[发明专利]一种煤矿软岩大变形巷道支护中泡沫混凝土的充填施工方法

说明书

技术领域

本发明涉及巷道支护施工方法，具体涉及煤矿软岩大变形巷道支护中泡沫混凝土的充填施工方法，属于岩土支护技术领域。

背景技术

煤炭作为世界主要能源，一直占据着非常重要的地位。我国每年的煤炭生产量和消费量均居于世界前列，在社会经济生活一次能源消费结构中，煤炭始终作为第一能源，是我国能源安全的重要保障。随着经济的高速发展，煤炭的需求量剧增，而且在很长一段时间内将继续占据着十分重要的地位，2009年我国原煤产量达到30.5亿吨，居世界第一。与此相对应，中国煤炭行业每年的巷道掘进长度达6000km，其中10％以上为软岩巷道。我国30几个矿区存有软岩巷道支护问题，数百对矿井的生产和建设都遇到软岩巷道支护技术难题。

我国在可缩性金属支架的应用上取得了很大的发展，形成了U18、U25、U29、U36等一系列定型U型钢。由于U型钢可压缩支架特别适用于围压极为软弱地段，一些公路铁路隧道修建水平较高的国家，如瑞士等，广泛采用U型钢可缩性支架进行隧道开挖初期支护。在大变软岩隧道家竹箐隧道施工中，采用U29可缩性支架作为初期支护，架设后先用薄层喷混凝土封闭，待围岩变形基本稳定后，再复喷混凝土限制支架变形，取得了良好的效果。与U型钢支架相配套的就是壁后充填技术，人们先后进行了有益的探索和尝试，进行过矸石、毛石、水泥砂浆、炉渣、粉煤灰袋装材料和高水灰渣材料等多种材料的巷道支架壁后充填试验，支架壁充填作用十分明显。但是主要工序还没有实现机械化作业，劳动强度大，充填速度缓慢，充填材料力学性能不佳，充填效果不够理想等。因此，开发矿山跨采动压巷道的刚柔结合支护新支护技术及其配套施工方法具有重要的工程意义。

发明内容

本发明的目的是克服上述不足，而提供一种煤矿软岩大变形巷道支护中泡沫混凝土的充填施工方法。

本发明采取的技术方案为：

一种煤矿软岩大变形巷道支护中泡沫混凝土的充填施工方法，包括步骤如下：

(1)在架设完拱形棚体后沿巷道方向从外向内分单元铺设填充，每单元(15-20棚)长度10-15m，先在棚体外侧依次铺设双层塑料网和风筒布，每单元由下而上分段铺，最下段的塑料网和风筒布深入底板一段长度，相邻两段之间搭接100-150mm，将塑料网与棚体绑定；

(2)在棚体与塑料网之间顺巷道方向布置木背板、复新锚杆加固棚体，木背板、复新锚杆捆绑于棚体上，相邻两块木背板之间均匀布置复新锚杆；

(3)将棚体与巷道之间空隙用木板或横撑充填，将每单元的空隙两端头封闭；

(4)将泡沫混凝土输送到棚体与巷道的空隙充填，充填由下向上进行，先帮后顶，充填从下部向上部逐步进行，每次充填高度1—1.5m，防止泡沫混凝土分层和充填料物重力造成棚体移动，充填中顶时，每2-3m(3—4棚)充填一次；

(5)在棚体内侧自下而上喷浆处理，以覆盖塑料网为准，完毕后再进行下一单元铺设充填。上述方法中，步骤(1)所述的塑料网和风筒布用铁丝连接后直接一块铺设，为方便相邻两棚塑料网之间连网，提前将搭接处风筒布折起100—200mm，铺网后将风筒布恢复。

步骤(2)中木背板间距1200mm，最下排背板布置在底板以上400mm处。

步骤(4)中的泡沫混凝土为将水和425#水泥以质量比0.45～0.5:1在湿喷机上搅拌机内混合搅拌，形成水泥浆料，放入下搅拌机，经管道送出；将水和发泡剂以质量比40:1的比例混合，形成稀释液，由发泡机发泡；将泡沫通过管路连入水泥浆料管道，让水泥浆料与泡沫一起经过混泡器，形成泡沫混凝土。

步骤(5)所述的喷浆组成为：重量配比水泥：砂子：石子＝1：1.47：2.2，水灰比为0.45左右，速凝剂的掺入量为水泥重量的3％～5％；喷浆厚度40-60mm。

本发明的有益效果是：

1泡沫混凝土是一种大变形可塑性材料，能够很好的吸收围岩变形能

2泡沫混凝土现浇作业保证了U型钢支架在围岩变形过程中充分接触，受力均匀，解决了以往U型钢直接与围岩接触出现的应力集中，造成局部受力破坏弊端；

3充填从下部向上部逐步进行，每次充填高度1—1.5m，防止泡沫混凝土分层和充填料物重力造成棚体移动，有效保证了施工质量；

4充填作业、双层塑料网和风筒布作业、喷浆作业交替进行，实现了充填过程可视化，有效保障了充填质量。

附图说明

图1为棚体截面图；

图2为充填断面图；