[发明专利]一种用于控制煤矿破碎围岩的多支护协同方法

摘要

本发明公开了一种用于控制煤矿破碎围岩的多支护协同方法，在支护时间上，首先采用可缩性棚架支撑围岩，然后对破碎围岩部分进行注浆胶结，最后采用可延伸锚杆锚固胶结破碎围岩与原始完整的围岩；在支护空间上，可缩性棚架支撑限制围岩表面初期变形，同时围岩表面采用防渗漏柔性层护表，防止注浆浆液渗漏，围岩浅部破碎围岩采用注浆胶结，再往深部采用可延伸锚杆将浅部胶结破碎围岩和原始完整围岩锚固联结；在支护强度上，可缩性棚架支撑破碎部分围岩的重力，使破碎范围不发生快速扩展，破碎围岩注浆胶结后能够形成胶结围岩整体结构，且强度能够承载自身重力，可延伸锚杆锚固强度根据围岩变形速率确定，达到多支护协同控制围岩稳态变形为目的。

主权项

1.一种用于控制煤矿破碎围岩的多支护协同方法，其特征在于，具体步骤为：A、棚架支护：a、在巷道掘进过程中，当掘进机切割后形成的空顶区，采用多根无缝钢管作为前探梁临时支护；在前探梁临时支护上方横置1～2根U型钢梁，在钢梁上依次铺设一层金属网和一层防渗漏柔性层，然后采用木楔或竹片将防渗漏柔性层与巷道顶板围岩之间的缝隙填充紧固；随着掘进机的切割当空顶区范围达到一个可缩性棚架的放置空间后，采用可缩性棚架施加一定的预支撑力对空顶区进行支撑；b、在巷道壁上安装多个长度1米以上的预埋钢筋，其中钢筋预埋深度不小于总长度的2/3；在前探梁前移时，将前探梁中各个无缝钢管的一端与预埋钢筋的外露部分固定插接固定，然后各个无缝钢管的另一端采用刮板链固定，完成对前探梁的前移固定；c、当前探梁完成固定后，此时工作人员进入临时支护区内搭建可缩性棚架，可缩性棚架对空顶区稳定支护后，将临时支护拆除；可缩性棚架之间的间距根据不同的围岩条件及其所需的支撑阻力进行确定；d、根据实验室测定棚架错动过程中应力的变化规律，实时判定棚架上支撑阻力的变化，然后根据棚架支撑阻力的要求，通过拧紧或者放松调整棚架支撑阻力；B、注浆胶结围岩：Ⅰ、在完成巷道掘进后，选取现场破碎围岩的岩样，在实验室进行注浆胶结试验，从而得出不同胶结配比对应的该破碎围岩胶结后的强度，最终确定注浆胶结的配比，使得浆液‑围岩形成的胶结岩体强度不低于原始围岩强度；Ⅱ、在可缩性棚架支护后的围岩浅部布设一定数量的浅孔注浆管，然后通过各个浅孔注浆管采用步骤Ⅰ确定的注浆胶结配比对巷道浅表破碎围岩进行注浆胶结，直至围岩表面至浅部的破碎围岩完全胶结后停止，使破碎围岩形成围岩胶结岩体；C、锚杆锚固：①围岩胶结岩体形成后，在两个可缩性棚架之间的围岩中打设钻孔，采用可延伸锚杆伸入钻孔进行端部锚固；所述可延伸锚杆的长度根据围岩破碎范围确定；②实时监测可延伸锚杆及可缩性棚架上的应力值，进而调整两者的预应力使这两种支护结构上的受力接近，且应力变化和变形量趋于一致后，完成调整过程，最终实现棚架支护、注浆胶结围岩和锚杆锚固协同一体化承载系统。