錨噴巷道兩幫混凝土噴層剪切破壞防治方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種錨噴巷道兩幫混凝土噴層剪切破壞防治方法，巷道內(nèi)設(shè)有兩幫混凝土噴層和圓弧段混凝土噴層，在兩幫混凝土噴層與圓弧段混凝土噴層之間設(shè)置分割層，將兩幫混凝土噴層與圓弧段混凝土噴層進(jìn)行分離，兩幫混凝土噴層中設(shè)置柔性讓壓層。兩幫混凝土噴層的底部截面為尖角朝下的三角形。兩幫混凝土噴層的底部設(shè)有底腳錨桿。兩幫混凝土噴層的頂部設(shè)有錨桿和加固鋼帶?？捎行Х乐巍爸眽Π雸A拱形巷道錨噴支護(hù)”時發(fā)生在兩幫直墻段與圓弧拱交點(diǎn)附近的混凝土噴層的剪切破壞，保障巷道的長期穩(wěn)定性。
【專利說明】錨噴巷道兩幫混凝土噴層剪切破壞防治方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種煤礦巷道圍巖維護(hù)技術(shù)，尤其涉及一種錨噴巷道兩幫混凝土噴層剪切破壞防治方法。
【背景技術(shù)】
[0002]直墻半圓拱形巷道因其施工簡便、有利于維護(hù)巷道圍巖的穩(wěn)定性而廣泛應(yīng)用于煤礦井巷工程中。巷道一般采用錨噴支護(hù)對巷道兩幫和頂板圍巖進(jìn)行加固，底板一般無支護(hù)。巷道混凝土噴層厚度一般在50?150mm。
[0003]如圖1所示，在遇到較大圍巖壓力時，直墻半圓拱形巷道兩幫混凝土噴層的破壞機(jī)制如下:
[0004]①對于直墻半圓拱巷道而言，其最大水平位移在巷道兩幫，半圓弧段的水平位移從上往下是逐漸變大的。巷道兩幫段與半圓弧段在水平方向的變形不協(xié)調(diào)，將會導(dǎo)致巷道在肩部區(qū)域出現(xiàn)破壞，該處的混凝土噴層逐漸開裂，發(fā)生剪切破壞。
[0005]②相對于較軟弱的巷道圍巖，混凝土噴層剛度較大，難以實現(xiàn)同步變形。沿巷道墻壁在鉛垂方向上，巷道圍巖的壓縮變形值大于混凝土噴層的壓縮變形值，兩者不匹配，導(dǎo)致了混凝土噴層在巷道肩部出現(xiàn)嚴(yán)重的剪切破壞，形成剪切裂縫，隨之直墻段混凝土噴層會出現(xiàn)較大面積的脫落承載能力喪失；并引起錨桿工作阻力損失，噴層和錨桿沒有起到共同支護(hù)作用。巷道變形初期，錨噴巷道中噴層極易出現(xiàn)開裂、離層。巷道變形后期，混凝土噴層則出現(xiàn)大范圍的剪切滑移破壞。
[0006]③由于巷道底板無支護(hù)或支護(hù)的強(qiáng)度不夠，導(dǎo)致底板巖體強(qiáng)度弱化嚴(yán)重，底板流變極易發(fā)展，形成圍巖體的流變通道；并導(dǎo)致底板與兩幫的整體移動，巷道兩幫沿水平方向向巷道中心移動，同時巷道底板中部向上凸起、兩底角內(nèi)移上抬，底鼓劇烈；巷道幫、頂巖體的承載能力及支護(hù)體強(qiáng)度也難以發(fā)揮出來，巷道收斂變形控制困難。
[0007]現(xiàn)有技術(shù)中，巷道變形破壞的主要類型包括頂板冒落、兩幫片幫、巷道底鼓和肩部剪切破壞。目前，對于上述前三種類型的破壞，均有較為系統(tǒng)的防治技術(shù)。頂板冒落的防治，主要是通過加強(qiáng)頂板的檢查、觀測和處理，提高頂板管理的技術(shù)水平，采用合理的支護(hù)類型、提高巷道對地壓的抵抗能力等措施來改善頂板的穩(wěn)定性，防止頂板冒落。片幫的防治主要是采用加強(qiáng)支護(hù)、噴漿、掛金屬網(wǎng)等措施。防治底鼓的措施主要從降低巷道圍巖應(yīng)力，加固圍巖或保持圍巖的強(qiáng)度這兩個方面考慮，防治措施主要包括合理的巷道布置、底板打錨桿、底板注漿、藥壺爆破、開槽卸壓等措施。
[0008]但是對于巷道肩部區(qū)域混凝土噴層的剪切破壞，還沒有對其產(chǎn)生的力學(xué)機(jī)理進(jìn)行深入系統(tǒng)的研究，也缺乏行之有效的防治技術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的是提供一種可有效防治“直墻半圓拱形巷道錨噴支護(hù)”的混凝土噴層的剪切破壞、保障巷道長期穩(wěn)定的錨噴巷道兩幫混凝土噴層剪切破壞防治方法。[0010]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
[0011]本發(fā)明的錨噴巷道兩幫混凝土噴層剪切破壞防治方法，巷道內(nèi)設(shè)有兩幫混凝土噴層和圓弧段混凝土噴層，在所述兩幫混凝土噴層與圓弧段混凝土噴層之間設(shè)置分割層，將所述兩幫混凝土噴層與圓弧段混凝土噴層進(jìn)行分離，所述兩幫混凝土噴層中設(shè)置柔性讓壓層。
[0012]由上述本發(fā)明提供的技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明實施例提供的錨噴巷道兩幫混凝土噴層剪切破壞防治方法，由于在兩幫混凝土噴層與圓弧段混凝土噴層之間設(shè)置分割層，在兩幫混凝土噴層中設(shè)置柔性讓壓層，可有效防治“直墻半圓拱形巷道錨噴支護(hù)”時發(fā)生在兩幫直墻段與圓弧拱交點(diǎn)附近的混凝土噴層的剪切破壞，保障巷道的長期穩(wěn)定性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的巷道到切破壞不意圖；
[0014]圖2為本發(fā)明實施例提供的錨噴巷道兩幫混凝土噴層剪切破壞防治方法的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖3為本發(fā)明實施例中分隔層與柔性讓壓層橫截面示意圖。
【具體實施方式】
[0016]下面將對本發(fā)明實施例作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。
[0017]本發(fā)明的錨噴巷道兩幫混凝土噴層剪切破壞防治方法，其較佳的【具體實施方式】是:
[0018]巷道內(nèi)設(shè)有兩幫混凝土噴層和圓弧段混凝土噴層，在所述兩幫混凝土噴層與圓弧段混凝土噴層之間設(shè)置分割層，將所述兩幫混凝土噴層與圓弧段混凝土噴層進(jìn)行分離，所述兩幫混凝土噴層中設(shè)置柔性讓壓層。
[0019]所述兩幫混凝土噴層的底部截面為尖角朝下的三角形。
[0020]所述兩幫混凝土噴層的底部設(shè)有底腳錨桿。
[0021]所述兩幫混凝土噴層的頂部設(shè)有錨桿和加固鋼帶。
[0022]所述加固鋼帶的橫截面為W型。
[0023]所述分割層使用軟木條或泡沫塑料條，所述柔性讓壓層使用軟木條或泡沫塑料條。
[0024]所述分割層的寬度等于混凝土噴層厚度、高度為50?100mm、長度為巷道長度。
[0025]所述柔性讓壓層的寬度等于混凝土噴層厚度、高度為50?100mm、長度為巷道長度。
[0026]本發(fā)明的錨噴巷道兩幫混凝土噴層剪切破壞防治方法，可有效防治“直墻半圓拱形巷道錨噴支護(hù)”時發(fā)生在兩幫直墻段與圓弧拱交點(diǎn)附近的混凝土噴層的剪切破壞，保障巷道的長期穩(wěn)定性。
[0027]具體實施例，如圖2所示:
[0028](I)對巷道兩幫混凝土噴層和圓弧段混凝土噴層進(jìn)行分離:在噴射混凝土噴層之前，在巷道兩幫和圓弧段連接處設(shè)置分割條，將兩幫混凝土噴層和圓弧段混凝土噴層分隔開，該技術(shù)能夠有效解決因巷道兩幫噴層和半圓弧段噴層在水平方向變形不協(xié)調(diào)而導(dǎo)致的巷道肩部區(qū)域混凝土噴層發(fā)生的剪切破壞問題。
[0029](2)在巷道兩幫混凝土噴層中設(shè)置柔性讓壓層:解決混凝土噴層剛度大、不易變形的問題，促使巷道圍巖和兩幫混凝土噴層在鉛垂方向(噴層的切向)的同步變形。
[0030](3)將噴層底腳由平底改為尖角朝下的三角形:減輕或消除巷道底腳處底鼓作用對混凝土噴層底邊施加的向上的擠壓力。
[0031](4)布置底腳錨桿:抵消由于巷道底鼓作用在混凝土噴層底部垂直向上的擠壓力。
[0032](5)直墻段上部布置錨桿和加固鋼帶:在直墻段上部布置錨桿，配合w型鋼帶，對直墻段頂部混凝土噴層進(jìn)行加固，防止噴層翹起。
[0033]具體實施例中的關(guān)鍵部件包含以下幾條:
[0034]分割層，如圖3所示:
[0035]使用軟木條，例如楊木或泡桐木；也可使用泡沫塑料條。
[0036]在噴射混凝土噴層之前，先在巷道兩幫和圓弧段連接處設(shè)置與混凝土噴層厚度相同的分割層，然后噴射混凝土，該技術(shù)能夠?qū)蓭突炷羾妼雍蛨A弧段混凝土噴層分離，有效解決兩幫混凝土噴層和半圓弧段混凝土噴層水平方向變形不協(xié)調(diào)的問題，進(jìn)而防止該區(qū)域混凝土噴層發(fā)生剪切破壞。
[0037]分割層的尺寸:寬度等于混凝土噴層厚度，高度一般取50?100mm，長度為巷道長度。
[0038]柔性讓壓層,如圖3所示:
[0039]使用軟木條，也可使用泡沫塑料條。
[0040]在兩幫混凝土噴層的中間位置設(shè)置一定厚度的柔性讓壓層，能夠解決混凝土噴層剛度大、不易變形的問題，實現(xiàn)巷道圍巖和兩幫混凝土噴層在鉛垂方向的同步變形。
[0041]讓壓層的尺寸:寬度等于混凝土噴層厚度，高度一般取50?100mm，長度為巷道長度。
[0042]噴層底腳由平底矩形改為尖角朝下的三角形:
[0043]將巷道底部的混凝土噴層由平底矩形改為尖角朝下的三角形，這樣可以避開作用在混凝土噴層底部垂直向上的力，改善兩幫混凝土噴層的受力情況。
[0044]布置底腳錨桿:
[0045]向巷道底腳打錨桿，可以對巷道底角區(qū)域的圍巖進(jìn)行加固，抵消由于巷道底鼓作用在混凝土噴層底部垂直向上的擠壓力。
[0046]直墻段上部布置錨桿和加固鋼帶:
[0047]在直墻段頂部附近布置沿噴層法線方向的錨桿，配合w型鋼帶，對直墻段頂部混凝土噴層進(jìn)行加固，防止其翹起。
[0048]采用本發(fā)明的技術(shù)，能夠防止巷道肩部混凝土噴層的剪切破壞，實現(xiàn)巷道圍巖與混凝土噴層在鉛垂方向的同步變形，使得噴層和錨桿起到共同支護(hù)作用，充分發(fā)揮巷道兩幫和頂板巖體的承載能力及支護(hù)體強(qiáng)度，保障巷道的長期穩(wěn)定性。此外，該技術(shù)施工方便，技術(shù)先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)合理。
[0049]以上所述，僅為本發(fā)明較佳的【具體實施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員在本發(fā)明披露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種錨噴巷道兩幫混凝土噴層剪切破壞防治方法，巷道內(nèi)設(shè)有兩幫混凝土噴層和圓弧段混凝土噴層，其特征在于，在所述兩幫混凝土噴層與圓弧段混凝土噴層之間設(shè)置分割層，將所述兩幫混凝土噴層與圓弧段混凝土噴層進(jìn)行分離，所述兩幫混凝土噴層中設(shè)置柔性讓壓層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的錨噴巷道兩幫混凝土噴層剪切破壞防治方法，其特征在于，所述兩幫混凝土噴層的底部截面為尖角朝下的三角形。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的錨噴巷道兩幫混凝土噴層剪切破壞防治方法，其特征在于，所述兩幫混凝土噴層的底部設(shè)有底腳錨桿。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的錨噴巷道兩幫混凝土噴層剪切破壞防治方法，其特征在于，所述兩幫混凝土噴層的頂部設(shè)有錨桿和加固鋼帶。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的錨噴巷道兩幫混凝土噴層剪切破壞防治方法，其特征在于，所述加固鋼帶的橫截面為W型。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項所述的錨噴巷道兩幫混凝土噴層剪切破壞防治方法，其特征在于，所述分割層使用軟木條或泡沫塑料條，所述柔性讓壓層使用軟木條或泡沫塑料條。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的錨噴巷道兩幫混凝土噴層剪切破壞防治方法，其特征在于，所述分割層的寬度等于混凝土噴層厚度、高度為50?100mm、長度為巷道長度。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的錨噴巷道兩幫混凝土噴層剪切破壞防治方法，其特征在于，所述柔性讓壓層的寬度等于混凝土噴層厚度、高度為50?100mm、長度為巷道長度。
【文檔編號】E21D11/02GK103982196SQ201410209021
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年5月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月16日
【發(fā)明者】陳新, 劉珂銘, 何曉升, 孫靖亞 申請人:中國礦業(yè)大學(xué)(北京)