[发明专利]一种用于煤矿井下锚杆锚索巷道抑制顶板变形的方法

说明书

技术领域：

本发明属于一种抑制煤矿井下巷道顶板变形的方法，特别是一种利用钻孔技术抑制顶板的变形的方法。

背景技术

在长期的煤矿开采过程中，巷道支护是矿井生产最重要的工作之一，是提高生产效率和矿井安全正常生产的基本保障，由于采煤技术的不断提高和开采强度的加大、巷道断面加大，促使掘进巷道速度加快以适应机械化的快速回采工作，从以前的金属棚架支护发展到现在的锚杆锚索支护，支护形式发生重大改变，锚杆锚索支护大大提高掘进巷道速度，减轻工人的劳动强度，不足之处是在使用锚杆锚索支护过程中不同程度的出现顶板变形情况，以及由于变形严重等原因造成顶板冒落事故的发生。

因为当围岩不稳定时顶板就会出现变形严重现象，如复合层围岩，断层破碎带，大断面硐室三角点等，都会出现锚杆折断频繁、顶板围岩发酥、锚杆托盘陷入顶板，锚索崩断、退锁、抽签，金属网胀破，片、块崩落，顶板兜货严重等，在顶板变形过程中，巷道从未开掘前的平衡状态到开掘后的围岩应力进行的压力二次分布状态，锚杆锚索不能约束其沿轴向岩层膨胀和垂直于轴向的岩层剪切错动，不能约束巷道围岩的破碎区、塑性区、弹性区，促使围岩临空变形和移动，由于围岩内部存在减速加速变形阶段，巷道表面存在高应力腐蚀，片、块崩落，结构失稳，反应巷道处于非稳定状态，围岩深处已发生显著塑性大变形，强度的衰减随变形而加剧，内部的微观细观节理和裂隙进一步发生扩容、扩展，其中多数互相切割、贯通，围岩内部岩层层面间发生强烈剪切和往复搓动，若任其发展，顶板则有垮落后果。

针对上述情况，目前一般采取以下方法：①补打锚杆锚索，增加巷道支护强度。②架设金属棚。二种方法在实践中成本高，投入大，工序复杂。

发明内容

本发明的目的是根据已有技术存在的问题，提供一种钻孔技术方法，工艺简单，操作方便，基本不增加设备，节省人员，成本低，使顶板较深处围岩内部能量得到释放，高集中应力点发生转移，从而达到抑制顶板变形过快的目的。增强巷道安全稳定性。

本发明提供的技术方案如下：巷道顶板使用锚杆锚索支护后，对顶板进行跟踪钻孔，钻孔位置以锚杆、锚索为中心的半径0.2-0.3米处开始布置展开，钻孔孔间距离0.4-0.8米；钻孔深度距离老顶1米处，这样既不影响锚索的锚固强度又能有效的抑制顶板的变形；钻孔角度与相邻锚杆锚索平行；钻孔直径与锚索直径相同。

上述对顶板进行跟踪钻孔作业时，巷道顶板无裂隙，成形好，平整，在对顶板打完锚杆、锚索后50米开始进行滞后跟踪钻孔。

上述对顶板进行跟踪钻孔作业时，巷道顶板成形不好，顶板有裂隙，不平整，在对顶板打完锚杆、锚索后立即进行跟踪钻孔。

本发明的优点：采用巷道使用锚杆锚索支护后对顶板进行跟踪钻孔，以分解和削弱由巷道从平衡状态到压力的二次分布状态给顶板带来的压力，增强顶板抗压能力，最大限度的抑制顶板变形，降低顶板冒落的机率，增强巷道安全稳定性。该方法不需新增设备，不需另设管线，操作简单，延长巷道使用期限，减少巷道维修次数及维修费用，减少支护材料的后期投入，降低人工成本，具有良好的推广价值。本方法适用于砂岩顶板、复合层顶板、煤顶板的巷道。

附图说明

图1是本发明的巷道断面结构示意图。

图2是巷道顶板支护状态及钻孔布置示意图。

具体实施方式

见图1、2，本发明提供的方法根据巷道顶板岩石特性，确定两种具体实施方式：

实施方式1

砂岩顶板巷道顶板无裂隙，成形好，平整。在掘进作业时，在对顶板打完锚杆1、锚索2后50米开始进行滞后跟踪钻孔，这样不影响工作面的正常掘进速度，随着掘进设备的前行，钻孔作业随后进行。钻孔3深度要超过伪顶、直接顶，距离老顶1米处，这样既不影响锚索的锚固强度又能有效的抑制顶板的变形，钻孔3的布置以锚杆1、锚索2为中心，半径N为0.2-0.3米处开始展开，孔间距离L为0.8米。钻孔角度与相邻锚杆锚索平行。钻孔直径与锚索直径相同。

实施方式2

复合层顶板与煤顶板成形不好，顶板有裂隙，不平整，在掘进作业时，在对顶板打完锚杆1、锚索2后立即进行跟踪钻孔，钻孔3深度要距离老顶1米处，钻孔3的布置以锚杆1、锚索2为中心，半径N为0.2米处开始展开，孔间距离L为0.4米。钻孔角度与相邻锚杆锚索平行。钻孔直径与锚索2直径相同。