[发明专利]一种断层破碎区巷道三维立体注浆支护方法

权利要求书

1.一种断层破碎区巷道三维注浆支护方法，其特征在于，具体步骤如下：

步骤一:当巷道掘进至断层破碎带前，对掘进头进行喷浆封闭迎头围岩，喷浆后通过注浆锚杆进行浅部注浆，注浆加固形成止浆墙后再进行超前注浆，防止漏浆；

步骤二：止浆墙形成后，通过地质钻机沿止浆墙轮廓线在距离拱顶300mm的位置均匀布置多个超前注浆注浆孔，成孔后在注浆孔内布置超前注浆花管，在注浆花管和孔口套管之间采用水泥封孔后进行超前注浆；

步骤三：超前注浆支护结束，待浆液固结后可继续开挖巷道，巷道开挖后立即采用U型钢支架对巷道进行架棚支护，限制围岩变形以及防止巷道垮塌；

步骤四：U型钢支架架设后，利用锚杆钻机先打顶板和两帮注浆锚杆钻孔，成孔后进行顶板和两帮注浆锚杆的安装。顶板和两帮注浆锚杆安装完成后，利用锚杆钻机打底板注浆锚杆钻孔，成孔后安装底板注浆锚杆，完成巷道围岩浅部全断面注浆锚杆的安装；

步骤五：在注浆锚杆安装完成后，利用锚索钻机打顶板以及帮部注浆锚索钻孔，成孔后安装顶板和帮部注浆锚索，完成巷道围岩深部注浆锚索的安装；

步骤六：当注浆锚杆以及注浆锚索安装结束后，向巷道围岩喷射混凝土形成喷浆层，避免锚注时漏浆并且可以防止巷道围岩风化潮解；

步骤七：喷浆结束后，先进行注浆锚杆注浆，依次对巷道底板、两帮及顶板注浆锚杆注浆，在巷道围岩浅部形成浅部注浆加固圈；

步骤八：注浆锚杆结束后，接着对巷道帮部注浆锚索以及顶板注浆锚索依次进行注浆，形成巷道围岩深部注浆加固圈；

步骤九：待注浆完成后，用混凝土回填底板至设计断面，形成巷道底板上的平整混凝土回填层。

2.根据权利要求1所述的一种断层破碎区巷道三维注浆支护方法，其特征在于，所述步骤一中，止浆墙注浆选用螺纹钢中空注浆锚杆，锚杆规格为沿止浆墙的轮廓线均匀布置，且由外向内布置多圈，相邻锚杆间距约1600mm。

3.根据权利要求1所述的一种断层破碎区巷道三维注浆支护方法，其特征在于，所述步骤二中，超前注浆管的间距根据浆液的扩散半径来确定，具体的公式如下：

其中：r₁为浆液扩散半径；K为地层渗透系数；h₁为注浆压力水头；t为注浆时间；n为孔隙度；β为浆液粘度与水的粘度比；r₀为注浆管半径。

4.根据权利要求1所述的一种断层破碎区巷道三维注浆支护方法，其特征在于，所述步骤二中，超前注浆注浆孔采用直径94mm的钻头施工，相邻注浆孔间距为1500mm，仰角为10°，向迎头上方施工，外插角25°，相邻注浆孔的终端间距为5700mm；超前注浆所下注浆管规格为直径73mm的花管，花管长度为10m，每根注浆管端头车有螺纹，用于连接注浆管，沿管壁垂直钻设多排直径8mm的溢浆孔，梅花形布置，固管长度2m；超前注浆采用BW系列井下高压卧式注浆泵，具有压力高，流量大等优点，最高注浆压力可达到10MPa。超前注浆注浆压力取为5.0～7.0MPa。

5.根据权利要求1所述的一种断层破碎区巷道三维注浆支护方法，其特征在于，所述步骤三中，U型钢采用U36型钢支架，棚距中对中600mm，搭接长度500mm，钢背板规格800×1200×80mm。

6.根据权利要求1所述的一种断层破碎区巷道三维注浆支护方法，其特征在于，所述步骤四中，顶帮注浆锚杆选用螺纹钢中空注浆锚杆，规格为破断力≥15t，杆体上顺序钻有注浆孔，杆尾砸扁，封孔采用快硬水泥药卷；帮部底端的注浆管向下倾斜布置，与水平方向呈30°夹角；底板注浆锚杆选用螺纹钢中空注浆锚杆，规格为每排3根，两边注浆锚杆斜打，与竖直方向成15°角。

7.根据权利要求1所述的一种断层破碎区巷道三维注浆支护方法，其特征在于，所述步骤五中，高强注浆锚索由8根预应力钢丝组成，中间最小直径为31.5mm，骨架处直径为35mm。锚索全长布置5个骨架，中空钢管直径为13mm，强度级别为1570MPa，伸长率≥3.5％；顶板注浆锚索规格帮部注浆锚索规格由螺旋肋钢绞线组成，锚索体中心有注浆孔，锚索尾部设类似鸟巢的锚固段。