CN107060808A - 一种新型煤矿井下巷道联合支护结构及其施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种新型煤矿井下巷道联合支护结构及其施工方法，它包含有内层锚网和锚索，在内层锚网外还有一层外层锚网，外层锚网外是一层矿用竹篾席，外层锚网和矿用竹篾席用U型棚支撑并用钢丝绑扎，U型棚用U型卡固定，U型卡用锚索固定在牢固的围岩体B上，在内层锚网和外层锚网之间浇有砼。它采用锚网索+U型棚+砼+锚索的巷道联合支护结构，有效的解决了目前使用的普通锚网索支护或U型棚及其它金属支护结构随着开采深度的增加不能满足巷道支护的需求，出现锚网支护结构兜网，锚杆失效，U型棚支护结构出现折梁断腿或刹杆压断掉落出现空帮空顶失去支护能力影响矿井安全生产的问题，取得很好的实用效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种新型煤矿井下巷道联合支护结构及其施工方法，属于煤矿井下巷道支护技术领域。
背景技术
根据目前煤矿井下现有的巷道支护中，木支护结构已经被淘汰了，现使用的普通锚网索支护或U型棚及其它金属支护结构随着开采深度的不断增加也随之满足不了巷道支护的需求，特别是应力集中的软岩巷道及围岩破碎的巷道中更不能有效的进行支护，锚网索支护的巷道内出现锚网兜网，锚杆拉断支护失效，U型棚支护的巷道内出现折梁断腿，刹杆压断掉落出现空帮空顶等严重的支护问题，严重影响到了矿井的安全生产。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种新型煤矿井下巷道联合支护结构及其施工方法，采用锚网索+U型棚+砼+锚索的巷道联合支护结构，有效的解决了目前使用的普通锚网索支护或U型棚及其它金属支护结构随着开采深度的增加不能满足巷道支护的需求，出现锚网支护结构兜网，锚杆失效，U型棚支护结构出现折梁断腿或刹杆压断掉落出现空帮空顶失去支护能力影响矿井安全生产的问题。
本发明的技术方案是：一种新型煤矿井下巷道联合支护结构，它包含有内层锚网和锚索，在内层锚网外还有一层外层锚网，外层锚网外是一层矿用竹篾席，外层锚网和矿用竹篾席用U型棚支撑并用钢丝绑扎，U型棚用U型卡固定，U型卡用锚索固定在牢固的围岩体B上，在内层锚网和外层锚网之间浇有砼。
所述内层锚网和外层锚网均采用钢筋焊接成网状支护物，其网孔为正方形，边长为80～120mm。
所述锚索安装在锚孔内，并用锚固剂固定在牢固的围岩体B上，锚索的直径为21.6mm，其抗拉强度不低于1770Mpa，锚固剂的锚固强度大于25Mpa。
所述锚索在牢固的围岩体B中的锚固长度不低于2m。
所述U型棚为采用29#U型钢加工的三心拱的拱形U型棚，棚距为350～450mm。
所述锚孔的孔径为φ25mm，锚孔的间排距均为700～900mm。
所述砼的强度不低于40Mpa。
一种新型煤矿井下巷道联合支护结构，其施工方法及步骤为：
（一）先在松软或破碎的围岩体A上经扩帮挑顶后巷道宽度和高度达到设计的巷道断面，预先从松软或破碎的围岩体A上开孔，施工钻锚孔到完整的围岩体B上；
（二）利用锚索将锚固剂逐节装入到锚孔底部的完整围岩体B段，通过锚杆机设备将锚索安装到锚孔内旋转锚索刺破锚固剂并搅拌均匀使锚固剂凝固，将锚索的末端与完整围岩体B锚固连接在一起；
（三）挂上内层锚网并紧固锚索进行支护破碎的围岩体A；
（四）在已支护的锚网索巷道断面内套棚支设U型棚，使支设的U型棚外边缘轮廓面与已支护的锚网索巷道轮廓面之间至少有500mm的空间；
（五）在U型棚的外边缘的轮廓面上铺设外层锚网和矿用竹篾席，并用铁丝将外层锚网和矿用竹篾席捆绑固定在U型棚上；
（六）在U型棚外边缘轮廓面与已支护的锚网索巷道轮廓面之间形成一个封闭的空间内浇灌砼；
（七）在套设的U型棚的棚腿上距离巷道底板300～500mm的位置和棚梁正中间各施工2棵同样规格的锚索，并U型卡将U型棚固定在牢固的围岩体B上，将棚梁腿加强支护形成一种联合支护的整体支护形式。
本发明的有益效果是：与现有技术相比，本发明采用锚网索+U型棚+砼+锚索的联合支护结构，通过锚网索直接对软岩或破碎围岩体进行支护的情况下，套设U型棚并在U型棚的外边缘上铺设钢筋网和矿用竹篾席与锚网索支护轮廓面之间形成的封闭空间内浇灌混凝土，同时在U型棚的棚梁腿上分别施工锚索并对软岩或破碎围岩体进行二次支护，同时锚索对U型棚产生了一定的预紧力，能减小U型棚的变形量；此联合支护形式利用了U型棚和混凝土支护对软岩或破碎围岩巷道初期能有效支护的优点，又利用锚网索支护和锚索加强支护与完整岩层之间形成的主动支护关系，互补了U型棚和混凝土支护的被动支护局面，有效的解决了锚网支护巷道出现兜网，锚杆失效以及U型棚支护巷道出现折梁断腿、刹杆掉落出现空帮空顶失去支护能力影响矿井安全生产的问题。该技术施工较为简单，井下容易操作，支护效果明显，在原来巷道支护基础上延长了巷道的服务年限，为矿井的安全生产提供了有力的保障，取得很好的实用效果。
附图说明
图1一种新型煤矿井下巷道联合支护结构的结构示意图；
图2一种新型煤矿井下巷道联合支护结构A—A剖视图；
图3一种新型煤矿井下巷道联合支护结构B—B剖视图；
图中标识为：1、内层锚网，2、锚索，3、锚固剂，4、围岩体B，5、锚孔，6、围岩体A，7、U型棚，8、矿用竹篾席，9、砼，10、外层锚网，11、U型卡。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将参照本说明书附图对本发明作进一步的详细描述。
实施例1：一种新型煤矿井下巷道联合支护结构，它包含有内层锚网1和锚索2，在内层锚网1外还有一层外层锚网10，外层锚网10外是一层矿用竹篾席8，外层锚网10和矿用竹篾席8用U型棚7支撑并用钢丝绑扎，U型棚7用U型卡11固定，U型卡11用锚索2固定在牢固的围岩体B6上，在内层锚网1和外层锚网10之间浇有砼9。
所述内层锚网1和外层锚网10均采用钢筋焊接成网状支护物，其网孔为正方形，边长为80～120mm。在本实施例中, 内层锚网1和外层锚网10均采用φ6.5mm的钢筋焊接成规格为长×宽=1790×890mm的网状支护物，其网孔规格为长×宽=100×100mm。
所述锚索2安装在锚孔5内，并用锚固剂3固定在牢固的围岩体B6上，锚索2的直径为21.6mm，其抗拉强度为1900Mpa，锚固剂3的锚固强度为30Mpa。
所述锚索2在牢固的围岩体B6中的锚固长度为2.2m。
所述U型棚7为采用29#U型钢加工的三心拱的拱形U型棚，棚距为350mm。
所述锚孔5的孔径为φ25mm，锚孔5的间排距均为700mm。
所述砼9的强度为45Mpa。
一种新型煤矿井下巷道联合支护结构，其施工方法及步骤为：
（一）先在松软或破碎的围岩体A4上经扩帮挑顶后巷道宽度和高度达到设计的巷道断面，预先从松软或破碎的围岩体A4上开孔，施工钻锚孔5到完整的围岩体B6上；
（二）利用锚索2将锚固剂3逐节装入到锚孔5底部的完整围岩体B6段，通过锚杆机设备将锚索2安装到锚孔5内旋转锚索2刺破锚固剂3并搅拌均匀使锚固剂3凝固，将锚索2的末端与完整围岩体B6锚固连接在一起；
（三）挂上内层锚网1并紧固锚索2进行支护破碎的围岩体A4；
（四）在已支护的锚网索巷道断面内套棚支设U型棚7，使支设的U型棚7外边缘轮廓面与已支护的锚网索巷道轮廓面之间至少有500mm的空间；
（五）在U型棚7的外边缘的轮廓面上铺设外层锚网10和矿用竹篾席8，并用铁丝将外层锚网10和矿用竹篾席8捆绑固定在U型棚7上；
（六）在U型棚7外边缘轮廓面与已支护的锚网索巷道轮廓面之间形成一个封闭的空间内浇灌砼9；
（七）在套设的U型棚7的棚腿上距离巷道底板300mm的位置和棚梁正中间各施工2棵同样规格的锚索2，并U型卡11将U型棚7固定在牢固的围岩体B6上，将棚梁腿加强支护形成一种联合支护的整体支护形式。
实施例2：一种新型煤矿井下巷道联合支护结构，它包含有内层锚网1和锚索2，在内层锚网1外还有一层外层锚网10，外层锚网10外是一层矿用竹篾席8，外层锚网10和矿用竹篾席8用U型棚7支撑并用钢丝绑扎，U型棚7用U型卡11固定，U型卡11用锚索2固定在牢固的围岩体B6上，在内层锚网1和外层锚网10之间浇有砼9。
所述内层锚网1和外层锚网10均采用钢筋焊接成网状支护物，其网孔为正方形，边长为80～120mm。在本实施例中, 内层锚网1和外层锚网10均采用φ6.5mm的钢筋焊接成规格为长×宽=1790×890mm的网状支护物，其网孔规格为长×宽=120×120mm。
所述锚索2安装在锚孔5内，并用锚固剂3固定在牢固的围岩体B6上，锚索2的直径为21.6mm，其抗拉强度为1800Mpa，锚固剂3的锚固强度为30Mpa。
所述锚索2在牢固的围岩体B6中的锚固长度为3m。
所述U型棚7为采用29#U型钢加工的三心拱的拱形U型棚，棚距为450mm。
所述锚孔5的孔径为φ25mm，锚孔5的间排距均为900mm。
所述砼9的强度为50Mpa。
一种新型煤矿井下巷道联合支护结构，其施工方法及步骤为：
（一）先在松软或破碎的围岩体A4上经扩帮挑顶后巷道宽度和高度达到设计的巷道断面，预先从松软或破碎的围岩体A4上开孔，施工钻锚孔5到完整的围岩体B6上；
（二）利用锚索2将锚固剂3逐节装入到锚孔5底部的完整围岩体B6段，通过锚杆机设备将锚索2安装到锚孔5内旋转锚索2刺破锚固剂3并搅拌均匀使锚固剂3凝固，将锚索2的末端与完整围岩体B6锚固连接在一起；
（三）挂上内层锚网1并紧固锚索2进行支护破碎的围岩体A4；
（四）在已支护的锚网索巷道断面内套棚支设U型棚7，使支设的U型棚7外边缘轮廓面与已支护的锚网索巷道轮廓面之间至少有500mm的空间；
（五）在U型棚7的外边缘的轮廓面上铺设外层锚网10和矿用竹篾席8，并用铁丝将外层锚网10和矿用竹篾席8捆绑固定在U型棚7上；
（六）在U型棚7外边缘轮廓面与已支护的锚网索巷道轮廓面之间形成一个封闭的空间内浇灌砼9；
（七）在套设的U型棚7的棚腿上距离巷道底板500mm的位置和棚梁正中间各施工2棵同样规格的锚索2，并U型卡11将U型棚7固定在牢固的围岩体B6上，将棚梁腿加强支护形成一种联合支护的整体支护形式。
Claims (8)
1.一种新型煤矿井下巷道联合支护结构，它包含有内层锚网（1）和锚索（2），其特征在于：在内层锚网（1）外还有一层外层锚网（10），外层锚网（10）外是一层矿用竹篾席（8），外层锚网（10）和矿用竹篾席（8）用U型棚（7）支撑并用钢丝绑扎，U型棚（7）用U型卡（11）固定，U型卡（11）用锚索（2）固定在牢固的围岩体B（6）上，在内层锚网（1）和外层锚网（10）之间浇有砼（9）。
2.根据权利要求1所述的一种新型煤矿井下巷道联合支护结构，其特征在于：所述内层锚网（1）和外层锚网（10）均采用钢筋焊接成网状支护物，其网孔为正方形，边长为80～120mm。
3.根据权利要求1所述的一种新型煤矿井下巷道联合支护结构，其特征在于：所述锚索（2）安装在锚孔（5）内，并用锚固剂（3）固定在围岩体（6）上，锚索（2）的直径为21.6mm，其抗拉强度不低于1770Mpa，锚固剂（3）的锚固强度大于25Mpa。
4.根据权利要求1或3所述的一种新型煤矿井下巷道联合支护结构，其特征在于：所述锚索（2）在围岩体（6）中的锚固长度不低于2m。
5.根据权利要求1所述的一种新型煤矿井下巷道联合支护结构，其特征在于：所述U型棚（7）为采用29#U型钢加工的三心拱的拱形U型棚，棚距为350～450mm。
6.根据权利要求3所述的一种新型煤矿井下巷道联合支护结构，其特征在于：所述锚孔（5）的孔径为φ25mm，锚孔（5）的间排距均为700～900mm。
7.根据权利要求1所述的一种新型煤矿井下巷道联合支护结构，其特征在于：所述砼（9）的强度不低于40Mpa。
8.根据权利要求1～3、5～7所述的任意一种新型煤矿井下巷道联合支护结构，其特征在于：其施工方法及步骤为：
（一）先在松软或破碎的围岩体A（4）上经扩帮挑顶后巷道宽度和高度达到设计的巷道断面，预先从松软或破碎的围岩体A（4）上开孔，施工钻锚孔（5）到完整的围岩体B（6）上；
（二）利用锚索（2）将锚固剂（3）逐节装入到锚孔（5）底部的完整围岩体B（6）段，通过锚杆机设备将锚索（2）安装到锚孔（5）内旋转锚索（2）刺破锚固剂（3）并搅拌均匀使锚固剂（3）凝固，将锚索（2）的末端与完整围岩体（6）锚固连接在一起；
（三）挂上内层锚网（1）并紧固锚索（2）进行支护破碎的围岩体A（4）；
（四）在已支护的锚网索巷道断面内套棚支设U型棚（7），使支设的U型棚（7）外边缘轮廓面与已支护的锚网索巷道轮廓面之间至少有500mm的空间；
（五）在U型棚（7）的外边缘的轮廓面上铺设外层锚网（10）和矿用竹篾席（8），并用铁丝将外层锚网（10）和矿用竹篾席（8）捆绑固定在U型棚（7）上；
（六）在U型棚（7）外边缘轮廓面与已支护的锚网索巷道轮廓面之间形成一个封闭的空间内浇灌砼（9）；
（七）在套设的U型棚（7）的棚腿上距离巷道底板300～500mm的位置和棚梁正中间各施工2棵同样规格的锚索（2），并U型卡（11）将U型棚（7）固定在牢固的围岩体B（6）上，将棚梁腿加强支护形成一种联合支护的整体支护形式。
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