力，慢速药卷待施加完预应力后才发生凝胶作用。这样就形成锚杆预应力的全长锚固，快速药卷作用对锚杆施加预应力，并形成锚杆的预应力结构，其实质就是全长施加较大预紧力的同时实现全长锚固。

2、使用预紧机具对锚杆施加预应力，预应力将达到锚杆杆体屈服强度的30％～50％，实现锚杆的高预应力。