[发明专利]一种破碎顶板巷道超前支护方法

说明书

本发明涉及一种破碎顶板巷道超前支护方法，具体是一种破碎顶板巷道超前高预紧力斜拉中空注浆锚索锚注/全锚支护方法，包括如下方面：（1）采用高强中空注浆锚索，中空注浆锚索的直径不小于φ22mm，破断力不小于400KN；（2）中空注浆锚索采用斜拉超前支护，与水平面的夹角为40°~60°；（3）中空注浆锚索的末端采用树脂端锚，且锚固后施加的预紧力不低于100KN；（4）注浆材料采用速凝有机或无机材料，注浆材料粘稠度高、重力作用下裂隙内不自流。

技术领域

本发明涉及巷道支护技术领域，尤其涉及到一种破碎顶板巷道超前支护方法，是一种破碎顶板巷道超前高预紧力斜拉中空注浆锚索锚注/全锚支护方法。

背景技术

巷道掘进是煤炭开采的首要条件，我国每年大约掘进30万米的巷道。巷道围岩作为巷道的直接承载结构，其物理力学性质直接影响岩体的承载能力。巷道按围岩性质分类，包括岩巷、穿层巷、半煤巷、煤巷等。不同性质的围岩，巷道的稳定性及自稳能力不同，特别是软岩巷道，受构造或动压影响，巷道围岩自稳时间短、矿压显现剧烈。

顶板围岩破碎分多种情况：（1）巷道处于褶皱轴或断层上下盘附近，围岩受构造挤压破碎；（2）顶板为托顶煤或原生层理极发育的软岩，顶板围岩受掘进扰动破坏；（3）巷道围岩因采掘活动，人为造成的破碎。其破碎顶板巷道掘进中共同点是：顶板破碎围岩短时间难以自稳，没有临时支护时间，顶板破碎围岩发生冒落。

现在多数矿井为深井大断面掘进，遇到地质异常区，围岩破碎、整体性差，巷道掘出后矿压显现十分剧烈，顶板短时间内不能自稳。传统方法多采用超前密集锚杆、超前管棚以及管棚注浆的方法，这种方法在超前支护中发挥了重大作用，但也存在以下弊端：（1）超前锚杆、超前管棚主动超前支护效果差，超前支护密度大，施工工程量大；（2）要求掌子面前围岩稳定的、有足够的支撑力与抗弯力；（3）注浆管棚，水泥浆固结慢，影响正常掘进工序。

现有的专利如《一种破碎顶板大断面巷道快速掘进的浅固深注支护方法》，多侧重于破碎软岩控制技术，对超前围岩控制研究较少。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种破碎顶板巷道超前支护方法，依托于当前成熟的高强锚注/全锚技术，拓展应用于超前支护上，为破碎顶板围岩临时支护与长久控制赢得时间，成功解决了破碎顶板巷道围岩控制的技术难题。

本发明是通过如下技术方案实现的，提供一种破碎顶板巷道超前支护方法，包括如下方面：

（1）采用中空注浆锚索，中空注浆锚索的直径不小于φ22mm，破断力不小于400KN；

（2）中空注浆锚索采用斜拉方式，中空注浆锚索与水平面的夹角为40°~60°，中空注浆锚索末端的竖直投影位于中空注浆锚索注浆端的前方；

（3）中空注浆锚索的末端采用树脂端锚，且锚固后施加的预紧力不低于100KN；

（4）中空注浆锚索注浆全锚，注浆材料采用速凝有机材料或速凝无机材料。

作为优化，中空注浆锚索的末端锚固于稳定岩层中，保证了锚固的可靠性，，由于多数顶板的深度大于4000mm，因此将中空注浆锚索的长度设置为不小于6000mm，以满足多数的使用要求。

作为优化，支护时，以排为单位进行打孔，每钻完一排孔，然后依次进行该排的锚索安装、预紧、注浆，整排锚索支护完毕后，再进行掘进。本优化方案采用一排一支一注浆的支护方法，提高了掘巷效率。

作为优化，注浆材料采用速凝的有机或无机材料，粘稠度高、重力作用下裂隙内不自流。

作为优化，迎头超前注浆加固后，采取小循环截割掘进，每循环掘进0.8米，截割后进行锚网索支护。本优化方案采用小循环截割掘进，更适合对破碎顶板巷道的支护，避免了随掘随冒的问题。