[发明专利]煤矿巷道底板防底鼓预应力钢筋支护方法

说明书

煤矿巷道底板防底鼓预应力钢筋支护方法，包括以下步骤：在预应力钢筋下端设置导向帽和下锚具；滞后掘进迎头打设竖向钻孔；推送预应力钢筋至竖向钻孔孔底并灌浆锚固，预埋注浆管，并将隔板设置在注浆管上；铺设槽钢梁、安装配套的托盘和上锚具，并张拉预紧；对隔板以上至地面的竖向钻孔进行封孔，并对底板地面进行硬化；通过预埋注浆管对封孔段下方的竖向通孔内部进行注浆加固。本发明在对巷道顶板和两帮进行强力支护的基础上，通过对巷道底板采用“预应力钢筋形成锚索群支护与注浆加固”协同控制方法，实现底板“高强度、高预应力、大深度”主动及时支护，保证复杂困难条件下巷道底板稳定性。

技术领域

本发明属于煤矿巷道支护技术领域，具体涉及一种煤矿巷道底板防底鼓预应力钢筋支护方法。

背景技术

随着煤炭资源的逐步开采，煤矿开采深度日益增大、采动环境日益复杂、深部岩体呈现出软岩特性、巷道断面增长至大断面或特大断面，致使巷道底鼓问题日趋严重。对于煤矿巷道底板变形控制，目前常用的支护技术手段主要有：封闭支架支护、反底拱支护、锚杆支护、锚索支护以及注浆加固等，虽然采用常规技术手段减轻了巷道底板变形，但仍然存在以下问题：在支护设计思路上，仍然存在“重顶板和两帮、轻底板”的问题；在底板变形控制技术上，则存在底板“支护强度小、预应力不足、支护深度不够”的问题，致使底板破坏深度持续增大，使得底板处于“经常翻修、经常底鼓”的恶性循环当中，巷道底鼓问题得不到有效根治。

发明内容

本发明为了解决现有技术中的不足之处，提供一种煤矿巷道底板防底鼓预应力钢筋支护方法，该方法在对顶板和两帮进行强力支护的基础上，将“预应力钢筋形成锚索群支护和注浆加固”有机结合起来，可有效解决现有巷道底板变形控制技术中“支护强度小、预应力不足、支护深度不够”的问题，并通过注浆加固主动强化底板承载能力，真正实现巷道底板“高强度、高预应力、大深度”主动及时支护，进而有效控制深部高应力作用下软岩巷道严重底鼓问题。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：煤矿巷道底板防底鼓预应力钢筋支护方法，包括以下步骤，

（1）截取大于在巷道底板上进行竖向钻孔的深度50-100mm的预应力钢筋；将下锚具安装到预应力钢筋的下端部，使下锚具与预应力钢筋之间预紧，将导向帽安装到下锚具上，预应力钢筋的下端头位于导向帽内；

（2）在巷道掘出且顶板、两帮支护完成后，滞后掘进迎头40m-60m，按照设计巷道底板上的竖向钻孔的布置参数，在巷道底板上向下均匀钻若干个竖向钻孔；

（3）位于同一直线上的相邻的三个竖向钻孔为一组支护结构，将导向帽朝下，将带有导向帽和下锚具的预应力钢筋放入一组对支护结构的一个竖向钻孔内，直到导向帽下端与竖向钻孔的孔底接触后停止下放，使竖向钻孔的中心线与预应力钢筋的中心线重合；将搅拌好的水泥砂浆注入到竖向钻孔内形成灌浆锚固段，导向帽和下锚具被预埋到灌浆锚固段内；

（4）对该组支护结构的另两个竖向钻孔重复步骤（3）；

（5）截取一定长度的槽钢梁，将槽钢梁放置在该组支护结构的三个竖向钻孔的孔口上，在槽钢梁上开设三个钢筋穿孔和三个注浆孔，每个钢筋穿孔的中心线分别与一个竖向钻孔的中心线重合，每个注浆孔均邻近一个钢筋穿孔并位于一个竖向钻孔的孔口上方；

（6）选取一根注浆管和一个圆盘形的隔板，在隔板上开设第一圆孔和第二圆孔，第一圆孔位于隔板的中心处，第二圆孔与第一圆孔的距离等于相邻的钢筋穿孔和注浆孔的距离，将隔板放置到槽钢梁的底部，第一圆孔与钢筋穿孔上下对应，第二圆孔与注浆孔上下对应，将预应力钢筋上端自下而上穿过第一圆孔和钢筋穿孔，注浆管下端自上而下穿过注浆孔和第二圆孔，注浆管下端伸入到竖向钻孔内一段距离后，将槽钢梁抬起，在注浆管上位于隔板下方的位置设置支撑环，并使用胶带缠绕到注浆管上使支撑环固定，支撑环的外径大于第二圆孔的孔径，松开隔板，隔板落到支撑环上，放下槽钢梁，继续下放注浆管，使隔板距离竖向钻孔的孔口4000-500mm后停止；