CN102808636A - 富水复杂地质体大断面巷道支护方法 - Google Patents
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Abstract
本发明具体为一种富水复杂地质体大断面巷道支护方法，解决了一般的支护方法无法解决富水复杂地质体大断面巷道的支护的问题。本发明在巷道内设微弧拱形顶板和反拱形底板并利用锚索锚杆联合支护，攻克了顶板为富含水层且煤岩具有流变性、膨胀性及软化性的大断面巷道支护难题，有效地控制了围岩，避免了因巷道失稳造成的损失，使煤炭资源得到了有效的开采，提升了企业的生产技术水平，取得了巨大的社会和经济效益。
Description
技术领域
本发明涉及煤矿井下巷道的支护方法，具体为一种富水复杂地质体大断面巷道支护方法。
背景技术
巷道围岩的稳定是围岩与支护体共同作用的结果，围岩本身就是支护结构或支护结构不可分割的重要组成部分。当围岩有足够的支撑能力，围岩就处于自稳状态，勿须支护亦属于稳定结构；只有围岩自稳能力不足时，才需要提供一定的支护，以补偿围岩自稳能力不足的部分，使之成为稳定的结构。煤矿巷道的支护经历了木棚支护、砌谴支护、型钢支护到锚杆支护的漫长过程。多年来国内外的实践经验表明，锚杆支护是现阶段煤巷支护中最经济、有效的支护形式。与棚式支架支护相比，锚杆支护显著提高了巷道支护效果，降低了巷道支护成本，减轻了工人劳动强度；更重要的是锚杆支护技术大大简化了采煤工作面断头支护和超前支护工艺，改善了作业环境，保证了安全生产，为采煤工作面的快速推进创造了良好的条件。目前，锚杆支护技术已在国内外得到普遍应用，是煤矿实现高产高效生产必不可少的关键技术之一。
富水复杂地质体大断面巷道存在以下特点，首先水环境较为复杂，在巷道开挖及生产过程中，顶板淋水加大、顶板来压、底板鼓起或产生裂隙出现渗水，对巷道围岩及支护稳定性构成严重影响；其次，一般采用矩形断面形式，巷道断面尺寸大，巷道帮部松动深度大，顶底板岩性相对较差，断层构造带影响对巷道围岩稳定性不利；另外某些煤层顶底板煤岩强度中等，具有流变性，具有遇水膨胀和软化的特性，顶板离层情况较严重。这些特点都决定了应用一般的支护方法无法解决富水复杂地质体大断面巷道的支护问题。
发明内容
本发明为了解决一般的支护方法无法解决富水复杂地质体大断面巷道的支护的问题，提供了一种富水复杂地质体大断面巷道支护方法。
本发明是采用如下技术方案实现的：富水复杂地质体大断面巷道支护方法，巷道宽为5900mm，巷道顶部为微弧拱形顶板，其中微弧拱形顶板的最高点与巷道侧壁最高点的高度差为1200mm，巷道底部为反拱形底板，其中反拱形底板的最低点与巷道侧壁最低点的高度差为800mm，采用锚杆、锚索联合支护，巷道的微弧拱形顶板上均布打有若干锚杆，微弧拱形顶板上的锚杆长为2800mm、直径为20mm、间排距为800×800mm，巷道的微弧拱形顶板上均布固定有锚索，锚索长度为7000mm、直径为20mm、间排距为2000×2000mm；巷道的侧壁上均布打有若干锚杆，侧壁上的锚杆长为2600mm、直径为20mm、间排距为800×800mm；巷道的反拱形底板具体为先铺设100mm厚的C30高性能混凝土，铺设七天后打底板注浆锚杆，反拱形底板的锚杆长为2800mm、直径为26mm、间排距为1000mm×1000mm，对反拱形底板注浆后，充填炉渣，再浇注300mm厚的C30钢筋高性能混凝土形成水平的地坪；巷道顶部的微弧拱形顶板与侧壁交界处斜向两侧分别设有一根通入顶板内的直径为50mm的pvc排水管，，排水管长度为7000mm，排水管之间的间距为5000mm。
本发明中支护各个参数是经过大量实验和理论验证优选的，特别适用于富水复杂地质体大断面巷道的支护；微弧拱形顶板能使巷道能够处于更为有利的受力状态；巷道是永久巷道，使用年限长，为防止底板底鼓的发生，采用反底拱的结构形式进行防止；为了防治水对围岩稳定性的影响和对锚杆锚索的腐蚀作用，设计采用排水管进行排水。
本发明的有益效果如下：本发明攻克了顶板为富含水层且煤岩具有流变性、膨胀性及软化性的大断面巷道支护难题，有效地控制了围岩，避免了因巷道失稳造成的损失，使煤炭资源得到了有效的开采，提升了企业的生产技术水平，取得了巨大的社会效益，为煤矿富水复杂地质体大断面巷道的安全掘进及控制稳定性开辟了新的技术途径，为相似地质结构下煤层巷道的支护技术提供了科学依据，积累了宝贵的经验，减少了因巷道失稳进行维修造成的经济及资源损失，具有广阔的推广价值。
附图说明
图1为本发明的支护结构示意图。
图中：1-排水管，2-微弧拱形顶板，3-锚索，4-锚杆，5-反拱形底板，a-微弧拱形顶板的最高点与巷道侧壁最高点的高度差，b-反拱形底板的最低点与巷道侧壁最低点的高度差。
具体实施方式
富水复杂地质体大断面巷道支护方法，巷道宽为5900mm，巷道顶部为微弧拱形顶板2，其中微弧拱形顶板2的最高点与巷道侧壁最高点的高度差a为1200mm，巷道底部为反拱形底板5，其中反拱形底板5的最低点与巷道侧壁最低点的高度差b为800mm，采用锚杆、锚索联合支护，巷道的微弧拱形顶板2上均布打有若干锚杆4，微弧拱形顶板2上的锚杆4长为2800mm、直径为20mm、间排距为800×800mm，巷道的微弧拱形顶板2上均布固定有锚索3，锚索3长度为7000mm、直径为20mm、间排距为2000×2000mm；巷道的侧壁上均布打有若干锚杆4，侧壁上的锚杆4长为2600mm、直径为20mm、间排距为800×800mm；巷道的反拱形底板5具体为先铺设100mm厚的C30高性能混凝土，铺设7天后打底板注浆锚杆4，反拱形底板5的锚杆4长为2800mm、直径为26mm、间排距为1000mm×1000mm，对反拱形底板5注浆后，充填炉渣，再浇注300mm厚的C30钢筋高性能混凝土形成水平的地坪；巷道顶部的微弧拱形顶板2与侧壁交界处斜向两侧分别设有一根通入顶板内的直径为50mm的pvc排水管1，排水管1长度为7000mm，排水管1之间的间距为5000mm。
具体实施过程中，微弧拱形顶板的弧形为横向低顶椭圆拱形，这是从最佳受力的角度、考虑合理巷道断面、并且结合适用性的要求、增大断面的利用率等综合选择的。
Claims (1)
1.一种富水复杂地质体大断面巷道支护方法，巷道宽为5900mm，巷道顶部为微弧拱形顶板（2），其中微弧拱形顶板（2）的最高点与巷道侧壁最高点的高度差（a）为1200mm，巷道底部为反拱形底板（5），其中反拱形底板（5）的最低点与巷道侧壁最低点的高度差（b）为800mm，采用锚杆、锚索联合支护，其特征在于：巷道的微弧拱形顶板（2）上均布打有若干锚杆（4），微弧拱形顶板（2）上的锚杆（4）长为2800mm、直径为20mm、间排距为800×800mm，巷道的微弧拱形顶板（2）上均布固定有锚索（3），锚索（3）长度为7000mm、直径为20mm、间排距为2000×2000mm；巷道的侧壁上均布打有若干锚杆（4），侧壁上的锚杆（4）长为2600mm、直径为20mm、间排距为800×800mm；巷道的反拱形底板（5）具体为先铺设100mm厚的C30高性能混凝土，铺设七天后打锚杆（4），反拱形底板（5）的锚杆（4）长为2800mm、直径为26mm、间排距为1000mm×1000mm，对反拱形底板（5）注浆后，充填炉渣，再浇注300mm厚的C30钢筋高性能混凝土形成水平的地坪；巷道顶部的微弧拱形顶板（2）与侧壁交界处斜向两侧分别设有一根通入顶板内的直径为50mm的pvc排水管（1），排水管（1）长度为7000mm，排水管（1）之间的间距为5000mm。
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