[发明专利]一种动压半煤岩巷道非对称变形控制的棚索协同锚护方法及装置

说明书

本发明提供一种动压半煤岩巷道非对称变形控制的棚索协同锚护方法及装置，包括以下步骤：S101:在成型后的半煤岩巷道中使用限位卡缆搭建U型棚；S102:U型棚搭建完毕后，利用泥浆泵将搅拌后的混凝土对U型棚支护的半煤岩巷道进行喷浆充填形成壁后充填体，形成的壁后充填体将U型棚与半煤岩巷道固定连接，随后在喷浆后的半煤岩巷道上对煤岩分界面位置定位标记；S103:对半煤岩巷道标记的煤岩分界位置处进行钻孔；S104:用穿层预应力锚索穿入煤岩分界位置处钻孔中，对半煤岩巷道煤岩分界面位置处进行锚固。第二下腹板与锚索组合用于锚固，形成锚索、U型棚的一体支护，能够提升锚固效果。

技术领域

本发明属于半煤岩巷道支护领域，具体涉及一种动压半煤岩巷道非对称变形控制的棚索协同锚护方法及装置。

背景技术

煤岩分界面剪切滑移错动变形以及掘采扰动煤柱屈服失稳过程中应力集中转移导致的上下帮煤体剪切滑移错动变形量及变形位置差异扩大化，是动压影响下倾斜煤层沿空半煤岩巷非对称大变形破坏的主要诱因。对于该类巷道，围岩松软破碎，传统单一支护或功能简单叠加的联合支护已不再适应此类巷道围岩变形。U型棚与锚杆、锚索联合支护被逐渐推广，但仍存在以下问题：

1、托梁采用废旧U型钢进行钻孔二次加工，搭接式锁腿卡缆也需要专门定制加工，增加了现场施工的人力和物力成本，限制了其推广应用；

2、锚索通过托梁或锁腿卡缆与U型钢间接发生作用，当托梁和搭接式锁腿卡缆发生变形扭曲时，锚索预应力与U型钢间的力学传递效应会大打折扣，可靠性不足，无法形成预应力的有效扩散；

3、托梁和锁腿卡缆一般都是根据设计棚距、锚索直径等预先设计加工，一旦井下巷道围岩条件(如煤岩分界面位置)发生变化，则无法根据工程需要及时调整棚距、锚索直径及结构补偿位置等，灵活性较差。

因此，本发明通过棚索协同锚护，以解决上述技术问题。

发明内容

本发明要解决的问题：提供一种动压半煤岩巷道非对称变形控制的棚索协同锚护方法及装置，以解决现有非对称大变形控制技术不够完善，控制效果不够明显等缺陷，优化支护体系，使得半煤岩巷道与支护体耦合化承载，最终实现对非对称大变形的有效控制，具体方案如下：

一种动压半煤岩巷道非对称变形控制的棚索协同锚护方法，包括以下步骤：

S101:在成型后的半煤岩巷道中使用限位卡缆搭建U型棚；

S102:U型棚搭建完毕后，利用泥浆泵将搅拌后的混凝土对U型棚支护的半煤岩巷道进行喷浆充填形成壁后充填体，形成的壁后充填体将U型棚与半煤岩巷道固定连接，随后在喷浆后的半煤岩巷道上对煤岩分界面位置定位标记；

S103:对半煤岩巷道标记的煤岩分界位置处进行钻孔；

S104:用穿层预应力锚索穿入煤岩分界位置处钻孔中，对半煤岩巷道煤岩分界面位置处进行锚固。

进一步地，步骤S101具体为：

将一根顶梁和两根柱脚搭建成U型钢支架，随后在顶梁和两根柱脚的连接处上、中、下三个位置处分别安装第一限位卡缆、第二限位卡缆、第三限位卡缆，使得顶梁与两根柱脚固定连接形成U型钢支架，根据半煤岩巷道的长度安装多个U型钢支架，并用拉杆通过螺栓接头组件连接各U型钢支架并形成U型棚，同时在U型棚的顶部安装用于挡住煤矸石的钢筋网。

进一步地，所述第一限位卡缆、第二限位卡缆、第三限位卡缆的安装方法为：