[发明专利]一种软岩巷道底臌控制技术

说明书

技术领域

本发明涉及软岩巷道支护领域，尤其涉及一种软岩巷道底臌控制技术。

背景技术

软岩巷道的变形是软岩矿区影响煤矿安全生产的主要危害之一，底臌往往占到软岩巷道变形总量的四分之三以上。底臌变形导致软岩巷道断面缩小，严重时造成巷道闭合，影响巷道正常使用，给矿井安全生产带来隐患。

软岩巷道的底臌往往是围岩挤压流动、岩石膨胀、剪切错动、挤压挠曲几种机理复合作用形成的。现阶段治理底臌的方案主要有借助底板锚索、底板锚杆、底板注浆、底角锚杆等各种形式的高强支护。许多方法往往施工工序复杂而且效果较差，单一的锚杆、注浆往往无法控制软岩巷道的底臌，还会给巷道返修过程带来不必要的麻烦。

如专利201210472254.4公布了一种简单的锚注工艺，这种方法在在巷道底板有积水或巷道顶板淋水的软岩巷道的底臌治理中效果不佳。专利200910030300.3公布了一种底角锚注防治底臌的方法，该方法只加固了底角，却忽视了对底板围岩的加固，在实际工程应用中收效甚微。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种软岩巷道底臌控制技术，能够有效控制软岩巷道的底臌，避免巷道因底臌现象的出现而不断的返修，保证软岩矿区煤矿的安全、高效生产。

为实现以上目的本发明采用如下的技术方案，具体包括如下步骤：

第一：软岩巷道按照设计尺寸开挖后，底板处于敞开不支护状态，待巷道围岩变形速度趋于稳定后，每10米为一个单位，对巷道底板进行全断面开挖，开挖深度较巷道原设计尺寸深300mm，巷道断面宽度4.5-5m。此过程应注意围岩压力的释放，促使底板围岩裂隙充分发育，保证注浆时浆液的有效扩散；

第二：在开挖好的巷道底板，开挖一个弧形沟槽，沟槽在巷道中心处距起底后的地坪深1000mm，向巷道两帮递减至400mm，沟槽宽600mm，沟槽中心线与中心线之间间距2000-3000mm；

第三：弧形沟槽按设计挖设后，在弧形沟槽内打设三根注浆锚索，通过注浆锚索向底板注浆。注浆浆液选用42.5MPa普通硅酸盐水泥配制的水泥浆，水灰比0.6：1，注浆过程中，添加适量水玻璃控制跑浆量。选取Φ22mm×6000mm的中空注浆锚索，改善巷道底板深部围岩的受力状态，提高巷道底板的整体稳定性；

第四：通过注浆锚索对底板深部围岩注浆后，将加工好的弧形筋和箍筋在现场绑扎，弧形筋间距150mm，每层并排4根，下层弧形筋距离巷道底板围岩的垂直距离不小于100mm，绑扎过程中保证注浆锚索的外露部分从钢筋孔隙穿过。向弧形沟槽内浇灌C60混凝土，边振捣边浇灌，混凝土将钢筋完全包裹，并在钢筋外围形成不小于50mm厚的保护层，后对注浆锚索外露部分加锚索托盘后加压，预紧力不小于120KN。钢筋混凝土结合成为钢筋混凝土承压拱，借助注浆锚索施加的预应力，有效的承载两帮传递的支承压力，改善底板围岩的受力状态；

第五：注浆锚索加压完成后，对弧形沟槽及底板浇灌C40混凝土至原设计尺寸，重量配合比为水泥：砂子：石子=1:1.62:2.54，地面混合均匀，井下现场加水搅拌，水灰比为0.37，添加混凝土总质量1～2%的防水剂。

本发明具有以下有益效果：

（1）底板深部围岩采用注浆锚索，有效的封闭了裂隙，改善了底板围岩受力状态，提高了底板围岩的承载力与稳定性；

（2）底板钢筋与混凝土形成反底拱圈梁，借助于注浆锚索施加的预应力，形成有效的承压拱，改善了围岩的受力，提高了底板围岩的稳定性；

（3）底板混凝土的浇筑，有效的隔绝了巷道淋水、底板积水等对底板的侵蚀、破坏。

附图说明

图1为巷道注浆锚索、反底拱圈梁、底板混凝土断面布置图；

图2为底臌控制方案的俯视图；

图3为反底拱圈梁弧形筋与箍筋的位置关系图；

图中，1-巷道两帮、2-地坪、3-箍筋、5-注浆锚索、6-锚索托盘、7-底板、8-混凝土、9-弧形筋。

具体实施方式

本发明采用一种注浆封闭底板围岩裂隙、反底拱圈梁改善底板围岩受力状态，提高围岩自身承载力的底臌综合控制方法，为实现对软岩巷道底臌的有效控制。具体实施步骤如下：

第一：软岩巷道按照设计尺寸开挖后，底板处于敞开不支护状态，待巷道围岩变形速度趋于稳定后，每10m为一个单位，对巷道底板进行全断面开挖，开挖深度比地坪2深300mm，巷道断面宽度4.5-5m。此过程应注意围岩压力的释放，促使底板围岩裂隙充分发育，保证注浆时浆液的有效扩散；