[发明专利]砂层空间超前支护加固工艺

说明书

技术领域

本发明属于建筑领域，涉及一种超前支护加固工艺，尤其涉及一种砂层空间超前支护加固工艺。 

背景技术

超前支护就是在煤矿巷道等地下工程开挖之前，根据围岩条件、施工方法、进度要求、机械配套和工程所处的环境等情况，优先选择较简单的方法或同时采用几种综合辅助施工方法来加固地层，确保围岩不冒顶、不片帮，保证巷道掘进过程中工作面稳定。常用的辅助方法有喷射混凝土封闭开挖掌子面、超前锚杆或超前小导管支护、超前小导管周边注浆加固地层、长管棚超前支护加固地层、水平旋喷桩超前支护等措施。 

然而针对不同的地质条件，由于其砂层的孔隙率、粒度成分、含水率等物理力学性质的不同，其超前支护的方法也不尽相同。如何对砂层地带巷道进行超前支护是此类工程安全生产和成功建设的关键。 

发明内容

为了解决背景技术中存在的上述技术问题，本发明提供了一种支护加固效果好以及便于操作的砂层空间超前支护加固工艺。 

本发明的技术解决方案是：本发明提供了一种砂层空间超前支护加固工艺，其特殊之处在于：所述砂层空间超前支护加固工艺包括以下步骤： 

1）确定全断面砂层巷道需要加固的加固区域； 

2）根据加固区域的砂体力学特性将已确定的加固区域进行分区； 

3）在步骤2）所得到的分区上进行支护加固。 

上述步骤2）中将已确定的加固区域进行分区后得到的区域包括沿平硐设计外轮廓线布设的周边眼区域、沿外轮廓线内收的具有一定环向间距的前置眼区域以及沿拱部内具有一定间隔的大角度眼区域。 

上述步骤3）中对周边眼区域进行支护加固的具体实现方式是：沿全断面砂 层巷道的外轮廓线进行支护加固，包括设置在巷道的拱部的至少20个拱部加固孔，在巷道的侧帮的至少8个侧帮加固孔；所述相邻两个拱部加固孔之间的环向间距是不大于300mm；所述拱部加固孔内设置有加固导管；所述加固导管的长度不低于4m；所述加固导管的外插角是10°±2°。 

上述加固导管在巷道的拱顶中心线两侧采用钢管，除拱顶中心线两侧外的所有加固导管采用PVC管。 

上述步骤3）中对前置眼区域进行支护加固的具体实现方式是：沿全断面砂层巷道的外轮廓线进行内收布设至少11个二圈眼加固孔以及在砂层巷道全断面的工作面布设至少11个大肚子眼加固孔；所述二圈眼加固孔以及大肚子眼加固孔内均设置有小加固导管；所述小加固导管的长度不低于4m，倾角不大于5°。 

上述沿全断面砂层巷道的外轮廓线进行内收时的内收距离是不大于450mm；所述二圈眼加固孔的环向间距不大于600mm；所述相邻两个大肚子眼加固孔之间的间隔不大于700mm。 

上述步骤3）中对大角度眼区域进行支护加固的具体实现方式是：沿拱部120°扇区内内具有一定间隔布设至少13个大角度眼加固孔。 

上述相邻两个大角度眼加固孔的间隔不大于300mm，所述大角度眼加固孔内设置有大角度眼加固导管；所述大角度眼加固导管的长度不低于4m，所述大角度眼加固导管的外插角是25°～30°；所述大角度眼加固导管是的钢管。 

上述步骤3）所提及的支护加固中还包括向加固导管、小加固导管以及大角度眼加固导管中灌注用于加固地层或防渗堵漏的浆液的步骤。 

本发明的优点是： 

本发明提供了一种砂层空间超前支护加固工艺，该超前支护加固工艺将全断面砂层巷道的注浆加固区分为三个区域。通过大角度注浆（三区）加固顶板砂体，改善顶部砂体力学参数；通过周边平角度注浆（一区）形成帷幕式超前封闭管棚，防止顶板破坏和漏砂；通过工作面全断面注浆（二区）及工作面开挖留“大肚子”，加固和改善工作面力学特性，防止接近循环交替位置时工作面及顶板发生前置破坏。该方案的提出，完善和发展了巷（隧）道或地下硐室在复杂地质条件下超前预支护体系，符合穿越砂层时的地层条件下巷道工程中的应 用，该支护理论体系以及与之相应复合化学注浆加固技术的正确性和技术经济可行性，为以后同类复杂地质条件下的巷道或地下硐室的施工提拱了工程参考，具有重要理论及工程应用价值。 

附图说明

图1是本发明所采用的周边眼加固的结构示意图； 

图2是在加固前工作面破坏程度示意图； 

图3是本发明所采用的前置眼加固结构示意图； 

图4是本发明所采用的大角度眼加固结构示意图。 

具体实施方式

本发明提供了一种砂层空间超前支护加固工艺，该砂层空间超前支护加固工艺包括以下步骤：