[发明专利]一种煤矿大断面开切眼一次成巷方法

说明书

本发明属于煤矿地下工程中的大断面开切眼一次成巷的一种施工方法，该方法主要包括：大断面切眼围岩质量评价、一次成巷工程类比、围岩稳定机理分析方法、支护结构、施工工艺及设备、补强支护和现场监测。发明的特征在于：通过围岩质量评价、工程类比、围岩机理分析等前期工程环境研判的基础上设计大断面切眼的支护结构及相关参数，施工大断面切眼，在施工期间对大断面切眼的围岩变形和支护结构受力现场监测，再监测数据调整施工方案。本发明能从工时、材料和安全改变目前大断面开切眼施工存在的不足，以提高大断面开切眼施工效率和降低工程成本，以保证开切眼工程安全高效施工。

技术领域

本发明属于地下工程施工领域，采用施工工艺优化，提高大断面开切眼施工效率和降低工程成本的问题，以保证开切眼工程安全高效施工。

背景技术

煤矿的综采工作面开切眼的使用时间短、宽度大，其用于安装综采设备。开切眼施工通常采用分断面掘进成巷后二次扩巷,即初次成巷和二次扩巷，如专利(201510318210.X)公开了一种三软岩层切眼大断面施工及其支护方法，该方法采用切眼大断面二次扩刷施工；专利(201711174321.3)公开了一种大断面切眼施工及其支护方法，该方法采用初次小断面施工、拉底、不强支护、二次扩帮、拉底和辅助支护等步骤，并提供了支护方法和参数；专利 (201110355928.8)公开了一种大断面切眼分次成巷安全快速掘进方法，该方法采用大断面切眼分次扩刷施工；该工艺存在的缺陷：1)分断面成巷需要对二次扩巷巷帮进行支护，增加了工序，延长了工期；2)巷道顶板二次扩巷时挠动了巷道周围已形的应力分布，使开切眼顶板经受了二次应力的重新分布，顶板下沉、离层量大；3)二次扩巷施工工艺复杂，工期长，效率低。

大断面开切眼一次成巷开挖空间较大，但及时支护可避免围岩受到二次开挖扰动的破坏，有利于大断面开切眼稳定。一次成巷施工工艺简单，生产易于组织协调，能很好发挥人力效率，同时又减少了劳动工序，工人劳动强度大幅降低；缺点是巷道一次施工形成大跨度断面，如何保持巷道围岩稳定成为难点，需采用合理有效的实施方案以减少安全隐患。

发明内容

为改变大断面开切眼一次成巷存在的工程问题和现有技术措施和方法所存在的不足，本发明在于提供一种煤矿大断面开切眼一次成巷方法。通过对大断面开切眼工程条件的前期分析、施工工艺优化及现场观测，实现大断面开切眼工程安全高效施工。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种煤矿大断面开切眼一次成巷方法，包括大断面切眼围岩质量评价、一次成巷工程类比、围岩稳定机理分析方法、支护结构、施工工艺及设备、补强支护和现场监测；

大断面切眼围岩质量评价包括两个方面：(1)岩样力学测定，包括：单轴压缩强度和抗拉强度；(2)切眼的围岩煤岩地质力学参数评估，包括：BQ岩体质量评价和RQD岩体质量评价。

大断面切眼一次成巷的工程类比相似性包括：(1)地质条件的相似性；(2)工程围岩强度条件相似；(3)工程条件的相似性；(4)施工工艺相似。

大断面切眼围岩稳定机理分析包括：大断面切眼一次成巷作业方式对围岩控制的影响研究，大断面切眼交替掘进围岩变形规律、应力时空演化规律、以及巷道围岩损伤破坏机理，分析围岩控制效果。