一種軟巖巷道底臌控制技術(shù)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及軟巖巷道支護領(lǐng)域，尤其涉及一種軟巖巷道底臌控制技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]軟巖巷道的變形是軟巖礦區(qū)影響煤礦安全生產(chǎn)的主要危害之一，底臌往往占到軟巖巷道變形總量的四分之三以上。底臌變形導致軟巖巷道斷面縮小，嚴重時造成巷道閉合，影響巷道正常使用，給礦井安全生產(chǎn)帶來隱患。
[0003]軟巖巷道的底臌往往是圍巖擠壓流動、巖石膨脹、剪切錯動、擠壓撓曲幾種機理復合作用形成的?，F(xiàn)階段治理底臌的方案主要有借助底板錨索、底板錨桿、底板注漿、底角錨桿等各種形式的高強支護。許多方法往往施工工序復雜而且效果較差，單一的錨桿、注漿往往無法控制軟巖巷道的底臌，還會給巷道返修過程帶來不必要的麻煩。
[0004]如專利201210472254.4公布了一種簡單的錨注工藝，這種方法在在巷道底板有積水或巷道頂板淋水的軟巖巷道的底臌治理中效果不佳。專利200910030300.3公布了一種底角錨注防治底臌的方法，該方法只加固了底角，卻忽視了對底板圍巖的加固，在實際工程應用中收效甚微。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于，提供一種軟巖巷道底臌控制技術(shù)，能夠有效控制軟巖巷道的底臌，避免巷道因底臌現(xiàn)象的出現(xiàn)而不斷的返修，保證軟巖礦區(qū)煤礦的安全、高效生產(chǎn)。
[0006]為實現(xiàn)以上目的本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案，具體包括如下步驟:
第一:軟巖巷道按照設計尺寸開挖后，底板處于敞開不支護狀態(tài)，待巷道圍巖變形速度趨于穩(wěn)定后，每10米為一個單位，對巷道底板進行全斷面開挖，開挖深度較巷道原設計尺寸深300mm，巷道斷面寬度4.5-5m。此過程應注意圍巖壓力的釋放，促使底板圍巖裂隙充分發(fā)育，保證注漿時漿液的有效擴散；
第二:在開挖好的巷道底板，開挖一個弧形溝槽，溝槽在巷道中心處距起底后的地坪深1000mm,向巷道兩幫遞減至400mm，溝槽寬600mm，溝槽中心線與中心線之間間距2000-3000mm；
第三:弧形溝槽按設計挖設后，在弧形溝槽內(nèi)打設三根注漿錨索，通過注漿錨索向底板注漿。注漿漿液選用42.5MPa普通硅酸鹽水泥配制的水泥漿，水灰比0.6:1，注漿過程中，添加適量水玻璃控制跑漿量。選取Φ 22mm X 6000mm的中空注漿錨索，改善巷道底板深部圍巖的受力狀態(tài)，提高巷道底板的整體穩(wěn)定性；
第四:通過注漿錨索對底板深部圍巖注漿后，將加工好的弧形筋和箍筋在現(xiàn)場綁扎，弧形筋間距150mm，每層并排4根，下層弧形筋距離巷道底板圍巖的垂直距離不小于100mm，綁扎過程中保證注漿錨索的外露部分從鋼筋孔隙穿過。向弧形溝槽內(nèi)澆灌C60混凝土，邊振搗邊澆灌，混凝土將鋼筋完全包裹，并在鋼筋外圍形成不小于50mm厚的保護層，后對注漿錨索外露部分加錨索托盤后加壓，預緊力不小于120KN。鋼筋混凝土結(jié)合成為鋼筋混凝土承壓拱，借助注漿錨索施加的預應力，有效的承載兩幫傳遞的支承壓力，改善底板圍巖的受力狀態(tài)；
第五:注漿錨索加壓完成后，對弧形溝槽及底板澆灌C40混凝土至原設計尺寸，重量配合比為水泥:砂子:石子=1:1.62:2.54,地面混合均勻，井下現(xiàn)場加水攪拌，水灰比為0.37，添加混凝土總質(zhì)量I?2%的防水劑。
[0007]本發(fā)明具有以下有益效果:
(1)底板深部圍巖采用注漿錨索，有效的封閉了裂隙，改善了底板圍巖受力狀態(tài)，提高了底板圍巖的承載力與穩(wěn)定性；
(2)底板鋼筋與混凝土形成反底拱圈梁，借助于注漿錨索施加的預應力，形成有效的承壓拱，改善了圍巖的受力，提高了底板圍巖的穩(wěn)定性；
(3)底板混凝土的澆筑，有效的隔絕了巷道淋水、底板積水等對底板的侵蝕、破壞。
【附圖說明】
[0008]圖1為巷道注漿錨索、反底拱圈梁、底板混凝土斷面布置圖；
圖2為底臌控制方案的俯視圖；
圖3為反底拱圈梁弧形筋與箍筋的位置關(guān)系圖；
圖中，1-巷道兩幫、2_地坪、3-箍筋、5-注楽銷索、6-銷索托盤、7-底板、8-混凝土、9-弧形筋。
【具體實施方式】
[0009]本發(fā)明采用一種注漿封閉底板圍巖裂隙、反底拱圈梁改善底板圍巖受力狀態(tài)，提高圍巖自身承載力的底臌綜合控制方法，為實現(xiàn)對軟巖巷道底臌的有效控制。具體實施步驟如下:
第一:軟巖巷道按照設計尺寸開挖后，底板處于敞開不支護狀態(tài)，待巷道圍巖變形速度趨于穩(wěn)定后，每1m為一個單位，對巷道底板進行全斷面開挖，開挖深度比地坪2深300_，巷道斷面寬度4.5-5m。此過程應注意圍巖壓力的釋放，促使底板圍巖裂隙充分發(fā)育，保證注漿時漿液的有效擴散；
第二:在開挖好的巷道底板，開挖一個弧形溝槽，溝槽在巷道中心處距地坪深I(lǐng) OOOmm，向巷道兩幫遞減至400mm，溝槽寬600mm，溝槽中心線與中心線之間間距2000-3000mm;
第三:弧形溝槽按設計挖設后，在弧形溝槽內(nèi)打設三根注漿錨索5，通過注漿錨索5向底板注漿。注漿漿液選用42.5MPa普通硅酸鹽水泥配制的水泥漿，水灰比0.6:1，注漿過程中，添加適量水玻璃控制跑漿量。注漿錨索5選取Φ 22mm X 6000mm的中空注漿錨索，每根注漿錨索5配合3根K2550型抗水錨固劑，改善巷道底板深部圍巖的受力狀態(tài)，提高巷道底板的整體穩(wěn)定性；
第四:通過注漿錨索5對底板深部圍巖注漿后，將加工好的弧形筋9和箍筋3在現(xiàn)場綁扎，弧形筋間距150mm，每層并排4根，下層弧形筋9距離巷道底板7的垂直距離不小于100mm，綁扎過程中保證注漿錨索5的外露部分從鋼筋孔隙穿過。向弧形溝槽內(nèi)澆灌C60混凝土 8，邊振搗邊澆灌，混凝土 8將鋼筋完全包裹，并在鋼筋外圍形成不小于50mm厚的保護層，后對注漿錨索5外露部分加錨索托盤6后加壓，預緊力不小于120KN。鋼筋與混凝土 8結(jié)合成為鋼筋混凝土承壓拱，借助注漿錨索5施加的預緊力，有效的承載兩幫傳遞給底板圍巖的支承壓力，提尚底板圍巖的穩(wěn)定性；
第五:注漿錨索加壓完成后，對弧形溝槽及起底斷面澆灌C40混凝土 8至原設計尺寸，重量配合比為水泥:砂子:石子=1:1.62: 2.54，地面混合均勻，井下現(xiàn)場加水攪拌，水灰比為
0.37，添加混凝土總質(zhì)量I?2%的防水劑，提高底板混凝土的抗?jié)B透性，減少外界水對底板圍巖的干擾。
[0010]開始時底板卸壓，有效的促進了底板圍巖的裂隙發(fā)育，保證了通過注漿錨索5對底板深部圍巖的注漿時漿液的有效擴散，注漿封閉了深部圍巖的裂隙，提高了底板圍巖的整體穩(wěn)定性?；⌒谓?與箍筋3形成如圖3所示斷面的鋼筋結(jié)構(gòu)，此結(jié)構(gòu)澆灌混凝土后形成反底拱圈梁，借助于注漿錨索5施加的預緊力，該混凝土圈梁有效的承載了通過兩幫I傳遞給底板的壓力，改善了底板圍巖的受力狀態(tài)。
[0011]該方案的實施能夠有效的制止軟巖巷道底臌，保證軟巖巷道開挖支護后巷道不會發(fā)生大的底臌變形，避免巷道的重復返修，減少人力、物力投入，保證軟巖礦區(qū)煤礦的安全、尚效生廣。
【主權(quán)項】
1.一種軟巖巷道底臌控制技術(shù)，其特征在于，包括下列步驟: (1)軟巖巷道按照設計尺寸開挖后，底板處于敞開不支護狀態(tài)，待巷道圍巖變形速度趨于穩(wěn)定后，每1m為一個單位，對巷道底板進行全斷面開挖，開挖深度較巷道原設計尺寸深300mm，巷道斷面寬度4.5_5m ； (2)在開挖好的巷道底板，開挖一個弧形溝槽，溝槽在巷道中心處距起底后的地坪深1000mm，向巷道兩幫遞減至400mm，溝槽寬600mm，溝槽間距2000-3000mm ； (3)弧形溝槽按設計挖設后，在弧形溝槽內(nèi)打設三根注漿錨索，通過注漿錨索向底板注漿;注漿漿液選用42.5MPa普通硅酸鹽水泥配制的水泥漿，水灰比0.6:1，注漿過程中，添加適量水玻璃控制跑漿量； (4)注漿錨索注漿后，將加工好的弧形筋和箍筋在現(xiàn)場綁扎，弧形筋間距150mm，每層并排4根，下層弧形筋距底板的垂直高度不小于100mm，綁扎過程中保證注漿錨索的外露部分從鋼筋孔隙穿過；向弧形溝槽內(nèi)澆灌C60混凝土，邊振搗邊澆灌，混凝土將鋼筋完全包裹，并在鋼筋外圍形成不小于50_厚的保護層，后對注漿錨索外露部分加錨索托盤后加壓，預緊力不小于120KN; (5)注漿錨索加壓完成后，對弧形溝槽及底板澆灌C40混凝土至原設計尺寸，重量配合比為水泥:砂子:石子=1:1.62: 2.54，地面混合均勻，井下現(xiàn)場加水攪拌，水灰比為0.37，添加混凝土總質(zhì)量I?2%的防水劑。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種軟巖巷道底臌控制技術(shù)，其特征在于，所述的注漿錨索選用Φ 22mm X 6000mm的中空注漿錨索。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種軟巖巷道底臌控制技術(shù)，其特征在于，所述的弧形筋選用Φ20-22πιπι螺紋鋼，分上下兩層，每層4根，每根弧形筋間距150mm，套入預先制好的箍筋中；箍筋選用OlOmm螺紋鋼，地面預先制作加工成高X寬為300 X 450mm的矩形，箍筋與弧形筋交叉處采用14#鐵絲與弧形筋綁扎固定。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種軟巖巷道底臌控制技術(shù)，采用注漿錨索、反底拱鋼筋混凝土圈梁、底板澆筑混凝土多種支護方法對軟巖巷道底板形成耦合支護，具體步驟為：(1)軟巖巷道圍巖變形穩(wěn)定后，對底板進行全斷面開挖，開挖深度較原設計尺寸深300mm；(2)每隔2～3m在巷道底板開挖一個弧形溝槽，溝槽在巷道中心處距底板1000mm，向兩幫遞減至400mm；(3)在弧形溝槽內(nèi)打設三根注漿錨索，通過注漿錨索向底板注漿；(4)向弧形溝槽內(nèi)澆灌C60混凝土，形成不小于100mm厚度的保護層；(5)注漿錨索加壓完成后，對弧形溝槽及底板澆灌C40混凝土至原設計尺寸。本發(fā)明可有效解決軟巖巷道開挖支護后反復的底臌變形破壞，避免了軟巖巷道反復的維修，具有很高的經(jīng)濟價值。
【IPC分類】E21D20/02, E21D9/00, E21D11/10
【公開號】CN105464668
【申請?zhí)枴緾N201610030174
【發(fā)明人】李承勝, 朱慶文, 馬齊, 張國朋, 劉啟順
【申請人】山東科技大學, 李廷春
【公開日】2016年4月6日
【申請日】2016年1月18日