[发明专利]一种弱胶结地层巷道支护方法及支护系统

摘要

本发明涉及一种弱胶结地层巷道支护方法及支护系统，尤其适用于西部矿区弱胶结地层岩石具有强度低、胶结性差、遇水崩解等特点，受开挖扰动影响巷道浅部围岩短时间破坏范围较大，伴随发生岩石向砂石颗粒的相变现象，传统的锚网支护、锚注加固难以有效控制稳定。首先预制中空壳体，通过锚杆支护将壳体安装在开挖后巷道表面，并通过锚杆向围岩施加一定的预紧力；其次向中空壳体充填包内注入膨胀性注浆液，注浆液在凝固过程中膨胀作用向围岩施加预应力，限制围岩变形；最后实施全断面喷浆和底板浇筑混凝土。该方法操作简单，施工方便，主要应用于弱胶结地层巷道支护工程。

主权项

一种弱胶结地层巷道支护方法，该方法适用于我国西部及西北矿区的可采煤层赋存于侏罗系和白垩系地层中的弱胶结地层巷道支护工程，其特征在于，该方法具体包括以下步骤：步骤1.制备中空壳体:将直径为8mm的钢筋焊接为上层钢网和下层钢网，在所述上层钢网和下层钢网之间设置若干柔性中空充填包体，且相邻柔性中空充填包体之间设有缓冲空间，备用；其中，所述柔性中空充填包体的两端设有注浆口和出气口，所述注浆口上设有注浆管，所述注浆管直径Φ22mm，长度50mm；出气口直径Φ22mm，长度50mm；步骤2.初次加固：在已掘出巷道的毛断面上进行初喷得到厚度为20‑30mm的第一加固层，强度为C20，将步骤1预制的中空壳体通过若干等距设置的锚杆固定于巷道顶板和两帮表面，并对锚杆施加预应力，所述锚杆的预紧力为60KN；步骤3.再次加固：在滞后巷道掘进头的15‑20m处，对设置在顶板上的中空壳体利用等距设置的2根第一锚索进行再次加固，对设置在两帮的中空壳体利用第二锚索进行加固；所述第一锚索和第二锚索的预紧力为100KN；步骤4.注浆：分别对顶板上的中空壳体和两帮的中空壳体内置的柔性中空充填包体内实施注浆，注入注浆液时，先通过排气口排出空气，通过高压将注浆液注入，注浆过程中，出气口排出浆液立即关闭出气口，待注浆材料凝固后，膨胀的中空壳体向巷道围岩表面施加整体、均匀的约束力，提高巷道支护阻力，所述注浆压力为3‑5MPa；其中，所述注浆液由325水泥、膨胀性添加剂、水组成，其比例为1:0.1:2；步骤5：注浆后3天，分别对顶板上的中空壳体和两帮的中空壳体的表面进行复喷，复喷的厚度为50‑60mm，强度为C20，得到复喷层，再对巷道底板浇筑混凝土，形成完整巷道断面；其中，所述步骤2中所述锚杆为高强度锚杆，直径20mm，长度2200mm；锚杆间排距为800mm×800mm；所述步骤3中所述第一锚索和第二锚索的直径为20mm，所述第一锚索的长度6300mm，所述第二锚索的长度为4300mm；所述第一锚索的间排距为1600mm×1600mm，所述第二锚索在巷道腰线水平布置，排距1600mm；所述步骤1中的柔性中空充填包体的长×高×宽规格为1900mm×60mm×300mm或1900mm×60mm×700mm，所述柔性中空充填包体可承受10MPa压力，可膨胀范围为50‑80%。