[发明专利]一种厚层复合顶板煤巷的协同锚固复式结构的建造方法

说明书

本发明涉及一种厚层复合顶板煤巷的协同锚固复式结构的建造方法，属于煤矿开采技术领域，解决了现有厚层复合顶板煤巷控制难度大、成本高的问题。建造方法包括如下步骤：步骤一：采用地质雷达探明煤巷厚层复合顶板松动圈范围，确定多级锚固结构区域范围和锚杆长度；步骤二：在新掘断面的顶板浅部围岩钻装锚杆，形成浅层锚固结构；步骤三：钻装中长锚索，形成浅层‑中深层锚固结构；步骤四：钻装长锚索，形成浅层‑中深层‑深层协同锚固复式结构。本发明实现了对厚层复合顶板围岩稳定性的有效控制，促进煤矿安全、经济、高效生产。

技术领域

本发明涉及煤矿开采技术领域，尤其涉及一种厚层复合顶板煤巷的协同锚固复式结构的建造方法。

背景技术

我国许多矿区煤层开采经常遇到层状复合顶板，由于其节理发育、层间黏结力小，巷道开挖后容易发生离层、变形和破坏。尤其是厚层复合顶板更表现出岩层强度低、层间容易离层、整体稳定性差等特征，且松软岩层累计厚度较大，仅靠常规的锚杆、锚索锚固方式不能满足顶板控制的要求，若控制不当往往会发生冒顶事故。据统计，此类顶板事故发生比例占煤矿事故总数的主体，人员伤亡情况也不容小视。因此，厚层复合顶板煤巷围岩稳定性控制是国内外亟待解决的技术难题之一。

目前，煤矿巷道常规的控制方式有锚杆－锚索锚固、锚杆－锚索－架棚锚护、架棚支护以及喷浆、注浆等，这些方式在不同条件下均发挥了各自应有的作用。但对于厚层复合顶板煤巷来说，对如何将浅部、中深部和深部岩层锚固为一个整体的研究和利用还存在不足，从而降低了锚固效能，不能实现厚层复合顶板煤巷或其它松软破碎巷道围岩的稳定性控制。

因此，如何实现通过对锚杆(索)锚固变量及锚固结构力学性能的协同设计，在厚层复合顶板中形成具有一定厚度、强度和刚度的协同锚固复式结构，从而实现对该类复杂松软岩性顶板围岩的有效控制，减少顶板事故发生，对实现巷道围岩稳定性控制以及安全生产具有重要意义。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种厚层复合顶板煤巷的协同锚固复式结构的建造方法，用以解决现有厚层复合顶板煤巷控制难度大、成本高的问题。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

一种厚层复合顶板煤巷的协同锚固复式结构的建造方法，包括如下步骤：

步骤一：采用地质雷达探明煤巷厚层复合顶板松动圈范围，确定多级锚固结构区域范围和锚杆长度；

步骤二：在新掘断面的顶板浅部围岩钻装锚杆，形成浅层锚固结构；

步骤三：钻装中长锚索，形成浅层-中深层锚固结构；

步骤四：钻装长锚索，形成浅层-中深层-深层协同锚固复式结构。

进一步地，步骤三中，当浅层锚固结构岩体的变形速率从快速转向平缓时，采用中长锚索将浅层锚固结构岩体与顶板中深部岩层进行协同锚固，形成浅层-中深层锚固结构；

步骤四中，当浅层-中深层锚固结构岩体的变形速率趋向平缓时，钻装长锚索，将浅层-中深层锚固结构岩体与顶板深部岩层协同锚固，形成浅层-中深层-深层协同锚固复式结构。

进一步地，步骤一中，地质雷达探测前先选定厚层复合顶板煤巷的探测位置，并布置探测线；根据巷道围岩完整性，在每条巷道布置3个测站，每个测站沿巷道走向设定右帮、顶板、左帮、底板4条走向探测线。

进一步地，步骤二中，同排锚杆眼钻孔时，先按锚杆间距钻打靠近顶板轴中线左右位置的两个锚杆眼，然后依次铺设钢筋网、架设锚杆用钢带，完成锚杆的安装。

进一步地，采用钢带对锚杆、中长锚索和长锚索进行连锁；其中，对锚杆进行横向连续连锁，对中长锚索进行纵向间断连锁，对长锚索进行纵向连续连锁，形成网格状承载结构。