[发明专利]相邻出矿巷道夹板式支护结构及其施工工艺

说明书

相邻出矿巷道夹板式支护结构及其施工工艺，涉及自然崩落法矿山支护技术领域。本发明包括锚杆孔、砂浆锚杆、水平锚索、顶部锚索、混凝土防护层以及托板，锚杆孔设置在出矿巷道顶部的围岩内，砂浆锚杆插入锚杆孔内，砂浆锚杆与锚杆孔的间隙内填充砂浆；混凝土防护层结构是在出矿巷道内壁上的混凝土涂层；托板为钢板，紧贴固定在混凝土防护结构上，相邻两个出矿巷道中间的围岩内平行设置有数个锚索孔，每个锚索孔内均设置有水平锚索，水平锚索与锚索孔之间填充砂浆，水平锚索两端与围岩两侧的托板固定连接；出矿巷道顶部还设置有顶部锚索。本发明有效加强出矿巷道的稳定性，降低出矿巷道生产中的维护成本。

技术领域

本发明涉及自然崩落法矿山支护技术领域，尤其是一种用于自然崩落法中构造复杂破碎的相邻出矿巷道的夹板支护结构。

背景技术

自然崩落采矿方法，需要在矿井内布置密集平行的出矿巷道，出矿巷道内布置间柱，用于支撑出矿巷道，但是在开挖过程中，布置密集的出矿进路、聚矿槽、通风硐室以及卸矿硐室等工程，导致间柱围岩不断受到破坏而缩小，在受到拉底爆破、放矿冲击或拱脚变化等采矿诱导形成的动载荷作用，出矿巷道围岩稳定性变差，支护体系将失去作用，特别是在多断层复杂构造附近出矿巷道变形破坏严重，返修安全隐患大、费用高。一旦支护不当，断层复杂构造地段巷道最先垮塌，甚至出现“多米诺骨牌”连锁效应，造成其上部大量矿石无法开采而损失。这类严重破碎出矿巷道的修复支护问题，一直困扰着技术人员，到目前还未形成一种有效的支护技术。

发明内容

本发明所要解决的就是现有自然崩落采矿法中，受开挖影响，间柱围岩不断缩小，稳定性变差，失去支护作用的问题，提供一种相邻出矿巷道夹板支护结构。

本发明的相邻出矿巷道夹板支护结构，其特征在于该支护结构包括锚杆孔、砂浆锚杆、水平锚索、顶部锚索、混凝土防护层以及托板，锚杆孔设置在出矿巷道顶部的围岩内，砂浆锚杆插入锚杆孔内，砂浆锚杆与锚杆孔的间隙内填充砂浆；混凝土防护层结构是在出矿巷道内壁上喷射一层厚度为75mm、强度等级为C25的混凝土涂层；托板为钢板，紧贴固定在混凝土防护结构上，相邻两个出矿巷道中间的围岩内平行设置有数个锚索孔，每个锚索孔内均设置有一根30米长的水平锚索，水平锚索与锚索孔之间填充砂浆，水平锚索两端与围岩两侧的托板固定连接；出矿巷道顶部还设置有8米长的顶部锚索。

所述的间柱凸出部分外部用金属锚网包裹，金属锚网与托板之间的锚索端头连接，提高牢固性。

所述的水平锚索至少为一根，围岩内设置两根或两根以上锚索时，相邻两根锚索的间距为2m。

所述的水平锚索或顶部锚索穿过钢板后，用千斤顶进行张拉，达到设计预应力的30%后,卸下张拉千斤顶,切除锚索外露部分。

所述的支护结构其施工工艺步骤如下：

1）锚杆支护施工：

锚杆孔施工，锚杆孔方向与巷道轮廓线的角度或与围岩层理面、节理面、裂隙面的夹角≥75º，允许偏差为±150mm，孔深允许偏差为±50mm，锚杆孔孔径大于锚杆杆体直径15mm；

锚杆孔施工完成后，先清孔，之后灌注砂浆，砂浆按灰砂比为2:1的水泥浆制备，采用细砂，使用前过筛，筛孔尺寸为0.15-2.36mm，灌浆完成后插入锚杆，锚杆采用Φ22mm的二级螺纹钢，锚杆杆体调直、除锈和除油后插入锚杆孔内，直至底部，锚杆外露长度为≤100mm；

在间柱凸出部分包裹金属锚网，金属锚网与锚杆同时进行挂网作业，金属锚网采用φ6mm的钢筋制作，网度为150mm×150mm，每片1m×2m；金属锚网通过螺帽与锚杆端部连接，使锚杆与金属锚网联成整体，金属锚网帮扎时，确保搭接长度不小于35d；

2）顶部锚索支护施工：

（1）钻孔：施工孔径Φ70mm，打孔深度严格按照锚索设计长度8m进行钻孔施工；

（2）顶部锚索安装：