[发明专利]一种新型注浆锚索支护方法及注浆锚索

说明书

本发明公开了一种新型注浆锚索支护方法及注浆锚索，包括对巷道施作预应力锚杆并挂钢筋网，然后对内部整体一次喷浆；步骤二，利用锚杆钻机对巷道钻孔和注浆锚杆的安装；步骤三，确定锚孔的具体位置，同时安装锚索注浆设备；步骤四，对锚杆和锚索注浆得到能够形成秤砣形结构的锭式锚块；步骤五，注浆后，对巷道内部表面再次喷浆。其中注浆锚索包括外露段、自由段和锚固段，且注浆段上设有不同开启压力的阀门。有益效果：合理布置锚索的位置，减弱了围岩破坏的程度；多个非连续的锭式锚块和浅部壳式注浆层的互相协同配合，整体深度保护巷道围岩。特殊结构的锭式锚块，在受到地质变形而导致发生位移时，不会影响巷道整体的承受力。

技术领域

本发明涉及矿山领域，具体涉及一种新型注浆锚索支护方法及注浆锚索。

背景技术

长期以来，围岩大变形是各种形式地下工程在施工过程中遇到的最重要的地质灾害之一。随着地下工程开挖规模和深部开采的增加，地下工程发生围岩大变形的灾害事例屡见不鲜。处于高地应力或者深部环境中的地下巷道，在使用一段时间后，由于在开挖时其周围应力场已造成一次扰动，在工作面回采时加上支承压力的叠加作用，巷道极易发生更大变形。为了保证巷道的正常使用和工作安全，需要对地下巷道及其支护系统进行维护和翻修。因此，一直以来大变形巷道破碎区围岩稳定性控制与支护都是重难点。

对于该问题，在目前公开的文件中存在如下的方案，比如在《深部高应力工程软岩巷道连续“双壳”围岩控制机理研究》，中国优秀硕士学位论文全文数据库，王仲永，2016年5月，该论文提出“应力加固壳在空间上有一定壳体叠加，两者共同构成连续“双壳”支护结构”的理论。但是该方法在实际操作中存在如下的问题：

1.由于“双壳”支护时，是从巷道由内向外钻孔支护；该种支护方式，为了在外圈获得足够完整的壳体，在巷道的内壁需要钻孔的密度过大。往往要投入大量资金和人力，影响井下生产活动的效率和连续性。并且也存在钻孔和锚索过多，导致巷道内壁的支撑作用弱化的风险。

2.受限于不同地质的不同岩层组份，浅部注浆区和深部注浆区无法形成协同支护作用。深浅注浆层和注浆锚索无法形成有效的支护系统，力学结构，应力无法传导到围岩深处。

3.其中双壳支护方法，注浆锚索夹在两层注浆固结体之间，在强地应力作用下，易发生滑动和错位，减弱甚至丧失其支护功能。

发明内容

为了解决双壳支护中存在的深度注浆很难整体成型、深度注浆和浅部注浆不能协同作用且深度注浆容易发生滑动和错位的问题，本发明提供一种新型注浆锚索支护方法及注浆锚索。

为了实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：一种新型注浆锚索支护方法，包括巷道，其特征在于：包括如下步骤：

步骤一，先对巷道的内部整体一次喷浆固定至表面平整。

步骤二，利用锚杆钻机对巷道顶板和两帮在钻孔后，完成第一壳式注浆层注浆锚杆的安装；然后利用锚杆钻机对巷道底板钻孔后，完成第二壳式注浆层注浆锚杆的安装。

步骤三，根据巷道的实际情况，利用塌落拱理论确定巷道中注浆锚索钻孔之间的距离a；在锚固宽度W大于注浆锚索钻孔之间的距离a的条件下，利用锚固宽度W和实际经验中的倒锥形破坏角α，通过计算依次得到锚索钻机的工作参数：锚固深度h、锚固段长度L；锚索钻机根据参数先后在巷道顶板和帮部完成锭式注浆层注浆锚索的钻孔；再在巷道底板完成锭式注浆层注浆锚索的钻孔；在注浆锚索的钻孔中安装注浆锚索后，不仅要在注浆锚索和孔口套管之间采用水泥封孔，还对巷道围岩二次喷浆，形成二次喷浆层。

步骤四，在步骤三的基础上，顺序对巷道底板、两帮和顶板注浆，依次构成由第二壳式注浆层和第一壳式注浆层组成环形的浅部壳式注浆层；对步骤三的参数进行二次运算，得到能够形成秤砣形结构的锭式锚块的注浆参数，其包括：扩散半径R和注浆的时间t。

步骤五，待注浆结束后，对巷道表面再次喷浆并扩巷至设计断面。