[发明专利]一种高应力巷道组合圈体梁支护结构及其施工方法

说明书

本发明公开了一种高应力巷道组合圈体梁支护结构及其施工方法，属于巷道施工支护技术领域，该支护结构包括巷道和支护圈体，巷道的四周构建有均质同性的支护圈体，采用不同层次的抗拔锚杆、注浆锚杆相对均匀地置入围岩中，在每层次锚杆压盘下压有相对均匀的以钢丝绳主绳为筋骨的钢丝绳网、通过高度密贴岩面的多层次强韧混凝土喷浆层结构，施以稳压、留压注浆将离散、散碎的围岩均匀胶结，实现整体力学性能相对均匀且大幅提高的支护圈体；避免了支护的短板效应，提升了围岩的整体承载能力，加大了围岩单位岩体内的锚杆组合量，改变了单一依靠岩石自身的强度，提升了支护圈体的强度，加上注浆对围岩体的胶结，改善了围岩的力学性能。

技术领域

本发明涉及巷道施工支护技术领域，具体是涉及一种高应力巷道组合圈体梁支护结构及其施工方法。

背景技术

随着煤矿开采范围的扩展，开采深度不断增加，开采条件越来越困难，尤其是大埋深、复杂构造和采动应力下软弱岩煤体自身膨胀给巷道支护带来的叠加压力，一直是困扰煤矿巷道支护的难题。因为这些压力有时间快慢的差异、力的大小和方向差异，因此是不等时、不均匀的叠加压力组合。巷道支护在这种不均匀的叠加压力作用下，会遭到反复破坏。巷道受到来自岩体的水平应力和垂直应力的共同作用，经常发生底板和两帮严重鼓起，甚至会导致巷道整体垮冒，严重影响煤矿的安全生产。

对于处于复杂高应力区域的巷道，具有支护难以稳定的客观因素，无论是开拓还是修复巷道支护均采用锚网索喷支护，支护方式从主观上对于复杂高应力软岩巷道没有针对性。因此，需要提供一种高应力巷道组合圈体梁支护结构及其施工方法，使巷道支护不再仅仅依靠锚杆(锚索)的强度，而是依靠不同层次的锚杆群及充分胶结固化的整个围岩支护圈体，来共同抵御各种复杂的叠加应力，以抵御深部矿井的复杂应力，保证巷道的长期稳定。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明实施例的目的在于提供一种高应力巷道组合圈体梁支护结构及其施工方法，以解决上述背景技术中的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种高应力巷道组合圈体梁支护结构，包括巷道和支护圈体，巷道的四周构建有均质同性的支护圈体，支护圈体包括注浆锚杆、抗拔锚杆、U型钢支架、钢丝绳网以及混凝土喷浆层；

巷道内表面上通过喷浆形成第一层混凝土喷浆层，混凝土喷浆层上打有辐射状均置的注浆锚杆，注浆锚杆包括长注浆锚杆和短注浆锚杆；

短注浆锚杆注入硅酸盐水泥-水玻璃材料后，在巷道的浅部松散破坏区围岩形成的内部注浆的加固防水圈，加固防水圈凝固后形成第二支护圈层；

长注浆锚杆注入高压混凝土浆液后，在巷道的深部不完全破坏区围岩形成的外部注浆加固圈，外部注浆加固圈凝固后形成第三支护圈层；

巷道内在第一层混凝土喷浆层内表面打设有辐射状均置的抗拔锚杆，抗拔锚杆连接有锚杆压盘，锚杆压盘下压有钢丝绳网，并通过高密度贴岩面的多层次强韧混凝土喷浆层结构喷浆均匀胶结，形成第四支护圈层；

U型钢支架设置在第四支护圈层表面，U型钢支架形成第五层支护圈层，多支护圈层共同构成支护体系的支护圈体结构，形成对巷道的内部承载支护结构。

作为本发明进一步的方案，所述巷道由上部的半圆形部分和半圆形部分下部两边连为一体的矩形侧壁组成。

作为本发明进一步的方案，所述抗拔锚杆打设在长注浆锚杆和短注浆锚杆之间的围岩内。

作为本发明进一步的方案，多根注浆锚杆和多根抗拔锚杆呈辐射状并交替相间分布于巷道四周的围岩中，注浆锚杆与抗拔锚杆均按梅花形排列，且注浆锚杆与抗拔锚杆间隔布置。

作为本发明进一步的方案，所述钢丝绳网为以钢丝绳主绳为筋骨制作而成，钢丝绳网相对均匀的设置在抗拔锚杆的锚杆压盘下，施以注浆后均匀胶结。