[发明专利]一种预空软岩巷道支护结构及施工方法

说明书

本发明属于巷道支护技术领域，尤其为一种预空软岩巷道支护结构及施工方法，包括巷道和支护结构，所述巷道包括有预空层和预设层，所述预设层为巷道设计的断面规格，所述预空层为在预设层的基础上进行合理扩大的断面规格，所述支护结构包括有临时支护结构和永久支护结构，所述临时支护结构包括有临时支护车，所述永久支护结构为三喷层、二次锚杆和二次钢丝绳构建成的强韧封层，所述巷道底角开设有泄压槽，所述泄压槽内浇筑有混凝土，通过上述方式，对巷道内预空的区域进行临时支护，随着应力的释放，临时支护结构跟随巷道的变形而变化，直至达到预先设计的巷道断面规格后进行永久支护，提高了预空支护的强度和护表能力，同时便于使用。

技术领域

本发明属于巷道支护技术领域，具体涉及一种预空软岩巷道支护结构及施工方法。

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，常规的支护技术难以保证巷道的稳定。巷道支护不稳定，影响矿井建设期间的安全生产，也会给以后的正常使用带来安全隐患。因此，现有一般使用预空技术。

预空技术是指在新掘或修复硐室及巷道时，根据巷道设计断面规格，合理扩大断面开挖范围，提前留出围岩扩展变形的空间称为预空技术，其力学原理是针对深部矿井复杂高应力状态下，既给高应力留有释放空间，同时这个空间又不能大于各支护单元有效工作阻力控制范围，为后期各支护单元的容错提供相对空间和时间。因为在围岩初步形成二次应力场平衡状态期间，必然会发生大量的收敛变形，如提前预留一定空间，使围岩压力在实施支护措施之前就得以释放，就可为下道工序提供坚实的处理基础。

现有的预空（去掉）支护结构在掘巷后没有进行锚网喷，而是直接打锚杆钻孔进行锚杆支护，没有形成一个锚索挤压加固拱，这样会导致支护强度较弱及护表能力较弱，巷道两帮及顶板载荷不能均匀作用在支架上以至于出现应力集中的现象，从而不能有效控制巷道开挖初期围岩破碎的快速来压变形和顶板垮落，最后加快巷道的破坏而达不到理想的效果；如果没有采用U型钢进行加固支护，这样（删掉）会导致巷道维持时间不长从而增加巷道维护费用，产生不必要的经济开支。

因此，需要提供一种预空软岩巷道支护结构及其施工方法，旨在解决上述问题。

发明内容

但是现有的预空支护是直接打锚杆钻孔进行锚杆支护，支护强度较弱及护表能力较弱，本发明提供了一种预空软岩巷道支护结构及施工方法，对巷道内预空的区域进行临时支护，随着应力的释放，临时支护结构跟随巷道的变形而变化，直至达到预先设计的巷道断面规格后进行永久支护，提高了预空支护的强度和护表能力，同时便于使用。

本发明提供如下技术方案：

一种预空软岩巷道支护结构，包括巷道和支护结构，所述巷道包括有预空层和预设层，所述预设层为巷道设计的断面规格，所述预空层为在预设层的基础上进行合理扩大的断面规格，所述支护结构包括有临时支护结构和永久支护结构，所述临时支护结构包括有临时支护车，所述永久支护结构为三喷层、二次锚杆和二次钢丝绳构建成的强韧封层，所述巷道底角开设有泄压槽，所述泄压槽内浇筑有混凝土。

其中，所述巷道在预空层位置的内壁呈阶梯式变化至预设层位置的内壁。

其中，所述永久支护结构中的三喷层包括有第一喷层、第二喷层和第三喷层，所述第一喷层为支护保护层且平均厚度为80mm，所述第二喷层平均厚度为80mm，所述第三喷层平均厚度厚度为60mm，所述三喷层采用425号喷浆水泥，所述二次锚杆为高强左旋无纵筋螺纹钢锚杆，所述二次锚杆的规格为22mm*2400mm。

一种预空软岩巷道支护结构中的永久支护结构的施工方法，包括如下步骤：

步骤一、第一喷层施工：在预空层变形至预设层时，对预设层内壁进行第一次喷浆；