[发明专利]一种煤矿底鼓巷道控帮锁底长短锚索及复合注浆组合加固方法

说明书

本发明公开了一种煤矿底鼓巷道控帮锁底长短锚索及复合注浆组合加固方法，包括：两帮预注浆及预应力锚索控帮支护，底板复合注浆、锚索及地脚锚索组合锁底支护，同时两帮和底板喷射混凝土进行硬化；两帮锚索为长短预应力组合锚索，采用锚固剂锚固，地脚锚索为预应力注浆锚索，底板竖直锚索为预应力锚索，采用水泥基浆液锚固。相对于底板卸压孔的较差长期卸压效果及钢拱支架的复杂施工工艺和高昂成本，本发明可应用于煤矿巷道实现填充两帮煤柱裂隙和改善底板岩性，同时工序简单，便于施工，控帮锁底长短预应力锚索及复合注浆组合加固可以有效防止因裂隙发育和应力引起的底鼓及两帮变形，保证了巷道整体性和在服务期间的稳定性。

技术领域

本发明涉及煤矿巷道底鼓变形控制领域，具体涉及一种煤矿底鼓巷道控帮锁底长短锚索及复合注浆组合加固方法。

背景技术

随着开采深度的增加，煤矿巷道开挖完成后受到地应力及采动压力的影响更加强烈，同时煤矿巷道两帮煤柱强度较小、煤层破碎、层理面发育，底板泥岩为强度较低软岩，在高应力影响下巷道两帮和底板出现严重变形和位移，缩小了巷道断面，严重影响运输和通风。此外，底鼓巷道所呈现的围岩变形严重影响了巷道的正常使用，不利于巷道整体稳定性，由于巷道底鼓改变了巷道围岩的承载结构与支护体系之间的受力方式，使得巷道围岩更易产生集中应力，加剧了巷道变形，进而影响着井下工作人员的正常作业和人身安全。

目前煤矿巷道支护的主要方式有锚杆(索)加固、注浆加固、各类卸压方法以及U型钢棚和工字钢棚等被动支护构件。其中锚杆(索)支护施工工艺简单、成本低，是主要的巷道支护手段；注浆加固后与原有岩层共同形成具有更大强度的坚硬岩层可以承受较大应力；卸压方法使巷道围岩处于应力降低区，进而满足巷道原有岩层的承压强度；U型钢棚和工字钢棚等被动支护构件往往成本较高、安装复杂，且棚腿弯曲后维护困难。考虑到卸压方法不适合长期应用巷道，被动支护构件应用复杂且成本高，因此本领域急需改进加固方法。

发明内容

本发明提供了一种煤矿底鼓巷道控帮锁底长短锚索及复合注浆组合加固方法，可以针对煤矿底鼓巷道进行有效的变形控制，提高巷道的整体稳定性，保证巷道的正常使用。其中具体采用长短预应力锚索和复合注浆组合支护的方式对巷道同时进行控帮和锁底支护。锚索支护过程中需要考虑的问题为是否可以打入完整稳固的岩层实现锚固效果及主动支护的作用，故两帮锚索应用锚固剂锚固，且锚索安装前需进行两帮的预注浆实现帮部破碎层的加固，保证锚索的张拉效果；底板受钻孔排渣等施工技术影响，使用预应力锚索注浆的方法，在底板钻孔中同时放入锚索和注浆管，并用套管将自由段包裹，全长注浆后实现锚索的端部锚固效果，同时浆液进入泥岩裂隙中进行岩层加固，保证锚索锚固力实现的同时也达到对底板的锁底作用。

为解决上述问题，本发明提出了一种煤矿底鼓巷道控帮锁底长短锚索及复合注浆组合加固方法，包括：两帮预注浆及预应力锚索控帮支护，底板复合注浆、锚索及地脚锚索组合锁底支护，同时两帮和底板喷射混凝土进行硬化；两帮锚索为长短预应力组合锚索，采用锚固剂锚固，地脚锚索为预应力注浆锚索，底板竖直锚索为预应力锚索，采用水泥基浆液锚固。

其具体步骤如下：

S1、按照所需预注浆孔布置方式在巷道两帮进行预注浆；

S2、采用锚索台车施工巷道的两帮短预应力锚索，装入锚固剂并张拉至所需预紧力，区域短预应力锚索施工完成后施工两帮长预应力锚索，装入锚固剂并张拉至所需预紧力；其中所述短预应力锚索和长预应力锚索间隔设置；

S3、采用喷浆机在两帮巷道断面喷射混凝土；

S4、底板应用潜孔钻机施工预应力锚索钻孔，所述锚索钻孔包括底板两侧的地脚锚索钻孔和中部的底板竖直锚索钻孔；然后将注浆管和锚索共同装入所述预应力锚索钻孔中；

S5、钻孔对应的锚索中具有的锚索自由段安装波纹管或内壁涂覆润滑剂的外部套管，进行全长注浆并实现端部锚固，完成地脚锚索和底板竖直锚索支护；

S6、底板喷射混凝土进行硬化。