CN111119935B - 一种巷道松软破碎构造围岩多层次注浆加固方法 - Google Patents
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Abstract
一种巷道松软破碎构造围岩多层次注浆加固方法，属于采矿与岩土工程巷道注浆加固技术领域，可解决巷道松软破碎构造围岩段变形量大的问题，本发明采用多层次注浆加固方法，通过现有注浆材料和注浆设备进行多层次注浆作业，施工方便；通过对巷道松软破碎构造围岩进行多层次注浆加固，利用注浆加固后形成的外部承载体和内部承载体，且内外部承载体之间通过注浆锚索有效联接，有效的提升了松软破碎构造围岩的承载能力，控制了松软破碎构造围岩的变形量，提高了松软破碎围岩的整体承载能力，且极大程度上节省了注浆成本，具有较好的经济与社会效益，增强了被注体的整体承载性能，实现了保障巷道松软破碎构造围岩稳定的目的。
Description
技术领域
本发明属于采矿与岩土工程巷道注浆加固技术领域，具体涉及一种巷道松软破碎构造围岩多层次注浆加固方法。
背景技术
随着我国煤矿开采规模的逐年扩大，矿井的地质及地质条件越来越趋于复杂，尤其巷道在经过松软破碎构造围岩段时，此时若仅仅采用锚网索或者架棚的支护方式，难以控制巷道围岩的变形，锚网索支护在松软破碎构造围岩段会由于围岩开裂破坏、内部完整结构消失，致使可锚性下降，出现锚杆锚索预紧过程所需的锚固力不足的现象，即无法充分发挥其自身的锚固特性；破碎围岩巷道采用棚式支架配合金属网护帮护顶，可以防止破碎围岩的瞬时突然塌落冒顶，但由于棚式支护为被动支护，难以对围岩施加控制变形的预应力，棚式支架随着围岩变形的发生和增加，所承受的围岩挤压力增加，实现对围岩变形的抵抗与控制，棚式支架发挥支护作用的过程也是破碎围岩变形的发展过程。松软破碎构造围岩在采用棚式支架的支护方式时，支架往往随所受围岩应力的增加自身变形量增大，最终因过载造成支架破坏、支护失效，且高应力、大断面等不利条件将加速棚式支架的变形破坏。
破碎围岩注浆加固时，浆液注入破碎围岩后充填围岩内部裂隙，并对开裂破坏的围岩进行胶结，使围岩内部形成的裂隙消失，围岩恢复为具有完整结构的连续体。当充入裂隙的浆液结石体具有足够强度时，可有效阻止在高应力作用下围岩内部开裂离层位置的扩容性破坏的发展。可见，注浆加固是在改变破碎围岩内部结构基础上实现对围岩的加固过程，同时能够提升破碎围岩的可锚性，为锚杆锚索支护提供足够的锚固力。但单纯的破碎围岩注浆，并未改变围岩的应力条件，高应力环境下，围岩自身及围岩裂隙面与浆液结石体间，都容易发生二次开裂破坏，因而煤矿井下松软破碎构造围岩采用单纯注浆加固也易发生加固后的再次破坏，基于此需在松软破碎构造巷道围岩原有支护方式下采用多层次注浆加固技术。
在公开文献中可以获得公开号为CN 104533452 A的“一种煤矿井下破碎煤体分段式注浆加固方法”专利，其对破碎煤体进行加固的方式为首先是通过短注浆管对巷道5~7m范围内注入水泥浆液对破碎煤体进行加固，在巷道卸压松动圈范围内形成第一道屏障，随后待第一道屏障凝固后，采用低压大流量和高压小流量注浆泵相配合，通过长注浆管对第一道屏障层以里注入水泥浆液对巷道围岩进行加固，该方法存在的缺点其一是采用单液水泥浆液其颗粒度大，浆液难以注入岩层的细小裂隙或孔隙中，扩散半径较小，且凝结时间不易控制，会在较大程度上影响注浆加固效果；其二为采用两层聚氨酯反应袋形成第一道屏障层的注浆加固区域，在进行两层聚氨酯反应袋的安装时较难实现；其三为采用长短注浆管对破碎围岩体一定深度范围的破碎围岩体进行注浆加固会消耗大量注浆材料，注浆工程量过大、注浆加固成本过高。
在公开文献中可以获得公开号为CN 103982197 A的“一种深部巷道非连续双壳加固方法”专利，该方法为在巷道掘进时一次支护采用锚网索梁进行支护，在巷道表面喷射一层厚度为100mm的混凝土层，随后再进行巷道围岩0~3m范围内的围岩进行注浆加固形成深部加固壳，待注浆加固作业完成后实施二次支护作业，通过在巷道表面采用长环形支架形成应力承载外壳，进而形成巷道的双壳加固。该方法存在的缺点其一是该种加固方法仅能在巷道围岩相对完整的情况下采用，若围岩过于松软破碎时，锚杆（索）便会失效，会致使形成的深部壳体稳定性差；其二为巷道在进行二次支护时采用长环形支架，在支架与巷道表面垫设背板形成应力承载外壳，该种外壳结构容易致使出现受力不均，支架局部变形量大的问题，且应力承载外壳间的整体性相对较差，无法充分保证巷道围岩的稳定。
为了解决巷道松软破碎构造围岩段变形量大的问题，实现松软破碎构造段围岩的裂隙充实压密、提高巷道围岩结构面的强度和刚度及提升围岩的整体性，以此有效控制巷道围岩的变形量，达到保证巷道围岩稳定的效果，迫切需要寻求一种用于巷道松软破碎构造围岩多层次注浆加固的方法。
发明内容
本发明的目的在于解决巷道松软破碎构造围岩段变形量大的问题，实现松软破碎构造段围岩的裂隙充实压密、提高巷道围岩结构面的强度和刚度及提升围岩的整体性，以此有效控制巷道围岩的变形量，达到保证巷道围岩稳定的效果，提供一种巷道松软破碎构造围岩多层次注浆加固方法。
本发明采用如下技术方案：
一种巷道松软破碎构造围岩多层次注浆加固方法，包括如下步骤：
第一步，巷道松软破碎构造围岩在掘进开挖后，采用若干U型钢棚进行一次支护，初步控制巷道围岩的变形，U型钢棚间距为650mm，U型钢棚间采用5根拉杆进行联锁；
第二步，U型钢棚架设完毕后，在滞后掘进迎头5-10m范围内进行堆喷作业，在巷道表面喷射一层厚度为250mm的堆喷层，以2m为一个循环，堆喷顺序为两帮初喷、顶板初喷、全断面复喷、找平；
第三步，待堆喷完毕后，布置注浆泵机、高压管路、注浆花管，开始进行浅部注浆加固施工，在巷道顶板及两帮分别打设深度为3m的浅部注浆钻孔，将注浆花管塞入浅部注浆钻孔内，进行松软破碎构造围岩的浅部注浆作业，浅部3m范围的围岩注浆加固完成后，加固后的3m围岩与U型钢棚和喷浆层形成巷道的外层次承载体，其中，浅部注浆钻孔沿巷帮成三角布置，排距3m，深3m，上部浅部注浆钻孔距离顶板为1.2m，沿水平方向布置；下部浅部注浆钻孔距底板为0.4m，与巷帮成45°夹角布置，顶板浅部注浆钻孔与顶板巷道中线位置间距离为0.3m，沿垂直方向布置，注浆压力为1~2MPa，终孔注浆压力为2MPa；
第四步，在浅部注浆加固作业完成3-5天后，进行松软破碎围岩的深部注浆加固作业，深部注浆孔深8m，深部注浆作业通过注浆锚索进行施工，注浆锚索参数为Φ22mm×9000mm，通过深部注浆作业在松软破碎构造围岩6-9m的深度内形成巷道的内层次承载体，其中，深部注浆孔沿巷道断面等间距布置，深部注浆孔的间距为1.5m，排距为3m，靠近底板的深部注浆孔与巷道底板之间的距离为700mm，巷道拱肩的深部注浆孔与巷道垂直方向的夹角为45°，顶板深部注浆孔垂直与巷道顶板打设，注浆压力为4~6MPa，终孔注浆压力为6MPa；
第五步，松软破碎构造围岩的浅部及深部的注浆加固作业完成后，外层次承载体与内层次承载体之间通过注浆锚索相互联结，内层次承载体与外承载次承载体之间为3m厚度的松软破碎岩体。
第二步中所述堆喷作业喷射混凝土施工配合质量比为425#普通硅酸盐水泥:水:砂:石:JCT-1喷射混凝土外加剂:速凝剂=1 : 0.4 : 2 : 2 : 0.06 : 0.04。
第三步中所述浅部注浆加固施工步骤如下：使用钻机钻孔，将注浆花管塞入钻孔内，用麻绳与锚固剂对钻孔进行封孔作业；
以6m为一个作业循环，待6m范围内钻孔打设、注浆花管全部安装完毕后，布置好注浆泵机、接通水源、高压管路后，进行第一排钻孔的注浆作业，注浆时使用甲料和乙料，甲料为425#普通硅酸盐水泥和JCT-2混凝土外加剂，甲料的水泥比为水：(水泥+JCT-2混凝土外加剂)=0.5:（0.85+0.15）；乙料为JCT-3固化剂，在注浆作业时甲料与乙料1:1进行混合作业；
单孔注浆作业时将注液枪与注浆花管进行连接后，便可开泵，进行注浆作业，当巷道围岩出现大范围的冒浆时即表明单孔注浆作业的完成，即可停泵，卸压，拆除注液枪及注浆管线，移至下一个浅部注浆的钻孔，依次进行下一钻孔注浆；
巷道浅部注浆作业时，采用跳注的方式进行注浆作业，即第一排钻孔注浆施工完毕后，进行第三排钻孔注浆施工，第三排注浆钻孔施工完毕后，进行第二排钻孔的注浆作业，如此循环，直至松软破碎构造围岩的浅部注浆钻孔孔全部注浆完毕。
第四步中所述松软破碎围岩的深部注浆加固作业，包括如下步骤：
待浅部注浆作业完成3-5天后，采用锚杆钻机按照注浆锚索的设计位置依次打设孔径为Φ42mm，长度为9m的注浆锚索钻孔，随后将注浆锚索安装到钻孔内，并采用Cka超快3530×2锚固剂对端头1m范围进行有效锚固；
深部注浆作业以6m为一个作业循环，待6m范围内钻孔打设、注浆锚索全部安装完毕后，布置好注浆泵机，接通水源、高压管路后，进行第一排注浆锚索的注浆作业，注浆时使用甲料和乙料，甲料为425#普通硅酸盐水泥和JCT-2混凝土外加剂，甲料的水泥比为水：(水泥+JCT-2混凝土外加剂)=0.5:（0.85+0.15）；乙料为JCT-3固化剂，在注浆作业时甲料与乙料1:1进行混合作业；
单孔注浆作业时将注液枪与注浆锚索进行连接后，便可打开注浆泵机，进行深部围岩的注浆作业，当注浆量达到计算数值时即代表单孔注浆作业的完成，即可停泵，卸压，拆除注液枪及注浆管线，移至下一个注浆孔，依次进行下一钻孔注浆；
巷道深部注浆作业时，采用跳注的方式进行注浆作业，即第一排注浆锚索施工完毕后，进行第三排注浆锚索的注浆作业，第三排注浆锚索施工完毕后，进行第二排注浆锚索的注浆作业，如此循环，直至松软破碎构造围岩的深部注浆孔全部注浆完毕。
所述深部注浆使用的Φ22mm×9000mm的注浆锚索，在锚索端头7-8m的范围内每间隔500mm打设一个直径10mm的出浆孔。
所述巷道进行松软破碎构造围岩浅部注浆作业时，浅部注浆使用注浆花管，注浆花管选用长3m，直径25mm带孔的钢质注浆花管，注浆花管上间隔100mm打设一个直径5mm的出浆孔，注浆花管底端为压扁端以利于浆液通过出浆孔有效渗透，注浆花管端部加工有外螺纹能够与注液枪进行连接，浅部注浆孔采用麻绳与锚固剂进行有效封孔作业，封孔长度为0.5m。
所述在进行松软破碎围岩的浅部外层次及深部内层次注浆加固作业时，从保证巷道0-3m及7-9m的围岩裂隙被充填密实的角度出发，注入的浆液尽量保证裂隙充填满的需要,原则上注到不吃浆为止。每个注浆孔的注浆量可用下式估算：Q=ALπRβλ，式中：Q—单孔浆液注入量，m3；A—浆液消耗系数（1.2~1.5）；L—钻孔长度方向加固区厚度，m；R—浆液的有效扩散半径，m；
—围岩的裂隙率（1%~5%），λ—浆液的充填系数，λ<1。
本发明的有益效果如下：
本发明所提供的技术方案解决了巷道松软破碎构造围岩变形量大，难以保障围岩稳定的问题，达到了有效提升巷道围岩的承载能力，保障巷道围岩稳定的目的，同时尽可能的节省了注浆成本，提高了围岩的整体承载性能，实现了巷道围岩的稳定。
与现有技术相比，本发明采用多层次注浆加固方法，通过现有注浆材料和注浆设备进行多层次注浆作业，施工方便；通过对巷道松软破碎构造围岩进行多层次注浆加固，利用注浆加固后形成的外部承载体和内部承载体，且内外部承载体之间通过注浆锚索有效联接，有效的提升了松软破碎构造围岩的承载能力，控制了松软破碎构造围岩的变形量，提高了松软破碎围岩的整体承载能力，且极大程度上节省了注浆成本，具有较好的经济与社会效益，增强了被注体的整体承载性能，实现了保障巷道松软破碎构造围岩稳定的目的。
附图说明
图1为本发明松软破碎构造围岩多层次注浆加固示意图；
图2为本发明单孔注浆作业流程示意图；
图3为本发明浅部注浆的注浆花管结构示意图；
图4为本发明浅部注浆孔布置示意图；
图5为本发明注浆工艺流程示意图；
图6为本发明深部注浆锚索结构示意图；
图7为图6的局部放大图；
其中：1-外层次承载体；2-松软破碎岩体；3-内层次承载体；4-注浆锚索；5-堆喷层；6-注浆花管；7-外螺纹；8-压扁端；9-浅部注浆钻孔；10-U型钢棚；11-拉杆；12-水源；13-425#普通硅酸盐水泥；14-JCT-2混凝土外加剂；15-JCT-3固化剂；16-高压管路；17-注浆泵机；18-注液枪；19-出浆孔。
具体实施方式
一种巷道松软破碎构造围岩多层次注浆加固方法，包括如下步骤：
步骤一：巷道松软破碎构造围岩掘进，架设U型钢棚10，并堆喷混凝土形成堆喷层5。
（1）巷道松软破碎构造围岩在掘进开挖后，采用U36型钢棚进行一次支护，初步控制巷道围岩的变形，棚距为650mm，钢棚间采用5根Φ18mm的圆钢焊制的拉杆11进行联锁，以增强U型钢棚10的整体性，提升U型钢棚10的整体承载能力。
（2）在滞后掘进迎头5~10m的范围内进行堆喷作业，堆喷作业时喷射混凝土施工配合比为425#普通硅酸盐水泥:水:砂:石:JCT-1喷射混凝土外加剂:速凝剂=1 : 0.4 : 2 :2 : 0.06 : 0.04；进行堆喷作业时，设置堆喷层5厚度为250mm，以2m为一个循环，堆喷顺序为两帮初喷→顶板初喷→全断面复喷、找平。
步骤二：进行松软破碎构造围岩外层次的注浆作业
（1）使用钻机在设计注浆加固的位置打设钻孔，钻头直径Φ42mm，孔深3m，钻孔打设完毕后为防止塌孔现象的出现及时将注浆花管6塞入钻孔内，并采用麻绳与锚固剂对钻孔进行有效封孔作业。
（2）浅部注浆作业以6m为一个作业循环，待6m范围内钻孔打设、注浆花管全部安装完毕后，布置好注浆泵机17，接通水源12、高压管路16后，进行第一排钻孔的注浆作业，注浆时使用的注浆材料为复合型材料，复合型材料主要包括甲料和乙料，甲料为425#普通硅酸盐水泥13和JCT-2混凝土外加剂14，甲料的水泥比为水：(水泥+JCT-2混凝土外加剂)=0.5:（0.85+0.15）；乙料为JCT-3固化剂15，在注浆作业时甲料与乙料1:1进行混合作业。
（3）单孔注浆作业时将注液枪18与注浆花管6进行连接后，便可开泵，进行注浆作业，当巷道围岩出现大范围的冒浆时即表明单孔注浆作业的完成，即可停泵，卸压，拆除注液枪18及注浆管线，移至下一个浅部注浆钻孔9，依次进行下一钻孔注浆。
（4）巷道浅部注浆作业时，采用跳注的方式进行注浆作业，即第一排钻孔注浆施工完毕后，进行第三排钻孔注浆施工，第三排注浆钻孔施工完毕后，进行第二排钻孔的注浆作业，如此循环，直至松软破碎构造围岩的浅部注浆孔全部注浆完毕。
步骤三：进行松软破碎构造围岩内层次的注浆作业
（1）待浅部注浆作业完成3-5天后，采用锚杆钻机按照注浆锚索4的设计位置依次打设孔径为Φ42mm，长度为9m的注浆锚索钻孔，随后将注浆锚索4安装到钻孔内，并采用Cka超快3530×2锚固剂对端头1m范围进行有效锚固。
（2）深部注浆作业以6m为一个作业循环，待6m范围内钻孔打设、注浆锚索全部安装完毕后，布置好注浆泵机17，接通水源12、高压管路16后，进行第一排注浆锚索4的注浆作业，注浆时使用的注浆材料为复合型材料，复合型材料主要包括甲料和乙料，甲料为425#普通硅酸盐水泥13和JCT-2混凝土外加剂14，甲料的水泥比为水：(水泥+JCT-2混凝土外加剂)=0.5:（0.85+0.15）；乙料为JCT-3固化剂15，在注浆作业时甲料与乙料1:1进行混合作业。
（3）单孔注浆作业时将注液枪18与注浆锚索4进行连接后，便可打开注浆泵机17，进行深部围岩的注浆作业，根据计算所得的单孔注浆量进行注浆作业，当注浆量达到计算得出的数值时即代表单孔注浆作业的完成，即可停泵，卸压，拆除注液枪18及高压管路16，移至下一个注浆孔，依次进行下一钻孔注浆。
（4）巷道深部注浆作业时，采用跳注的方式进行注浆作业，即第一排注浆锚索施工完毕后，进行第三排注浆锚索的注浆作业，第三排注浆锚索施工完毕后，进行第二排注浆锚索的注浆作业，如此循环，直至松软破碎构造围岩的深部注浆孔全部注浆完毕。
（5）待巷道内层次注浆作业完成5天后，依次对巷道内的注浆锚索4施加预紧力，预紧力不低于250kN，注浆锚索预紧力施加完毕后能够将松软破碎构造围岩外层次承载体1与内层次承载体3之间进行有效联结，进而有效提升巷道围岩的整体承载性能，保障松软破碎构造围岩的稳定。
Claims (2)
1.一种巷道松软破碎构造围岩多层次注浆加固方法，其特征在于：包括如下步骤：
第一步，巷道松软破碎构造围岩在掘进开挖后，采用若干U型钢棚进行一次支护，初步控制巷道围岩的变形，U型钢棚间距为650mm，U型钢棚间采用5根拉杆进行联锁；
第二步，U型钢棚架设完毕后，在滞后掘进迎头5-10m范围内进行堆喷作业，在巷道表面喷射一层厚度为250mm的堆喷层，以2m为一个循环，堆喷顺序为两帮初喷、顶板初喷、全断面复喷、找平；
第三步，待堆喷完毕后，布置注浆泵机、高压管路、注浆花管，开始进行浅部注浆加固施工，在巷道顶板及两帮分别打设深度为3m的浅部注浆钻孔，将注浆花管塞入浅部注浆钻孔内，进行松软破碎构造围岩的浅部注浆作业，浅部3m范围的围岩注浆加固完成后，加固后的3m围岩与U型钢棚和喷浆层形成巷道的外层次承载体，其中，浅部注浆钻孔沿巷帮成三角布置，排距3m，深3m，上部浅部注浆钻孔距离顶板为1.2m，沿水平方向布置；下部浅部注浆钻孔距底板为0.4m，与巷帮成45°夹角布置，顶板浅部注浆钻孔与顶板巷道中线位置间距离为0.3m，沿垂直方向布置，注浆压力为1~2MPa，终孔注浆压力为2MPa；
第四步，在浅部注浆加固作业完成3-5天后，进行松软破碎围岩的深部注浆加固作业，深部注浆孔深8m，深部注浆作业通过注浆锚索进行施工，注浆锚索参数为Φ22mm×9000mm，通过深部注浆作业在松软破碎构造围岩6-9m的深度内形成巷道的内层次承载体，其中，深部注浆孔沿巷道断面等间距布置，深部注浆孔的间距为1.5m，排距为3m，靠近底板的深部注浆孔与巷道底板之间的距离为700mm，巷道拱肩的深部注浆孔与巷道垂直方向的夹角为45°，顶板深部注浆孔垂直于巷道顶板打设，注浆压力为4~6MPa，终孔注浆压力为6MPa；第五步，松软破碎构造围岩的浅部及深部的注浆加固作业完成后，外层次承载体与内层次承载体之间通过注浆锚索相互联结，内层次承载体与外层次承载体之间为3m厚度的松软破碎岩体。
2.根据权利要求1所述的一种巷道松软破碎构造围岩多层次注浆加固方法，其特征在于：在进行松软破碎围岩的浅部外层次及深部内层次注浆加固作业时，每个注浆孔的注浆量通过公式计算：Q=ALπRβλ，式中：Q—单孔浆液注入量，m3；A—浆液消耗系数为1.2~1.5；L—钻孔长度方向加固区厚度，m；R—浆液的有效扩散半径，m；
—围岩的裂隙率为1%~5%，λ—浆液的充填系数，λ<1。
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Families Citing this family (10)
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|---|---|---|---|---|
| CN111779534B (zh) * | 2020-07-03 | 2022-02-01 | 河南理工大学 | 一种上向浆柱法注浆接顶充填方法 |
| CN112983440B (zh) * | 2021-02-25 | 2023-03-10 | 山东黄金矿业(莱州)有限公司焦家金矿 | 松软泥质砂岩带大断面巷道高效掘进方法 |
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| CN112983538B (zh) * | 2021-04-02 | 2021-10-26 | 徐州中国矿大岩土工程新技术发展有限公司 | 一种煤矿采空区充填注浆设备 |
| CN113107527B (zh) * | 2021-04-24 | 2021-10-08 | 淮北市平远软岩支护工程技术有限公司 | 一种对大冲击地压巷道的多层次支护工艺及监控方法 |
| CN113803086A (zh) * | 2021-09-07 | 2021-12-17 | 山西晋煤集团技术研究院有限责任公司 | 一种松软煤层复用巷道分段分层循环注浆施工方法 |
| CN114439505B (zh) * | 2021-11-29 | 2024-08-02 | 陕西彬长孟村矿业有限公司 | 井巷工程巷道立体式注浆方法 |
| CN114165268B (zh) * | 2021-12-03 | 2023-12-08 | 兖矿能源集团股份有限公司 | 煤巷掘进破碎围岩分级协调强化方法 |
| CN114856632A (zh) * | 2022-05-05 | 2022-08-05 | 广西华锡集团股份有限公司 | 一种破碎矿岩体注浆固结巷道再造方法 |
| CN118188029B (zh) * | 2024-04-01 | 2024-10-11 | 山东科技大学 | 一种废弃巷道压气储能库围岩注浆加固防渗方法 |
Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU969900A1 (ru) * | 1981-04-07 | 1982-10-30 | Казахский Филиал Всесоюзного Ордена Ленина Проектно-Изыскательского И Научно-Исследовательского Института "Гидропроект" Им.С.Я.Жука Министерства Энергетики И Электрификации Ссср | Способ возведени преднапр женной туннельной обделки |
| CN101864967A (zh) * | 2010-06-13 | 2010-10-20 | 中国矿业大学 | 高地压软岩巷道分层次注浆强化加固方法 |
| CN103912292A (zh) * | 2014-04-23 | 2014-07-09 | 辽宁工程技术大学 | 一种穿越断层巷道隔水减震防冲耦合支护方法 |
| CN204002836U (zh) * | 2014-06-07 | 2014-12-10 | 中国矿业大学 | 高应力破碎软岩硐室高强让压支护结构 |
| CN104594919A (zh) * | 2015-01-22 | 2015-05-06 | 山东科技大学 | 软岩巷道可缓冲渐变式双强壳体支护体系及其施工方法 |
| CN105041353A (zh) * | 2015-08-17 | 2015-11-11 | 河南理工大学 | 一种巷道锚网复喷注双叠棚围岩控制技术 |
| CN107035387A (zh) * | 2016-12-12 | 2017-08-11 | 贵州理工学院 | 一种强烈动压影响下巷道围岩控制方法 |
| CN206681751U (zh) * | 2017-04-12 | 2017-11-28 | 中国瑞林工程技术有限公司 | 一种用于破碎围岩巷道锚注一体化支护系统 |
| CN109458194A (zh) * | 2018-12-24 | 2019-03-12 | 同济大学 | 一种整治隧道横断面变形的分阶段注浆处理方法 |
| CN209704587U (zh) * | 2019-03-04 | 2019-11-29 | 河南理工大学 | 一种巷道壳拱组合强力承载结构 |
-
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- 2019-12-04 CN CN201911224634.4A patent/CN111119935B/zh active Active
Patent Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU969900A1 (ru) * | 1981-04-07 | 1982-10-30 | Казахский Филиал Всесоюзного Ордена Ленина Проектно-Изыскательского И Научно-Исследовательского Института "Гидропроект" Им.С.Я.Жука Министерства Энергетики И Электрификации Ссср | Способ возведени преднапр женной туннельной обделки |
| CN101864967A (zh) * | 2010-06-13 | 2010-10-20 | 中国矿业大学 | 高地压软岩巷道分层次注浆强化加固方法 |
| CN103912292A (zh) * | 2014-04-23 | 2014-07-09 | 辽宁工程技术大学 | 一种穿越断层巷道隔水减震防冲耦合支护方法 |
| CN204002836U (zh) * | 2014-06-07 | 2014-12-10 | 中国矿业大学 | 高应力破碎软岩硐室高强让压支护结构 |
| CN104594919A (zh) * | 2015-01-22 | 2015-05-06 | 山东科技大学 | 软岩巷道可缓冲渐变式双强壳体支护体系及其施工方法 |
| CN105041353A (zh) * | 2015-08-17 | 2015-11-11 | 河南理工大学 | 一种巷道锚网复喷注双叠棚围岩控制技术 |
| CN107035387A (zh) * | 2016-12-12 | 2017-08-11 | 贵州理工学院 | 一种强烈动压影响下巷道围岩控制方法 |
| CN206681751U (zh) * | 2017-04-12 | 2017-11-28 | 中国瑞林工程技术有限公司 | 一种用于破碎围岩巷道锚注一体化支护系统 |
| CN109458194A (zh) * | 2018-12-24 | 2019-03-12 | 同济大学 | 一种整治隧道横断面变形的分阶段注浆处理方法 |
| CN209704587U (zh) * | 2019-03-04 | 2019-11-29 | 河南理工大学 | 一种巷道壳拱组合强力承载结构 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 伊田煤业2017工作面运输巷注浆加固技术研究与应用;李文亮等;《能源技术与管理》;20190630;第44卷(第3期);第56-57页 * |
| 破碎围岩浅深孔配合加固注浆工艺研究与应用;王进尚等;《煤炭技术》;20160831;第35卷(第8期);第150-152页 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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