[发明专利]一种控制巷道底臌技术

说明书

本发明涉及巷道维护技术领域内一种控制巷道变形与底臌的支护技术，尤其是巷道的底臌，该技术普遍适用于矿井井下巷道和其它地下工程，巷道的断面形状可以是拱形、梯形、矩形和圆形等多种巷道断面形状。由于软岩巷道、高地应力巷道，受回采动压影响的巷道和受地质构造破坏的巷道这几类巷道的变形量大，底臌现象严重，因此在上述几类巷道中使用该技术，其优点就更加突出。

目前，国内外防治巷道底臌采用的方法通常有以下几种：

（1）在巷道底板全宽范围内打底板锚杆;

（2）注浆加固巷道底板;

（3）在巷道底板浇注混凝土反拱，加装或不加装可缩性支撑构件;

（4）巷道采用封闭形支架;

（5）巷道底板开槽卸压;

（6）用底梁和撑柱对底板支护;

（7）底板锚固和注浆结合起来使用。

上述这些控制巷道底臌的各种技术措施虽然在不同条件下也不同程度地起到了减少巷道底臌量的目的，但它们并没有完全控制巷道的底臌，主要存在以下缺点：（1）巷道施工工艺比较复杂，增加了施工工程量，影响了巷道的掘进速度;（2）支护成本比较高;（3）当巷道底臌量较大时，上述这些控制巷道底臌的技术常常出现失败的现象，如封闭形支架、底梁、反拱等均会发生翘曲、变形、破坏，底板锚杆也会与底板一起臌起，这样，一旦这些措施失败，不但没有起到应有的效果，反而给支护翻修、巷道卧底等工作带来极大的困难。

本发明的目的就是开发一种支护费用较少，施工工艺简单，在巷道服务期限内基本上能控制巷道围岩变形和巷道底臌，使巷道不需进行翻修和卧底即能满足生产要求的支护技术，达到降低巷道支护费用及维护费用的目的。

本发明的原理是根据矿井井下巷道多是在成层明显的岩层中掘进，其中大量巷道底板往往存在岩石力学强度较低的岩层，而其两邦的强度亦很低，因此，掘进巷道后，当上覆岩层的重力通过巷道两邦传递到巷道底板时，软弱两邦最易遭到剪切破坏而将高应力传递到底板较浅部位，使软弱巷道底板也易于受到剪切破坏，底板破碎岩体受到水平应力挤压后，即向巷道空间滑移臌起。若加固巷道围岩软弱的邦和顶、底角，尤其是底角，提高其岩体的强度，则上覆岩层的垂直应力可传递到深部，巷道底板和两邦附近的岩体不易受剪切破坏，巷道两邦和底角附近围岩塑性区得到控制和减小，巷道两邦变形减小，巷道底臌即可以得到控制。

本发明的解决方案是：采用能加固巷道围岩，提高巷道围岩岩体强度的锚杆、注浆加固或其他加固方法作为加固支护手段，着重加固巷道软弱的两邦、顶角和底角，也可以根据巷道围岩的具体情况加固其中的一个部位或两个部位，重点是加固邦和底角，不必在巷道底板全宽范围内安设锚杆或注浆加固，即可得到控制巷道底臌的最佳效果。

本发明采用支护费用少，施工工艺简单的支护手段，即能有效地控制巷道的围岩变形与巷道底臌，使巷道维护费用及支护费用大大减少，是一种既经济、在技术上又能完全满足生产需要的支护技术，经现场井下工业性试验，加固巷道邦、角的方式取得了控制巷道底臌的显著效果。

本发明的实施例：采用锚杆加固底臌巷道的软弱邦、顶角和底角，锚杆使用的类型可以是刚性锚杆、可拉伸锚杆、全长锚固式锚杆和端头锚固式锚杆等;采用注浆加固方式，可以是化学注浆和水泥注浆。锚杆的使用类型取决于围岩力学性质，锚固剂与围岩及锚杆的粘结强度，变形地压大小;锚杆在软弱邦、角布置的密度和倾斜角度取决于软弱岩层的强度、厚度、倾角，巷道高度及变形地压大小，两邦岩石强度愈低，变形地压愈大，则两邦锚杆密度愈大，两邦靠顶角的锚杆应向上倾斜与水平成20°～30°，两邦靠底角的锚杆向底板方向倾斜，与巷道底板水平成α角，α角的最佳值为45°，底板靠底角处视底板宽度可不打锚杆，或打1～2根锚杆，不在巷道底板全宽范围内打锚杆。