【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于高应力软岩巷道的支护，具体涉及一种高应力软岩巷道的支护系统及方法。
技术介绍
1、高应力软岩巷道是指在地下工程或隧道中，巷道周围的岩石或土壤属于软岩，并且受到高水平地应力作用的情况。这种类型的巷道通常面临着来自地下岩层的高度地应力，这可能导致岩体的变形、断裂、滑动或塌方。
2、随着矿井开采范围的扩展，开采深度的不断增加，开采条件越来越困难，尤其是煤矿井下高应力软岩巷道具有大变形、易破坏的特点。在巷道支护过程中，经常出现巷道围岩变形过大超过支护材料的允许变形量，导致巷道支护失败，巷道出现变形破坏现象。
3、现有对于高应力大变形软岩巷道支护主要采用三种支护方式：
4、一、被动刚性支护，如采用砌碹、u型钢全封闭支架和架棚后再喷浆的复合支护技术，在高应力条件下支护体会被压垮、压裂和压折；
5、二、采用高强锚杆加锚索加网加喷混凝土和浅表部围岩注浆等复合支护技术，高应力条件下，这类锚固体会出现整体大变形，甚至锚杆、锚索断裂导致事故；
6、三、采用先让压变形，释放部分应力，然后进行锚杆加锚索加网加钢带加喷混凝土复合支护，或采用支架、砌碹体预留变形量或垫层，或采用大变形锚索，在高应力条件下，支护体和巷道空间难以满足让压对变形量的要求，围岩的自承载能力增长有限。
7、近些年发展起来的刚柔耦合支护技术，是利用让压带让压和工字钢圆形全封闭刚性支架联合支护。使得煤岩体自身的应力随着让压的过程向深部转移一部分，剩余应力由金属支架支撑，取得了较好效果。但是，由于在让压带填
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种高应力软岩巷道的支护系统及方法，用以解决现有技术中存在的上述问题。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、一方面，本专利技术提供了一种高应力软岩巷道的支护系统，包括于巷道内从内向外依次设置的混凝土找平层、钢筋网层、聚酯纤维网层、第一混凝土喷层和第二混凝土喷层，还包括锚杆、托盘和螺帽，锚杆设置有多个，且每个锚杆的一端均穿过混凝土找平层并打入巷道的围岩内部，钢筋网层、聚酯纤维网层均挂设于锚杆的另一端，托盘套设于锚杆的另一端并将钢筋网层和聚酯纤维网层压紧于混凝土找平层上，螺帽螺纹连接于锚杆的另一端并将托盘压紧于聚酯纤维网层上；所述托盘的四周均设置有限位连接槽，相邻托盘的限位连接槽之间通过柔性定位连接件相连，锚杆的另一端、托盘、螺帽以及柔性定位连接件均覆盖于第一混凝土喷层内。
4、作为本专利技术中一种优选的技术方案，所述柔性定位连接件包括两个定位件和连接两个定位件的连接件，两个定位件分别与相邻托盘的限位连接槽相连，两个定位件之间间距可调的连接于连接件的两端。
5、作为本专利技术中一种优选的技术方案，所述连接件的一端与一个定位件固定连接，连接件的另一端设置有沿两个定位件所在直线方向延伸的长条孔，长条孔所对应的定位件上设置有限位凸起，限位凸起贯穿长条孔。
6、作为本专利技术中一种优选的技术方案，所述限位凸起上设置有外螺纹，限位凸起上螺纹连接有定位螺母，定位螺母将连接件的另一端压紧于对应的定位件上。
7、作为本专利技术中一种优选的技术方案，所述连接件设置有两个，且两个连接件相互平行。
8、作为本专利技术中一种优选的技术方案，所述限位连接槽为t型槽或优弧槽，定位件的一端为与限位连接槽通过卡接方式匹配连接的t型结构或球形凸起。
9、作为本专利技术中一种优选的技术方案，所述钢筋网层中每个钢筋网的长度为6-12m，宽度为2-5m，钢筋网的网孔为矩形或菱形，聚酯纤维网层的长度为6-12m，宽度为2-5m，所述聚酯纤维网层由聚酯纤维丝编织而成，相邻钢筋网的交界处与相邻聚酯纤维网层的交界处通过柔性定位连接件压紧于混凝土找平层上。
10、另一方面，本专利技术还提供了一种高应力软岩巷道的支护方法，包括如下步骤：
11、在巷道内侧喷射混凝土找平层；
12、将锚杆的一端穿过混凝土找平层并打入巷道的围岩内部；
13、在混凝土找平层外的锚杆另一端挂设钢筋网层和聚酯纤维网层；
14、在锚杆另一端安装托盘和螺帽，以将钢筋网层和聚酯纤维网层压紧于聚酯纤维网层上；
15、将相邻的托盘通过柔性定位连接件连接；
16、浇筑第一混凝土喷层，使得托盘、螺帽以及柔性定位连接件均覆盖于第一混凝土喷层内，形成初次支护；
17、浇筑第二混凝土喷层，形成初次支护。
18、有益效果：本专利技术中的支护系统和支护方法，在巷道的围岩表面喷射混凝土找平层，起到封闭围岩的作用，并防止围岩吸水膨胀、风化和表面危岩垮落，减少巷道表面的凹凸差，提高钢筋网层与围岩表面的贴密性，然后将锚杆的一端穿过混凝土找平层并打入巷道的围岩内部，提高围岩的稳定性，使得钢筋网层、聚酯纤维网层的挂设更加简单，然后利用托盘和螺帽继续固定，保证初步稳定性，同时在相邻托盘的限位连接槽之间通过柔性定位连接件相连，进而很好的贴合在聚酯纤维网层外表面，并将所有的托盘结构连接在一起，形成一个整体的压合结构，进一步加强结构的稳定性，而且钢筋网层与聚酯纤维网层位于混凝土找平层和聚酯纤维网层之间，形成了强力的支护结构体系，由于中间夹了一层聚酯纤维网层，充分利用其柔性和卸压作用，且与混凝土咬合力好，能够改善混凝土抗拉、抗剪能力差的缺点，发挥混凝土抗压能力强的优势，聚酯纤维网将巷道围岩压力很好的卸压，均匀分布于整个支护体系，初次支护完成后，待浇筑的第一混凝土喷层达到设计强度后，进行第二混凝土喷层的复喷，复喷的第二混凝土喷层的厚度根据巷道变形量的大小而调整，该种施工方法使得初次支护形成的支护体系发挥适当的让压作用，使之具有一定的可缩性，能够承受变形地压和采动荷载，达到柔让适度，先让后抗的支护效果，之后再浇筑第二混凝土喷层，且第二混凝土喷层浇筑的厚度根据初次支护后巷道的变形情况而调整，完成二次支护。
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1.一种高应力软岩巷道的支护系统，其特征在于，包括于巷道内从内向外依次设置的混凝土找平层(1)、钢筋网层(2)、聚酯纤维网层(3)、第一混凝土喷层(4)和第二混凝土喷层(5)，还包括锚杆(6)、托盘(7)和螺帽(8)，锚杆(6)设置有多个，且每个锚杆(6)的一端均穿过混凝土找平层(1)并打入巷道的围岩内部，钢筋网层(2)、聚酯纤维网层(3)均挂设于锚杆(6)的另一端，托盘(7)套设于锚杆(6)的另一端并将钢筋网层(2)和聚酯纤维网层(3)压紧于混凝土找平层(1)上，螺帽(8)螺纹连接于锚杆(6)的另一端并将托盘(7)压紧于聚酯纤维网层(3)上；所述托盘(7)的四周均设置有限位连接槽(701)，相邻托盘(7)的限位连接槽(701)之间通过柔性定位连接件(9)相连，锚杆(6)的另一端、托盘(7)、螺帽(8)以及柔性定位连接件(9)均覆盖于第一混凝土喷层(4)内。
2.根据权利要求1所述的一种高应力软岩巷道的支护系统，其特征在于，所述柔性定位连接件(9)包括两个定位件(901)和连接两个定位件(901)的连接件(902)，两个定位件(901)分别与相邻托盘(7)的限位连接槽
3.根据权利要求2所述的一种高应力软岩巷道的支护系统，其特征在于，所述连接件(902)的一端与一个定位件(901)固定连接，连接件(902)的另一端设置有沿两个定位件(901)所在直线方向延伸的长条孔，长条孔所对应的定位件(901)上设置有限位凸起(903)，限位凸起(903)贯穿长条孔。
4.根据权利要求3所述的一种高应力软岩巷道的支护系统，其特征在于，所述限位凸起(903)上设置有外螺纹，限位凸起(903)上螺纹连接有定位螺母(904)，定位螺母(904)将连接件(902)的另一端压紧于对应的定位件(901)上。
5.根据权利要求2-4中任一项所述的一种高应力软岩巷道的支护系统，其特征在于，所述连接件(902)设置有两个，且两个连接件(902)相互平行。
6.根据权利要求2-4中任一项所述的一种高应力软岩巷道的支护系统，其特征在于，所述限位连接槽(701)为T型槽或优弧槽，定位件(901)的一端为与限位连接槽(701)通过卡接方式匹配连接的T型结构或球形凸起。
7.根据权利要求1所述的一种高应力软岩巷道的支护系统，其特征在于，所述钢筋网层(2)中每个钢筋网的长度为6-12m，宽度为2-5m，钢筋网的网孔为矩形或菱形，聚酯纤维网层(3)的长度为6-12m，宽度为2-5m，所述聚酯纤维网层(3)由聚酯纤维丝编织而成，相邻钢筋网的交界处与相邻聚酯纤维网层(3)的交界处通过柔性定位连接件(9)压紧于混凝土找平层(1)上。
8.一种高应力软岩巷道的支护方法，其特征在于，包括如下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种高应力软岩巷道的支护系统，其特征在于，包括于巷道内从内向外依次设置的混凝土找平层(1)、钢筋网层(2)、聚酯纤维网层(3)、第一混凝土喷层(4)和第二混凝土喷层(5)，还包括锚杆(6)、托盘(7)和螺帽(8)，锚杆(6)设置有多个，且每个锚杆(6)的一端均穿过混凝土找平层(1)并打入巷道的围岩内部，钢筋网层(2)、聚酯纤维网层(3)均挂设于锚杆(6)的另一端，托盘(7)套设于锚杆(6)的另一端并将钢筋网层(2)和聚酯纤维网层(3)压紧于混凝土找平层(1)上，螺帽(8)螺纹连接于锚杆(6)的另一端并将托盘(7)压紧于聚酯纤维网层(3)上；所述托盘(7)的四周均设置有限位连接槽(701)，相邻托盘(7)的限位连接槽(701)之间通过柔性定位连接件(9)相连，锚杆(6)的另一端、托盘(7)、螺帽(8)以及柔性定位连接件(9)均覆盖于第一混凝土喷层(4)内。
2.根据权利要求1所述的一种高应力软岩巷道的支护系统，其特征在于，所述柔性定位连接件(9)包括两个定位件(901)和连接两个定位件(901)的连接件(902)，两个定位件(901)分别与相邻托盘(7)的限位连接槽(701)相连，两个定位件(901)之间间距可调的连接于连接件(902)的两端。
3.根据权利要求2所述的一种高应力软岩巷道的支护系统，其特征在于，所述连接件(902)的一端与一个定位件(901)固定连接，连接件(90...
【专利技术属性】
技术研发人员：王鹏飞，郭永强，李鸿，付小雨，靳新季，王玉国，焦华喆，陈新明，
申请(专利权)人：山西沁新能源集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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