專利名稱：一種置孔釋壓材料用于軟圍巖巷道的支護(hù)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明與一種軟圍巖巷道的支護(hù)方法有關(guān)，進(jìn)ー步地說，是ー種置孔釋壓材料用于高應(yīng)力大變形軟圍巖巷道的支護(hù)方法。
背景技術(shù)：
隨著礦井開 采范圍的擴(kuò)展，開采深度的不斷増加，開采條件越來越困難，尤其是煤礦井下軟巖巷道具有大變形、易破壞的特點(diǎn)。在巷道支護(hù)過程中，經(jīng)常出現(xiàn)巷道圍巖變形過大超過支護(hù)材料的允許變形量，導(dǎo)致巷道支護(hù)失敗。巷道出現(xiàn)變形破壞現(xiàn)象?，F(xiàn)有對(duì)于高應(yīng)力大變形軟巖巷道支護(hù)主要采用三種種支護(hù)方式ー是被動(dòng)剛性支護(hù)，如采用砌碹、U型鋼全封閉支架和架棚后再噴漿的復(fù)合支護(hù)技術(shù)，在高應(yīng)カ條件下支護(hù)體會(huì)被壓垮、壓裂和壓折；ニ是采用高強(qiáng)錨桿加錨索加網(wǎng)加噴混凝土和淺表部圍巖注漿等復(fù)合支護(hù)技木，高應(yīng)カ條件下，這類錨固體會(huì)出現(xiàn)整體大變形，甚至斷錨桿斷錨索導(dǎo)致事故；三是采用先讓壓變形，釋放部分應(yīng)力，然后進(jìn)行錨桿加錨索加網(wǎng)加鋼帶加噴混凝土復(fù)合支護(hù)，或采用支架、砌碹體預(yù)留變形量或墊層，或采用大變形錨索，在高應(yīng)カ條件下，支護(hù)體和巷道空間難以滿足讓壓對(duì)變形量的要求，圍巖的自承載能力增長有限。近些年發(fā)展起來的剛?cè)狁詈现ёo(hù)技術(shù)，是利用讓壓帶讓壓和エ字鋼圓形全封閉剛性支架聯(lián)合支護(hù)。使得煤巖體自身的應(yīng)カ隨著讓壓的過程向深部轉(zhuǎn)移一部分，剩余應(yīng)力由金屬支架支撐，取得了較好效果。但是，由于在讓壓帶填充材料讓壓空間有限，要使圍巖有足夠的釋放壓カ的空間就必須加大讓壓帶，從而増加了巷道實(shí)際斷面尺寸，増加了成本，帶來巨大的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，因此，在實(shí)際使用過程中仍存在著使用效果不理想的問題。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明提供ー種置孔釋壓材料用于軟圍巖巷道的支護(hù)方法，用以解決高應(yīng)カ大變形軟圍巖體巷道支護(hù)難題，具有一次性支護(hù)效果好，置孔釋壓綜合承載カ高而穩(wěn)定，巷道開挖面積小等特點(diǎn)。為了解決上述問題，本發(fā)明所提供的ー種置孔釋壓材料用于軟圍巖巷道的支護(hù)方法，其具體的方法步驟如下
形成于巷道表面上的錨桿支護(hù)及其50 IOOmm厚的第一鋼纖維混凝土層；
形成于第一鋼纖維混凝土層表面上的至少200mm厚以上的第二預(yù)留釋壓空間層，在所述第二預(yù)留釋壓空間層中置有多孔釋壓材料；所述多孔釋壓材料的質(zhì)量份配比為樹脂煤矸石粉煤灰填料=80 130 380^420 60 110 30 80 ;
形成于第二預(yù)留釋壓空間層表面上的第三金屬網(wǎng)架結(jié)構(gòu)層，所述金屬網(wǎng)架結(jié)構(gòu)層是エ字鋼和鋼筋網(wǎng)相互聯(lián)結(jié)形成。其エ字鋼的間距是0. 6m，其金屬支架間是由CtfMmrn鋼筋內(nèi)外連接構(gòu)成聯(lián)合網(wǎng)架。并在金屬網(wǎng)架結(jié)構(gòu)上噴射鋼纖維混凝土，厚度150_，以提高金屬網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，使巷道更加穩(wěn)定。進(jìn)ー步地，其附加技術(shù)特征在于所述多孔釋壓材料的質(zhì)量份配比進(jìn)ー步為樹脂煤矸石粉煤灰填料=106. 25 113. 18 405. 26 413. 37 77. 92 81. 58 48. 85 51. 68。所述多孔釋壓材料是其內(nèi)部置有N個(gè)第一層圓型孔，N-1個(gè)第二層圓型孔，且第一層圓型孔與第二層圓型孔呈倒三角結(jié)構(gòu)。其主要特征是倒三角結(jié)構(gòu)具有較大的釋壓空間，具有較大初撐力，使得巷道變形，壓縮讓壓材料呈連續(xù)過程，防止沖擊來壓對(duì)剛性金屬支架產(chǎn)生突發(fā)性破壞，有效地減少了巷道開挖面積，從而減少施工成本。所述圓形孔的孔率為32. 86% 37. 28%。所述預(yù)留釋壓空間是N層，或者是N+l、N+2、N+3層、…，N=l。其目的在于依據(jù)應(yīng)カ和變形大小決定多孔釋壓材料放置層數(shù)。一般情況應(yīng)カ小于25Mp，變形小于20cm設(shè)置一層；應(yīng)カ小于50Mp，變形小于40cm設(shè)置ニ層；應(yīng)カ小于75Mp，變形小于60cm放置三層；依次放置。所述金屬網(wǎng)架結(jié)構(gòu)層是エ字鋼和鋼筋網(wǎng)相互聯(lián)結(jié)形成。其エ字鋼的間距是0. 6m,其金屬支架間是由ct8 14mm鋼筋內(nèi)外連接構(gòu)成聯(lián)合網(wǎng)架。并在金屬網(wǎng)架結(jié)構(gòu)上噴射鋼纖維混凝土，厚度150_。其主要作用提高金屬網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，形成鋼筋混凝土拱，使巷道更加穩(wěn)定。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明ー種置孔釋壓材料用于軟圍巖巷道的支護(hù)方法，與現(xiàn)有技術(shù)相比，其直接帶來的和必然產(chǎn)生的優(yōu)點(diǎn)與積極效果在于` 本發(fā)明方法基于第一鋼纖維混凝土層，通過在第二預(yù)留釋壓空間層中置有多孔釋壓材料進(jìn)行卸壓，并由第三金屬網(wǎng)架結(jié)構(gòu)層進(jìn)行弾性支撐，增強(qiáng)了讓壓空間的承載能力，提高了高應(yīng)カ大變形軟圍巖體的穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)了巷道一次性支護(hù)。首先是本發(fā)明方法通過填充剛?cè)徇m度的多孔釋壓材料，消除了圍巖大變形引起的巷道損壞，提高了自承載能力，再由金屬支架層進(jìn)行弾性支撐，主動(dòng)改變了圍巖的應(yīng)カ條件，減少了巷道大變形引起的巷道大面積破壞，提高了高應(yīng)カ巷道圍巖的穩(wěn)定性，減少巷道翻修率。其次是本發(fā)明方法通過釋壓，有效地使巷道表面高應(yīng)カ向深部轉(zhuǎn)移，消除了巷道淺表部圍巖中的高應(yīng)力，防止了巷道圍巖在高應(yīng)カ大變形對(duì)巷道的大面積破壞，保持了巷道的正常使用，提高了巷道使用期限。第三是本發(fā)明方法通過多孔釋壓材料，在巷道產(chǎn)生變形時(shí)，將多孔材料壓實(shí)釋放出讓壓空間，使巷道表面高地應(yīng)カ得以向深部轉(zhuǎn)移，解決了高應(yīng)カ大變形軟弱條件下壓カ釋放，防止了因變形過大造成多次翻修。第四是本發(fā)明方法在多孔材料中，采用兩層圓型孔，且第一層圓型孔與第二層圓型孔呈倒三角結(jié)構(gòu)，該倒三角結(jié)構(gòu)具有較大的釋壓空間，具有較大綜合應(yīng)カ穩(wěn)定性，使得巷道變形，壓縮讓壓材料呈連續(xù)過程，防止突然來壓對(duì)剛性金屬支架產(chǎn)生突發(fā)性破壞，有效地減少了巷道開挖面積，從而減少施工成本，帶來巨大得經(jīng)濟(jì)效益。第五是本發(fā)明方法設(shè)置有第三金屬網(wǎng)架結(jié)構(gòu)層，具有一定的支撐能力，并與第一鋼纖維混凝土層和第二預(yù)留釋壓空間層集于一體，集中進(jìn)行支護(hù)，實(shí)現(xiàn)一次支護(hù)一次成功，減少了二次支護(hù)的麻煩，節(jié)約成本，提高效益。


圖1是本發(fā)明巷道支護(hù)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1錨桿支護(hù)；2 :第一鋼纖維混凝土層；3 :第二預(yù)留釋壓空間層；4 :圓形孔；5 :多孔釋壓材料；6 :第三金屬支架層；7 :第二鋼纖維混凝土噴層。
具體實(shí)施例方式下面對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作出進(jìn)ー步的說明
實(shí)施本發(fā)明所提供的ー種置孔釋壓材料用于軟圍巖巷道的支護(hù)方法，其具體實(shí)施方法步驟如下
步驟一、在巷道開挖后，立即進(jìn)行錨桿支護(hù)1，并在巷道表面噴射50 IOOmm厚的第一鋼纖維混凝土層2，對(duì)圍巖進(jìn)行封堵，保證在下步支護(hù)完成時(shí)間前巷道不出現(xiàn)大面積破壞。步驟ニ、在第一鋼纖維混凝土層2的表面上，根據(jù)圍巖結(jié)構(gòu)及應(yīng)カ狀況等留足第ニ預(yù)留釋壓空間層3，該預(yù)留釋壓空間層3可以是兩層以上的預(yù)留釋壓空間層3，在預(yù)留釋壓空間層中放置多孔釋壓材料5。本發(fā)明方法所述多孔釋壓材料是由樹脂、煤矸石、粉煤灰和填料組成，其材料按質(zhì)量份的配比為樹脂、煤矸石、粉煤灰和填料=80 130 380^420 60 110 30 80。其所述多孔釋壓材料(5)也可以進(jìn)ー步按質(zhì)量份優(yōu)選為樹脂煤矸石粉煤灰填料=106. 25 113. 18 405. 26 413. 37 77. 92 81. 58 48. 85 51. 68。本發(fā)明方法所采用多孔釋壓材料5的內(nèi)部結(jié)構(gòu)是兩層圓型孔4，其中內(nèi)部置有N個(gè)第一層圓型孔4，N-1個(gè)第二層圓型孔4，且第一層圓型孔4與第二層圓型孔4呈倒三角結(jié)構(gòu)。所述圓型孔4的孔率為32. 86% 37. 28%。

本發(fā)明方法在其所述預(yù)留釋壓空間3是N層，或者是N+l、N+2、N+3層、…，N=l，視具體情況而定。步驟三、在預(yù)留釋壓空間層的表面上架設(shè)金屬網(wǎng)架結(jié)構(gòu)層6，金屬網(wǎng)架結(jié)構(gòu)層6采用高強(qiáng)エ字鋼，所設(shè)置高強(qiáng)エ字鋼的間距為0. 6m，其金屬支架間是由￠81 !!!鋼筋網(wǎng)內(nèi)外相互連接，形成網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。起到強(qiáng)力支撐作用。步驟四、在金屬網(wǎng)架結(jié)構(gòu)層6架設(shè)完成后，噴射第二鋼纖維混凝土層7，對(duì)金屬網(wǎng)架結(jié)構(gòu)層6進(jìn)行封堵，厚度150mm，提高金屬網(wǎng)架結(jié)構(gòu)層6的承載能力。本發(fā)明方法通過上述構(gòu)架支護(hù)，將具有釋壓能力的多孔釋壓材料緊密的填充在內(nèi)外支護(hù)體之間，根據(jù)高應(yīng)力軟弱煤巖體變形狀況，放置ー層或多層多孔釋壓材料，給圍巖留有足夠的變形空間。保證支架結(jié)構(gòu)不會(huì)出現(xiàn)應(yīng)カ集中現(xiàn)象，使得剛性支架出現(xiàn)破壞。實(shí)現(xiàn)一次支護(hù)的目的，且多孔釋壓材料的變形量大，在釋壓空間一定吋，能很好的減少巷道斷面積，減少施工量。
權(quán)利要求
1.一種置孔釋壓材料用于軟圍巖巷道的支護(hù)方法，其所述方法是 形成于巷道表面上的錨桿支護(hù)(I)及其50 IOOmm厚的第一鋼纖維混凝土層(2)； 形成于第一鋼纖維混凝土層(2)表面上的至少200mm厚以上的第二預(yù)留釋壓空間層(3)，在所述第二預(yù)留釋壓空間層(3)中置有多孔釋壓材料(5);所述多孔釋壓材料(5)的質(zhì)量份配比為樹脂煤矸石粉煤灰填料=80 130 380 420 60 110 30 80 ; 形成于第二預(yù)留釋壓空間層(3)表面上的第三金屬網(wǎng)架結(jié)構(gòu)層(6)，所述金屬網(wǎng)架結(jié)構(gòu)層(6)是工字鋼和鋼筋網(wǎng)相互聯(lián)結(jié)形成，其工字鋼的間距是O. 6m，其金屬支架間是由Φ8 14_鋼筋網(wǎng)內(nèi)外連接構(gòu)成網(wǎng)架結(jié)構(gòu)；在所述金屬網(wǎng)架結(jié)構(gòu)層(6)形成第二鋼纖維混凝土層(7)。
2.如權(quán)利要求1所述的置孔釋壓材料用于軟圍巖巷道的支護(hù)方法，其所述多孔釋壓材料(5)的質(zhì)量份配比進(jìn)一步為樹脂煤矸石粉煤灰填料=106.25113. 18 405. 26 413. 37 77. 92 81. 58 48. 85 51. 68。
3.如權(quán)利要求1所述的置孔釋壓材料用于軟圍巖巷道的支護(hù)方法，其所述多孔釋壓材料(5)是其內(nèi)部置有N個(gè)第一層圓型孔(4)，N-1個(gè)第二層圓型孔(4)，且第一層圓型孔(4)與第二層圓型孔(4)呈倒三角結(jié)構(gòu)。
4.如權(quán)利要求1或3所述的置孔釋壓材料用于軟圍巖巷道的支護(hù)方法，其所述多孔釋壓材料(5)的外形尺寸是200mmX200mmX400mm，其中的孔型為圓形孔，孔率為32. 869Γ37. 28%。
5.如權(quán)利要求1所述的置孔釋壓材料用于軟圍巖巷道的支護(hù)方法，其所述預(yù)留釋壓空間(3)是 N 層,或者是 N+l、N+2、N+3 層、···，N=l。
6.如權(quán)利要求1所述的置孔釋壓材料用于軟圍巖巷道的支護(hù)方法，其所述 第二鋼纖維混凝土層(7)的厚度是150mm。
全文摘要
一種置孔釋壓材料用于軟圍巖巷道的支護(hù)方法是形成于巷道表面上的一定厚度的鋼纖混凝土；形成于鋼纖混凝土表面上的一定厚度的預(yù)留釋壓空間，并在所述預(yù)留釋壓空間置有多孔釋壓材料；形成于多孔釋壓材料表面上的工字鋼結(jié)構(gòu)的金屬支架，并在所述金屬支架間由鋼筋內(nèi)外連接構(gòu)成聯(lián)合架構(gòu)；本發(fā)明通過預(yù)置多孔釋壓材料及其中的倒三角形圓形孔結(jié)構(gòu)，改善了高應(yīng)力大變形軟圍巖體的穩(wěn)定性，增強(qiáng)了讓壓空間的承載能力；在多孔釋壓材料表面設(shè)置聯(lián)合架構(gòu)具有一定剛度，有效地提高了巷道圍巖的綜合承載能力，實(shí)現(xiàn)了巷道一次性支護(hù)。
文檔編號(hào)E21D11/00GK103046934SQ201210542079
公開日2013年4月17日 申請(qǐng)日期2012年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月14日
發(fā)明者李彥斌, 蘇學(xué)貴, 李立功, 楊永康, 李劍坤, 薛磊, 蘇蕾, 李浩春 申請(qǐng)人:太原理工大學(xué)