CN114086991A - 一种高海拔冻土层极破碎超大断面巷道支护方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高海拔冻土层极破碎超大断面巷道支护方法,包括:在巷道掘进之前,采用管棚支护的方式进行超前支护;巷道开挖后在巷道顶部均匀施工锚索和锚杆,施工完毕后,在巷道顶部挂设柔性钩花网,并使得柔性钩花网紧贴巷道壁;锚网支护完毕后,在巷道顶板施工注浆孔,利用注浆泵向注浆孔内注浆,使得所注浆体覆盖整个顶板,并在巷道两帮施工泄水孔,以将巷道顶部水引流至巷道两帮,同时在泄水孔内置入带孔的管材,以进行泄水;在巷道内架设工字钢,在架设完毕后,喷射混凝土,完成巷道支护。本发明的方法适用于高海拔、冻土层、极破碎岩体的超大断面巷道支护,可解决巷道肩部应力集中以及顶板淋水问题,能够提高巷道稳定性,防止地表塌陷。
Description
技术领域
本发明涉及采矿及岩石的钻进技术领域,特别涉及一种高海拔冻土层极破碎超大断面巷道支护方法。
背景技术
在矿山开采过程中,超大断面巷道掘进具有暴露面积大,支护困难等一系列难点,而在高海拔冻土层中穿破碎带的巷道掘进更是难上加难。高海拔导致了工人作业条件艰苦,劳动强度不宜过大,且巷道与地表距离较近,为保护高原地区地表植被,需加强支护效果,防止地表沉降;冻土层表明该地层含水丰富,在巷道掘进过程中需实施相应防水措施,另一方面,冻土层中冰的存在导致了冻土层的孔隙、微裂隙发育;破碎带表明了围岩条件较差,易发生冒顶,偏帮等安全事故,同时破碎带中节理裂隙发育,为地下水的流动提供了通道。
申请号为201510668540.1的专利申请公开了一种松散大断面巷道支护技术,用于解决大断面巷道因为支护不及时或支护效果不理想而带来的片帮、冒顶等安全隐患。但是该专利申请公开的技术方案为减少耗材,省去了刚性支护,这大大降低了支护效果,用于冻土层和破碎带条件下的大断面巷道支护时,安全性得不到保障,适用性不强。申请号为201910816313.7的专利申请公开了一种破碎顶板大断面巷道快速掘进的浅固深注支护方法,实现了掘进后的破碎顶板大断面煤巷和岩巷的有效支护。但是该专利申请公开的技术方案主要以注浆锚固支护为主,在极破碎围岩中开挖巷道存在极大安全隐患。
综上,现有的大断面巷道支护方法在用于冻土层和破碎带条件下的大断面巷道支护时,存在安全性得不到保障,具有极大安全隐患,适用性不强的问题。
发明内容
本发明提供了一种高海拔冻土层极破碎超大断面巷道支护方法,以解决现有的大断面巷道支护方法在用于冻土层和破碎带条件下的大断面巷道支护时,所存在的安全性得不到保障,具有极大安全隐患,适用性不强的技术问题。
为解决上述技术问题,本发明提供了如下技术方案:
一种高海拔冻土层极破碎超大断面巷道支护方法,包括:
在巷道掘进之前,采用管棚支护的方式进行超前支护;
超前支护施工完毕后进行***掘进工作,巷道开挖后在巷道顶部均匀施工锚固结构,在锚固结构施工完毕后,在巷道顶部挂设柔性钩花网,并使得柔性钩花网紧贴巷道壁;其中,所述锚固结构包括多根锚索和设置在锚索间的锚杆;
在柔性钩花网挂设完毕后,在巷道顶板施工注浆孔,利用注浆泵向所述注浆孔内注浆,使得所注浆体覆盖整个顶板,并在巷道两帮施工泄水孔,以将巷道顶部水引流至巷道两帮,同时在所述泄水孔内置入带孔的管材,以进行泄水;
在巷道内架设工字钢,在工字钢架设完毕后,喷射混凝土,完成巷道支护。
可选地,所述采用管棚支护的方式进行超前支护,包括:
从巷道起拱位置开始打设管棚;所述管棚采用Ф108×6无缝钢管,钢管间距为10~30cm,排距为1.5~2m,第一排管棚长度为15~30m,其余排长度为3~6m;
在管棚打设完毕后,向所述管棚的各钢管中进行注浆。
可选地,所述在巷道顶部均匀施工锚固结构,包括:
在巷道顶部均匀施工多根锚索,并在每两根锚索间分别施工一锚杆。
可选地,所述锚索的数量为4~6根,所述锚索的长度为5~8m;
所述锚杆的长度为2~2.5m,所述锚固结构的排距为1~2m。
可选地,所述注浆孔的孔深为1~1.5m,孔间隔为0.5~1m。
可选地,在利用注浆泵向所述注浆孔内注浆时,所注浆体为化学浆。
可选地,所述管材为PVC(Polyvinyl chloride,聚氯乙烯)管材。
可选地,所述工字钢的间距为1~1.5m,混凝土的喷射厚度为30~50mm。
本发明提供的技术方案带来的有益效果至少包括:
本发明提供的高海拔冻土层极破碎超大断面巷道支护方法,施工劳动强度低,从而减少了高原作业条件下工人的劳动量。采用长锚索-短锚杆-钩花网联合支护的方式解决了巷道肩部应力集中问题。采用打孔注浆的方式对冻土层和破碎带进行堵水,同时在巷道两帮布置泄水孔,一方面提高了破碎岩体的整体稳定性,另一方面解决了巷道顶板淋水问题。采用钢架、喷射混凝土的支护方式一方面提高了巷道稳定性,另一方面能够防止地表塌陷,保护高原地表植被。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明第一实施例提供的高海拔冻土层极破碎超大断面巷道支护方法的执行流程示意图;
图2是本发明第二实施例提供的高海拔冻土层极破碎超大断面巷道支护方法的一步骤开挖巷道剖面示意图;
图3是本发明第二实施例提供的高海拔冻土层极破碎超大断面巷道支护方法的二步骤开挖巷道剖面示意图。
附图标记说明:
1、冻土层极破碎围岩;2、长锚索;3、堵水化学浆;4、注浆孔;
5、短锚杆;6、无缝钢管;7、工字钢;8、泄水孔;9、混凝土。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
第一实施例
本实施例提供了一种高海拔冻土层极破碎超大断面巷道支护方法,其中,采用本实施例的超大断面巷道支护方法时,巷道分两步进行掘进,每一步支护方式的具体实施过程如图1所示,包括以下步骤:
S1,在巷道掘进之前,采用管棚支护的方式进行超前支护;
S2,超前支护施工完毕后进行***掘进工作,巷道开挖后在巷道顶部均匀施工锚固结构,在锚固结构施工完毕后,在巷道顶部挂设柔性钩花网,并使得柔性钩花网紧贴巷道壁;其中,锚固结构包括多根锚索和设置在锚索间的锚杆;
S3,在柔性钩花网挂设完毕后,在巷道顶板施工注浆孔,利用注浆泵向注浆孔内注浆,使得所注浆体覆盖整个顶板,并在巷道两帮施工泄水孔,以将巷道顶部水引流至巷道两帮,同时在泄水孔内置入带孔的管材,以进行泄水;
S4,在巷道内架设工字钢,在工字钢架设完后喷射混凝土,完成巷道支护。
综上,本实施例提供了一种适用于高海拔、冻土层、极破碎岩体的超大断面巷道支护方法,本实施例提供的超大断面巷道支护方法利用管棚进行超前支护,采用长锚索-短锚杆-钩花网联合支护的方式解决了巷道肩部应力集中问题。利用注浆加固顶部冻土及破碎岩体,结合两帮泄水孔治理顶板淋水问题,并采用钢架及喷射混凝土支护方式,有效提高了巷道稳定性,从而防止地表塌陷。
第二实施例
请参阅图2和图3,本实施例提供了一种高海拔冻土层极破碎超大断面巷道支护方法,其中,巷道分两步进行掘进,其中,一步骤开挖巷道剖面如图2所示,二步骤开挖巷道剖面如图3所示,每一步支护方式实施过程包括以下步骤:
(1)超前支护
在冻土层极破碎围岩1的巷道掘进之前,首先采用管棚支护的方式进行超前支护。其中,超前管棚采用Ф108×6的无缝钢管6,管棚从巷道起拱位置开始打设,钢管间距为10~30cm,排距为1.5~2m,第一排管棚长度为15~30m,后排长度为3~6m(管棚长度等参数可根据现场实际情况做调整,本实施例不作具体限定)。此外,由于在实际施工过程中发现,巷道掘进后超前支护的钢管发生严重变形,因此,本实施例在管棚打设完毕后,进一步在无缝钢管6中注浆加固,以增强超前支护强度。
(2)长锚索-短锚杆-钩花网联合支护
超前支护施工完毕后进行***掘进工作,巷道开挖后,首先进行长锚索-短锚杆-钩花网联合支护,具体为:在巷道顶部均匀施工4~6根长锚索2,锚索长度为5~8m,两锚索间施工短锚杆5,锚杆长度为2~2.5m。锚杆锚索排距为1~2m。施工完毕后,在巷道顶部挂设柔性钩花网,并使得柔性钩花网紧贴巷道壁。
(3)注浆堵水
为解决巷道顶板淋水问题,在锚网支护完毕后,本实施例还在巷道顶板施工注浆孔4,其孔深为1~1.5m,孔间隔为0.5~1m,然后利用注浆泵高压注浆,所注浆体为堵水化学浆3,化学浆可通过冻土层和破碎围岩孔裂隙进行流动,从而覆盖整个顶板。在巷道两帮施工泄水孔8,将巷道顶部水引流至巷道两帮,并在泄水孔8内置入带孔的PVC(Polyvinylchloride,聚氯乙烯)管材做泄水用。
(4)钢架-喷射混凝土支护
最后在巷道内架设工字钢7,架设时工字钢7的间距为1~1.5m,在工字钢7架设完毕后,喷射混凝土9,喷射厚度为30~50mm,最终完成巷道支护工作。
综上,本实施例提供了一种适用于高海拔、冻土层、极破碎岩体的超大断面巷道支护方法,本实施例提供的超大断面巷道支护方法利用管棚进行超前支护,采用长锚索-短锚杆-钩花网联合支护的方式解决了巷道肩部应力集中问题。利用注浆加固顶部冻土及破碎岩体,结合两帮泄水孔治理顶板淋水问题,并采用钢架及喷射混凝土支护方式,有效提高了巷道稳定性,从而防止地表塌陷。
此外,需要说明的是,在本文中,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者装置设备中还存在另外的相同要素。
最后需要说明的是,以上所述是本发明优选实施方式,应当指出,尽管已描述了本发明优选实施例,但对于本技术领域的技术人员来说,一旦得知了本发明的基本创造性概念,在不脱离本发明所述原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。所以,所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明实施例范围的所有变更和修改。
Claims (8)
1.一种高海拔冻土层极破碎超大断面巷道支护方法,其特征在于,包括:
在巷道掘进之前,采用管棚支护的方式进行超前支护;
超前支护施工完毕后进行***掘进工作,巷道开挖后在巷道顶部均匀施工锚固结构,在锚固结构施工完毕后,在巷道顶部挂设柔性钩花网,并使得柔性钩花网紧贴巷道壁;其中,所述锚固结构包括多根锚索和设置在锚索间的锚杆;
在柔性钩花网挂设完毕后,在巷道顶板施工注浆孔,利用注浆泵向所述注浆孔内注浆,使得所注浆体覆盖整个顶板,并在巷道两帮施工泄水孔,以将巷道顶部水引流至巷道两帮,同时在所述泄水孔内置入带孔的管材,以进行泄水;
在巷道内架设工字钢,在工字钢架设完毕后,喷射混凝土,完成巷道支护。
2.如权利要求1所述的高海拔冻土层极破碎超大断面巷道支护方法,其特征在于,所述采用管棚支护的方式进行超前支护,包括:
从巷道起拱位置开始打设管棚;所述管棚采用Ф108×6无缝钢管,钢管间距为10~30cm,排距为1.5~2m,第一排管棚长度为15~30m,其余排长度为3~6m;
在管棚打设完毕后,向所述管棚的各钢管中进行注浆。
3.如权利要求1所述的高海拔冻土层极破碎超大断面巷道支护方法,其特征在于,所述在巷道顶部均匀施工锚固结构,包括:
在巷道顶部均匀施工多根锚索,并在每两根锚索间分别施工一锚杆。
4.如权利要求3所述的高海拔冻土层极破碎超大断面巷道支护方法,其特征在于,所述锚索的数量为4~6根,所述锚索的长度为5~8m;
所述锚杆的长度为2~2.5m,所述锚固结构的排距为1~2m。
5.如权利要求1所述的高海拔冻土层极破碎超大断面巷道支护方法,其特征在于,所述注浆孔的孔深为1~1.5m,孔间隔为0.5~1m。
6.如权利要求1所述的高海拔冻土层极破碎超大断面巷道支护方法,其特征在于,在利用注浆泵向所述注浆孔内注浆时,所注浆体为化学浆。
7.如权利要求1所述的高海拔冻土层极破碎超大断面巷道支护方法,其特征在于,所述管材为PVC(Polyvinyl chloride,聚氯乙烯)管材。
8.如权利要求1所述的高海拔冻土层极破碎超大断面巷道支护方法,其特征在于,所述工字钢的间距为1~1.5m,混凝土的喷射厚度为30~50mm。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20220225 |