[发明专利]一种高水平应力作用巷道顶板变形控制方法

权利要求书

1.一种高水平应力作用巷道顶板变形控制方法，其特征在于：包括以下步骤，

（1）巷道断面设计时，在预留巷道变形量的基础上，综合考虑通风、运输、行人、设备安装及生产安全间隙的需要，确定合理的巷道宽度和高度；

（2）掘进巷道前，紧跟掘进头A，在巷道两帮的上部向巷道顶板的两侧钻进一组倾斜向上的超前卸压钻孔，卸载巷道顶板两侧的高水平应力，将高水平应力转移至巷道顶板深部，并为巷道肩角围岩提供变形补偿空间，下一个卸压循环掘进时，给掘进头预留超前卸压距离c米，并在此掘进一组超前卸压钻孔；掘进头A和掘进头B之间的距离为b米；超前卸压钻孔的布置参数：在巷道两帮的上部每组布置三个超前卸压钻孔，左右两侧共布置六个超前卸压钻孔，超前卸压钻孔的直径为r米，相邻两个超前卸压钻孔沿巷道走向的间距为a米，在水平面上每组的三个超前卸压钻孔分别与巷道两帮夹角分别为α、β、γ，超前卸压钻孔的最内端与掘进头A的距离为b+c米，超前卸压钻孔的最内端与掘进头B的距离为c米；在垂直剖面面上，每组的三个超前卸压钻孔与巷道顶板的夹角分别为δ、ε、θ；

（3）巷道掘出后，紧跟掘进头，及时对“巷道顶板、巷道两帮、肩角围岩”实施高强高预紧力协同支护控制，提高围岩的整体抗变形能力，并进一步改善巷道顶板的受力环境；

（4）待超前卸压钻孔出现较大径缩和变形破坏后，滞后掘进头一定距离，沿着巷道长度方向，在巷道顶板、巷道两帮的注浆锚索之间打设朝向肩角围岩倾斜的注浆孔，并对注浆孔进行注浆，通过注浆强化肩角围岩承载能力，将巷道顶板荷载传递至巷道两帮深部，有效减小巷道顶板变形。

2.根据权利要求1所述的一种高水平应力作用巷道顶板变形控制方法，其特征在于：步骤（3）施工过程具体为，对巷道顶板，采用高强锚杆、高强锚索配合金属网和钢带进行支护，高强锚杆和高强锚索间隔布置，即在每两排高强锚杆之间打设一排高强锚索；对巷道两帮，采用高强锚杆配合金属网和钢带进行支护；对于肩角围岩，在前述铺设金属网和钢带的基础上，在巷道顶板左右两侧和巷道两帮上部分别采用向肩角围岩倾斜的注浆锚索进行支护，注浆锚索的末端采用树脂锚固剂锚固，锚固完成后对注浆锚索进行张拉预紧，之后通过注浆锚索钻孔对肩角围岩进行注浆加固。

3.根据权利要求2所述的一种高水平应力作用巷道顶板变形控制方法，其特征在于：巷道顶板及巷道两帮采用的高强锚杆屈服强度达到500MPa以上，预紧扭矩达到500N.m以上，高强锚杆的长度达到2500mm以上，高强锚杆的锚固长度达到1200mm以上；采用的高强锚索的规格为1×19结构的直径22mm以上的钢绞线，钢绞线拉断力达到500kN以上，钢绞线长度达到7000mm以上，钢绞线锚固长度达到2000mm以上，钢绞线安装时的张拉力达到200kN以上。

4.根据权利要求3所述的一种高水平应力作用巷道顶板变形控制方法，其特征在于：打设注浆孔之前，需要采用超声波探测仪或钻孔窥视仪测试巷道肩角松动圈的裂隙发育状态及范围，据此确定打设注浆孔的位置、深度及角度；注浆材料、注浆压力、注浆孔的间排距注浆参数则需要根据注浆试验进行确定。

5.根据权利要求1所述的一种高水平应力作用巷道顶板变形控制方法，其特征在于：超前卸压钻孔的孔径、位置、角度、长度、间距参数应根据巷道围岩应力条件、围岩结构及岩体力学性质因素选取。