[发明专利]一种适用于动压巷道的强顶固底两帮卸压支护结构及方法

说明书

本发明公开了一种适用于动压巷道的强顶固底两帮卸压支护结构，它解决了现有技术中动压巷道易受采掘扰动而破坏的问题，在保证原有支护结构不破坏的基础上，利用两帮卸压转移动压扰动，最终达到巷道持续稳定的有益效果，其方案如下：一种适用于动压巷道的强顶固底两帮卸压支护结构，以钢管混凝土支架与锚网喷复合支护为基础，辅以高强抗拉网与混凝土底拱等支护措施，分步应对动压。动压显现前加强巷道顶底板支护，在支架顶弧段与围岩之间铺设高强抗拉钢，并用穿背钢丝绳将支架顶部连成整体；在支架反底拱与围岩间铺设高强抗拉钢，并浇筑混凝土底拱。动压显现时开挖两帮卸压，保证顶底板稳定，巷道继续使用。

技术领域

本发明涉及地下工程支护领域，特别是涉及一种适用于动压巷道的强顶固底两帮卸压支护结构及方法。

背景技术

煤炭资源开采后采煤工作面将形成采空区，采空区顶板冒落，顶板上方将形成垮落带、断裂带和弯曲下沉带，采区原岩应力场的静压状态被打破，围岩进入应力重新分布，并经历多次重分布，在这个过程中采空区附近会形成了应力集中带，集中应力远大于原岩应力，并向附近巷道扩散，导致附近巷道围岩应力重分布。如果巷道支护力不足，无法适应动压导致的应力增量，则巷道会在短时间内产生剧烈变形破坏，如支护结构或巷道断面大变形。动压巷道围岩应力变化显著，时间短暂，导致巷道围岩压力显现很大，巷道变形严重，变形周期短，维护十分困难。现有支护手段多注重支护强度增加，对围岩卸压降低围岩应力方面考虑不周。

因此，需要对一种适用于动压巷道的强顶固底两帮卸压支护结构进行新的研究设计。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种适用于动压巷道的强顶固底两帮卸压支护结构，在动压显现前对巷道进行强顶固底处理，加强顶底板稳定；动压显现后挖除两帮岩体进行两帮卸压处理，以此来释放动压引起的围岩应力增量，并适当强化原有支护，保证原有支护结构不破坏。

一种适用于动压巷道的强顶固底两帮卸压支护结构的具体方案如下：

一种适用于动压巷道的强顶固底两帮卸压支护结构，包括：

高承载力支架，按一定间距成排布置于巷道内，相邻支架用拉杆连接，支架与围岩间预留喷浆层；

设于动压巷道顶部的强顶高强抗拉网和穿背钢丝绳，钢筋网设于支架外侧，钢丝绳缠绕在支架上；

设于动压巷道底部的固底高强抗拉网和混凝土底拱，钢筋网设于支架外侧，混凝土底拱包裹支架并固结钢筋网与支架反底拱；

混凝土喷层填补支架与围岩孔隙并固结高强抗拉钢与支架。

上述支护结构，通过强顶高强抗拉网和固底高强抗拉网对巷道顶部的加强，对底部进行支护稳定，强顶固底保证支护结构稳定，两帮外侧使用塑料网，以方便动压来临时两帮结构的拆除。

进一步地，为了提高顶部结构支护的稳定性，所述强顶高强抗拉网整体呈矩形形状布置，布置于支架纵向方向，且强顶高强抗拉网包括多组网片，相邻网片交错设置。

进一步地，所述强顶高强抗拉网整体呈矩形结构，环向布置于混凝土支架外侧，且强顶高强抗拉网包括多组网片，相邻网片交错设置，且相邻的两组网片之间通过绑扎带进行连接。

进一步地，每组网片包括多根纵筋一端为环形结构，另一端为弯钩结构，相邻网片中纵筋相互之间通过环形结构与弯钩结构连接，同组网片中纵筋通过横筋进行连接。纵筋直径不小于18mm，横筋直径不大于10mm

进一步地，所述固底高强抗拉网结构与所述强顶高强抗拉网的结构相同，都是高强抗拉钢筋网。

进一步地，为了实现整体支护，将所有的钢管混凝土支架纵向拉杆连接，同时使用穿背钢丝绳，将多个支架顶弧段进行串联连接；

进一步地，相邻两排所述支架之间设置多组穿背钢丝绳。