[发明专利]煤矿巷道底板防底鼓预应力钢筋支护方法

摘要

煤矿巷道底板防底鼓预应力钢筋支护方法，包括以下步骤：在预应力钢筋下端设置导向帽和下锚具；滞后掘进迎头打设竖向钻孔；推送预应力钢筋至竖向钻孔孔底并灌浆锚固，预埋注浆管，并将隔板设置在注浆管上；铺设槽钢梁、安装配套的托盘和上锚具，并张拉预紧；对隔板以上至地面的竖向钻孔进行封孔，并对底板地面进行硬化；通过预埋注浆管对封孔段下方的竖向通孔内部进行注浆加固。本发明在对巷道顶板和两帮进行强力支护的基础上，通过对巷道底板采用“预应力钢筋形成锚索群支护与注浆加固”协同控制方法，实现底板“高强度、高预应力、大深度”主动及时支护，保证复杂困难条件下巷道底板稳定性。

主权项

1.煤矿巷道底板防底鼓预应力钢筋支护方法，其特征在于：包括以下步骤，（1）截取大于在巷道底板上进行竖向钻孔的深度100mm的预应力钢筋；将下锚具安装到预应力钢筋的下端部，使下锚具与预应力钢筋之间预紧，将导向帽安装到下锚具上，预应力钢筋的下端头位于导向帽内；（2）在巷道掘出且顶板、两帮支护完成后，滞后掘进迎头40m‑60m，按照设计巷道底板上的竖向钻孔的布置参数，在巷道底板上向下均匀钻若干个竖向钻孔；（3）位于同一直线上的相邻的三个竖向钻孔为一组支护结构，将导向帽朝下，将带有导向帽和下锚具的预应力钢筋放入一组支护结构的一个竖向钻孔内，直到导向帽下端与竖向钻孔的孔底接触后停止下放，使竖向钻孔的中心线与预应力钢筋的中心线重合；将搅拌好的水泥砂浆注入到竖向钻孔内形成灌浆锚固段，导向帽和下锚具被预埋到灌浆锚固段内；（4）对该组支护结构的另两个竖向钻孔重复步骤（3）；（5）截取一定长度的槽钢梁，将槽钢梁放置在该组支护结构的三个竖向钻孔的孔口上，在槽钢梁上开设三个钢筋穿孔和三个注浆孔，每个钢筋穿孔的中心线分别与一个竖向钻孔的中心线重合，每个注浆孔均邻近一个钢筋穿孔并位于一个竖向钻孔的孔口上方；（6）选取一根注浆管和一个圆盘形的隔板，在隔板上开设第一圆孔和第二圆孔，第一圆孔位于隔板的中心处，第二圆孔与第一圆孔的距离等于相邻的钢筋穿孔和注浆孔的距离，将隔板放置到槽钢梁的底部，第一圆孔与钢筋穿孔上下对应，第二圆孔与注浆孔上下对应，将预应力钢筋上端自下而上穿过第一圆孔和钢筋穿孔，注浆管下端自上而下穿过注浆孔和第二圆孔，注浆管下端伸入到竖向钻孔内一段距离后，将槽钢梁抬起，在注浆管上位于隔板下方的位置设置支撑环，并使用胶带缠绕到注浆管上使支撑环固定，支撑环的外径大于第二圆孔的孔径，松开隔板，隔板落到支撑环上，放下槽钢梁，继续下放注浆管，使隔板距离竖向钻孔的孔口4000‑500mm后停止；（7）对该组支护结构的另两个竖向钻孔重复步骤（6）；（8）待灌浆锚固段凝固2天后，在三根预应力钢筋上分别安装托盘和上锚具，同时对三根预应力钢筋向上张拉至设计预紧力，然后操作上锚具锚固预应力钢筋的上端；三根预应力组合起来形成预应力锚索群，实现巷道底板的高强度、高预应力、大深度主动支护；（9）槽钢梁的宽度小于竖向钻孔的直径，通过槽钢梁与竖向钻孔之间的缺口，对三个竖向钻孔进行封孔，封孔过程为：向隔板上方的竖向钻孔内注入水泥砂浆进行封孔，并使用小型振动棒将水泥砂浆振实，凝固后形成封孔段；（10）按照步骤（3）‑（9）对其他若干组的支护结构进行施工；（11）所有竖向钻孔全部封孔完成后，对巷道底板地面进行硬化，形成底板硬化层，底板硬化层由钢筋混凝土浇筑而成，底板硬化层的硬化厚度为300mm，槽钢梁、预应力钢筋上端、上锚具和托盘埋入底板硬化层内，注浆管上端伸出底板硬化层；（12）巷道底板地面硬化完成后，根据巷道底板注浆参数，采用风动注浆泵，通过预埋的注浆管对灌浆锚固段和封孔段之间的竖向钻孔内注入水泥砂浆，使水泥砂浆充分伸入到竖向钻孔的孔壁的裂隙当中，加固底板破碎围岩，凝固后形成注浆加固段；步骤（3）中灌浆锚固段的具体施工过程为：使用塑料胶管并将塑料胶管下端伸入到竖向钻孔的孔底，并将搅拌好的水泥砂浆通过塑料胶管进行反灌浆，边灌浆边往上提塑料胶管，同时使用振动棒伸入到竖向钻孔的底部，在注入水泥砂浆的同时，对水泥砂浆进行振实，直至达到设计灌浆深度，形成灌浆锚固段，导向帽和下锚具被预埋到灌浆锚固段内。