一种极破碎巷道薄厚壳支护结构及施工方法技术

本发明专利技术属于矿山巷道支护技术领域，公开了一种极破碎巷道薄厚壳支护结构及施工方法，该支护结构包括巷道，巷道的断面为圆形，包括薄壳和厚壳，薄壳包括沿巷道围岩内壁设置的拼接钢板，且拼接钢板与巷道的围岩内壁之间具有间隙，厚壳包括充填缝体、锚杆和注浆体，充填缝体填充于所述间隙中，锚杆穿过拼接钢板后深入巷道围岩内部，注浆体沿巷道围岩破碎裂隙扩散。本发明专利技术能够对无法通过传统锚网支护或型钢支护的极破碎巷道围岩进行有效支护，保证了巷道围岩的整体稳定性，以及施工的安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种极破碎巷道薄厚壳支护结构及施工方法
本专利技术涉及矿山巷道支护
，具体为一种极破碎巷道薄厚壳支护结构及施工方法。
技术介绍
对于低下矿山开采而言，巷道是井工煤矿开采的必要通道，保证巷道开挖和支护稳定是矿山安全生产的前提，据不完全统计，我国国有煤矿每年新掘进的巷道总长达12000km，因此，巷道的支护结构越显重要。而随着矿山开采的大规模进行和采深的不断加大，巷道围岩应力状态趋于恶化，支护难度增加，严重危害巷道围岩的稳定性以及后续的维护工作，制约了深部开采。对于极破碎巷道，其围岩内发育着各种节理、层理、裂隙等结构面，围岩破碎、稳定性差，现有老巷、过采空区布置的巷道基本采用传统的锚网支护或型钢支护，因围岩十分破碎，现场施工难度大，特别是有些区域锚杆钻孔都无法成孔，无法采用锚杆支护，严重影响工程进度。
技术实现思路
本专利技术意在提供一种极破碎巷道薄厚壳支护结构，解决现有的支护结构无法对极破碎巷道围岩进行有效支护的问题。为达到上述目的，本专利技术提供基础方案是：一种极破碎巷道薄厚壳支护结构，包括巷道，巷道的断面为圆形，包括薄壳和厚壳，所述薄壳包括沿巷道围岩内壁设置的拼接钢板，且拼接钢板与巷道的围岩内壁之间具有间隙，所述厚壳包括充填缝体、锚杆和注浆体，所述充填缝体填充于所述间隙中，所述锚杆穿过拼接钢板后深入巷道围岩内部，所述注浆体沿巷道围岩破碎裂隙扩散。基础方案的工作原理：本专利技术通过沿巷道围岩内壁设置拼接钢板，在巷道围岩破碎裂隙注入注浆体，在拼接钢板与巷道围岩内壁之间注入充填缝体，并通过锚杆锚固拼接钢板，形成全断面拼接钢板支护结构，对极破碎巷道围岩进行支护。基础方案的有益效果是：(1)本专利技术能够对无法通过传统锚网支护或型钢支护的极破碎巷道围岩进行有效支护，保证了巷道围岩的整体稳定性，以及施工的安全性。(2)本专利技术在使用拼接钢板支护的同时，结合围岩的注浆和锚杆固定，实现对破碎围岩的多重支护，提高了支护效果。进一步，所述拼接钢板由若干拼装板围合拼接而成，且相邻两块拼装板通过螺栓连接，所述拼装板为B型波纹钢，材质为Q235，板厚为4.75mm。通过上述设置，B型波纹钢坚固耐用，拼装简单，可具有贴合巷道围岩内壁的拱形弧度，施工速度快，成本低。进一步，所述锚杆为自旋式注浆锚杆。通过上述设置，自旋式注浆锚杆可采用钻锚一次完成的施工工艺，解决了围岩极破碎无法钻孔问题，提高了施工效率，且抗剪和抗弯能力强，极其适应破碎围岩巷道。进一步，所述充填缝体为高水充填材料。通过上述设置，其凝结速度快、性能稳定，提高极破碎巷道内壁与薄壳的完整性。本专利技术还提供了一种极破碎巷道薄厚壳支护结构的施工方法，应用于上述技术方案，包括以下步骤：S1、根据巷道净断面尺寸，设计巷道掘进的毛断面直径，保证十二块拼装板能够围合拼接，并沿拼装板围合成的虚拟圆柱体的断面间隔开设预留孔，掘进所述巷道断面的上半部；S2、安装拱顶中心的拼装板，且拼装板中心与巷道轴向中心平行，并在所述拼装板下面竖立单体支柱；S3、沿拱顶中心的拼装板两侧顺序安装各三块拼装板，拼装板两两连接时使用螺栓连接，在已拼接的拼装板预留孔处安装锚杆；S4、掘进所述巷道断面的下半部，安装剩余拼装板，并在该拼装板的预留孔处安装锚杆，形成全断面拼接钢板支护结构，拆除单体支柱；S5、通过预留的注浆孔实施全断面壁后充填缝体的注浆；S6、通过锚杆实施全断面的注浆体的注浆。通过上述方案，可以有序并快速的安装该极破碎巷道薄厚壳支护结构，提高施工效率。附图说明图1为本专利技术一种极破碎巷道薄厚壳支护结构的结构示意图；图2为本专利技术的拼装板的结构示意图。具体实施方式下面通过具体实施方式进一步详细的说明：说明书附图中的附图标记包括：拼装板1、充填缝体2、锚杆3、注浆体4。实施例基本如图1和图2所示，一种极破碎巷道薄厚壳支护结构，包括巷道，巷道的断面为圆形，巷道包括薄壳和厚壳，薄壳包括沿巷道围岩内壁设置的拼接钢板，拼接钢板由十二块拼装板1围合拼接而成，且相邻两块拼装板1通过螺栓连接，拼装板1为B型波纹钢，材质为Q235，板厚为4.75mm，拼装板1的规格为单板长度1245mm，宽度为450mm，波深d为45mm，波距p为178mm，波形内弧半径R为16mm，两侧翻边高度L为45mm。拼接钢板与巷道的围岩内壁之间具有间隙，厚壳包括充填缝体2、锚杆3和注浆体4，充填缝体2填充于间隙中，锚杆3穿过拼接钢板后深入巷道围岩内部，注浆体4沿巷道围岩破碎裂隙扩散，锚杆3为自旋式注浆锚杆，其预应力为70kN，注浆体4为水泥浆，充填缝体2为高水填充材料。拼接钢板预留有注浆孔，注浆孔直径50mm，注浆孔间排距为2490×1800mm。一种极破碎巷道薄厚壳支护结构的施工方法，包括以下步骤：S1、根据巷道净断面尺寸，设计巷道掘进的毛断面直径，保证十二块拼装板1能够围合拼接，并沿拼装板1围合成的虚拟圆柱体的断面间隔开设预留孔，掘进巷道断面的上半部；具体的，设计巷道掘进的毛端面直径为4932mm，以保证十二块拼装板1能够围合拼接，且位于巷道断面上半部的预留孔间隔设有五个，位于巷道下半部的预留孔间隔设有三个。S2、安装拱顶中心的拼装板1，且拼装板1中心与巷道轴向中心平行，并在拼装板1下面竖立单体支柱；S3、沿拱顶中心的拼装板1两侧顺序安装各三块拼装板1，拼装板1两两连接时使用螺栓连接，在已拼接的拼装板1预留孔处安装锚杆3；具体的，沿拱顶中心的拼装板1两侧各安装三块拼装板1，安装顺序为先左后右，先上后下，拼装板1两两连接时使用特制粗大螺栓，其螺杆直径为2.5cm，长度为4cm，巷道断面上半部的拼装板1拼接完成后，在该五个预留孔分别使用钻机钻孔并清理，将装好锚头的自式注浆锚杆插入，安装支架、垫板和螺母。S4、掘进巷道断面的下半部，安装剩余拼装板1，并在该拼装板1的预留孔处安装锚杆3，形成全断面拼接钢板支护结构，拆除单体支柱；具体的，继续掘进巷道断面的下半部，安装剩余五块拼装板1，安装顺序同样为先左后右，先上后下，最后安装拱底的拼装板1，在巷道断面下半部的预留孔处分别安装锚杆3，并拆除单体支柱。S5、通过预留的注浆孔实施全断面壁后充填缝体2的注浆；S6、通过锚杆3实施全断面的注浆体2的注浆。具体的，通过预留的注浆孔进行全断面壁后充填缝体2的注浆，注浆完成10天后，使用注浆机连接锚杆3进行全断面的注浆体2的注浆。以上所述的仅是本专利技术的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本专利技术结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本专利技术的保护范围，这些都不会影响本专利技术实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种极破碎巷道薄厚壳支护结构，包括巷道，巷道的断面为圆形，其特征在于，包括薄壳和厚壳，所述薄壳包括沿巷道围岩内壁设置的拼接钢板，且拼接钢板与巷道的围岩内壁之间具有间隙，所述厚壳包括充填缝体、锚杆和注浆体，所述充填缝体填充于所述间隙中，所述锚杆穿过拼接钢板后深入巷道围岩内部，所述注浆体沿巷道围岩破碎裂隙扩散。/n

【技术特征摘要】
1.一种极破碎巷道薄厚壳支护结构，包括巷道，巷道的断面为圆形，其特征在于，包括薄壳和厚壳，所述薄壳包括沿巷道围岩内壁设置的拼接钢板，且拼接钢板与巷道的围岩内壁之间具有间隙，所述厚壳包括充填缝体、锚杆和注浆体，所述充填缝体填充于所述间隙中，所述锚杆穿过拼接钢板后深入巷道围岩内部，所述注浆体沿巷道围岩破碎裂隙扩散。


2.根据权利要求1所述的一种极破碎巷道薄厚壳支护结构，其特征在于，所述拼接钢板由若干拼装板围合拼接而成，且相邻两块拼装板通过螺栓连接，所述拼装板为B型波纹钢，材质为Q235，板厚为4.75mm。


3.根据权利要求1所述的一种极破碎巷道薄厚壳支护结构，其特征在于，所述锚杆为自旋式注浆锚杆。


4.根据权利要求1所述的一种极破碎巷道薄厚壳支护结构，其特征在于，所述充填缝体为高水充填材料...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙利辉，杨贤达，孙春东，王君义，孙晓龙，董赛军，李海龙，
申请(专利权)人：河北工程大学，
类型：发明
国别省市：河北;13