一種置孔釋壓材料用于軟圍巖巷道的支護方法技術

一種置孔釋壓材料用于軟圍巖巷道的支護方法是形成于巷道表面上的一定厚度的鋼纖混凝土；形成于鋼纖混凝土表面上的一定厚度的預留釋壓空間，并在所述預留釋壓空間置有多孔釋壓材料；形成于多孔釋壓材料表面上的工字鋼結構的金屬支架，并在所述金屬支架間由鋼筋內外連接構成聯合架構；本發明專利技術通過預置多孔釋壓材料及其中的倒三角形圓形孔結構，改善了高應力大變形軟圍巖體的穩定性，增強了讓壓空間的承載能力；在多孔釋壓材料表面設置聯合架構具有一定剛度，有效地提高了巷道圍巖的綜合承載能力，實現了巷道一次性支護。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術與一種軟圍巖巷道的支護方法有關，進ー步地說，是ー種置孔釋壓材料用于高應力大變形軟圍巖巷道的支護方法。
技術介紹
隨著礦井開 采范圍的擴展，開采深度的不斷増加，開采條件越來越困難，尤其是煤礦井下軟巖巷道具有大變形、易破壞的特點。在巷道支護過程中，經常出現巷道圍巖變形過大超過支護材料的允許變形量，導致巷道支護失敗。巷道出現變形破壞現象。現有對于高應力大變形軟巖巷道支護主要采用三種種支護方式ー是被動剛性支護，如采用砌碹、U型鋼全封閉支架和架棚后再噴漿的復合支護技術，在高應カ條件下支護體會被壓垮、壓裂和壓折；ニ是采用高強錨桿加錨索加網加噴混凝土和淺表部圍巖注漿等復合支護技木，高應カ條件下，這類錨固體會出現整體大變形，甚至斷錨桿斷錨索導致事故；三是采用先讓壓變形，釋放部分應力，然后進行錨桿加錨索加網加鋼帶加噴混凝土復合支護，或采用支架、砌碹體預留變形量或墊層，或采用大變形錨索，在高應カ條件下，支護體和巷道空間難以滿足讓壓對變形量的要求，圍巖的自承載能力增長有限。近些年發展起來的剛柔耦合支護技術，是利用讓壓帶讓壓和エ字鋼圓形全封閉剛性支架聯合支護。使得煤巖體自身的應カ隨著讓壓的過程向深部轉移一部分，剩余應力由金屬支架支撐，取得了較好效果。但是，由于在讓壓帶填充材料讓壓空間有限，要使圍巖有足夠的釋放壓カ的空間就必須加大讓壓帶，從而増加了巷道實際斷面尺寸，増加了成本，帶來巨大的經濟負擔，因此，在實際使用過程中仍存在著使用效果不理想的問題。
技術實現思路
針對上述現有技術，本專利技術提供ー種置孔釋壓材料用于軟圍巖巷道的支護方法，用以解決高應カ大變形軟圍巖體巷道支護難題，具有一次性支護效果好，置孔釋壓綜合承載カ高而穩定，巷道開挖面積小等特點。為了解決上述問題，本專利技術所提供的ー種置孔釋壓材料用于軟圍巖巷道的支護方法，其具體的方法步驟如下 形成于巷道表面上的錨桿支護及其50 IOOmm厚的第一鋼纖維混凝土層； 形成于第一鋼纖維混凝土層表面上的至少200mm厚以上的第二預留釋壓空間層，在所述第二預留釋壓空間層中置有多孔釋壓材料；所述多孔釋壓材料的質量份配比為樹脂煤矸石粉煤灰填料=80 130 380^420 60 110 30 80 ; 形成于第二預留釋壓空間層表面上的第三金屬網架結構層，所述金屬網架結構層是エ字鋼和鋼筋網相互聯結形成。其エ字鋼的間距是0. 6m，其金屬支架間是由CtfMmrn鋼筋內外連接構成聯合網架。并在金屬網架結構上噴射鋼纖維混凝土，厚度150_，以提高金屬網架結構的強度，使巷道更加穩定。進ー步地，其附加技術特征在于所述多孔釋壓材料的質量份配比進ー步為樹脂煤矸石粉煤灰填料=106. 25 113. 18 405. 26 413. 37 77. 92 81. 58 48. 85 51. 68。所述多孔釋壓材料是其內部置有N個第一層圓型孔，N-1個第二層圓型孔，且第一層圓型孔與第二層圓型孔呈倒三角結構。其主要特征是倒三角結構具有較大的釋壓空間，具有較大初撐力，使得巷道變形，壓縮讓壓材料呈連續過程，防止沖擊來壓對剛性金屬支架產生突發性破壞，有效地減少了巷道開挖面積，從而減少施工成本。所述圓形孔的孔率為32. 86% 37. 28%。所述預留釋壓空間是N層，或者是N+l、N+2、N+3層、…，N=l。其目的在于依據應カ和變形大小決定多孔釋壓材料放置層數。一般情況應カ小于25Mp，變形小于20cm設置一層；應カ小于50Mp，變形小于40cm設置ニ層；應カ小于75Mp，變形小于60cm放置三層；依次放置。所述金屬網架結構層是エ字鋼和鋼筋網相互聯結形成。其エ字鋼的間距是0. 6m,其金屬支架間是由ct8 14mm鋼筋內外連接構成聯合網架。并在金屬網架結構上噴射鋼纖維混凝土，厚度150_。其主要作用提高金屬網架結構的強度，形成鋼筋混凝土拱，使巷道更加穩定。實現本專利技術ー種置孔釋壓材料用于軟圍巖巷道的支護方法，與現有技術相比，其直接帶來的和必然產生的優點與積極效果在于` 本專利技術方法基于第一鋼纖維混凝土層，通過在第二預留釋壓空間層中置有多孔釋壓材料進行卸壓，并由第三金屬網架結構層進行弾性支撐，增強了讓壓空間的承載能力，提高了高應カ大變形軟圍巖體的穩定性，實現了巷道一次性支護。首先是本專利技術方法通過填充剛柔適度的多孔釋壓材料，消除了圍巖大變形引起的巷道損壞，提高了自承載能力，再由金屬支架層進行弾性支撐，主動改變了圍巖的應カ條件，減少了巷道大變形引起的巷道大面積破壞，提高了高應カ巷道圍巖的穩定性，減少巷道翻修率。其次是本專利技術方法通過釋壓，有效地使巷道表面高應カ向深部轉移，消除了巷道淺表部圍巖中的高應力，防止了巷道圍巖在高應カ大變形對巷道的大面積破壞，保持了巷道的正常使用，提高了巷道使用期限。第三是本專利技術方法通過多孔釋壓材料，在巷道產生變形時，將多孔材料壓實釋放出讓壓空間，使巷道表面高地應カ得以向深部轉移，解決了高應カ大變形軟弱條件下壓カ釋放，防止了因變形過大造成多次翻修。第四是本專利技術方法在多孔材料中，采用兩層圓型孔，且第一層圓型孔與第二層圓型孔呈倒三角結構，該倒三角結構具有較大的釋壓空間，具有較大綜合應カ穩定性，使得巷道變形，壓縮讓壓材料呈連續過程，防止突然來壓對剛性金屬支架產生突發性破壞，有效地減少了巷道開挖面積，從而減少施工成本，帶來巨大得經濟效益。第五是本專利技術方法設置有第三金屬網架結構層，具有一定的支撐能力，并與第一鋼纖維混凝土層和第二預留釋壓空間層集于一體，集中進行支護，實現一次支護一次成功，減少了二次支護的麻煩，節約成本，提高效益。附圖說明圖1是本專利技術巷道支護的結構示意圖。圖中1錨桿支護；2 :第一鋼纖維混凝土層；3 :第二預留釋壓空間層；4 :圓形孔；5 :多孔釋壓材料；6 :第三金屬支架層；7 :第二鋼纖維混凝土噴層。具體實施例方式下面對本專利技術的具體實施方式作出進ー步的說明 實施本專利技術所提供的ー種置孔釋壓材料用于軟圍巖巷道的支護方法，其具體實施方法步驟如下 步驟一、在巷道開挖后，立即進行錨桿支護1，并在巷道表面噴射50 IOOmm厚的第一鋼纖維混凝土層2，對圍巖進行封堵，保證在下步支護完成時間前巷道不出現大面積破壞。步驟ニ、在第一鋼纖維混凝土層2的表面上，根據圍巖結構及應カ狀況等留足第ニ預留釋壓空間層3，該預留釋壓空間層3可以是兩層以上的預留釋壓空間層3，在預留釋壓空間層中放置多孔釋壓材料5。本專利技術方法所述多孔釋壓材料是由樹脂、煤矸石、粉煤灰和填料組成，其材料按質量份的配比為樹脂、煤矸石、粉煤灰和填料=80 130 380^420 60 110 30 80。其所述多孔釋壓材料(5)也可以進ー步按質量份優選為樹脂煤矸石粉煤灰填料=106. 25 113. 18 405. 26 413. 37 77. 92 81. 58 48. 85 51. 68。本專利技術方法所采用多孔釋壓材料5的內部結構是兩層圓型孔4，其中內部置有N個第一層圓型孔4，N-1個第二層圓型孔4，且第一層圓型孔4與第二層圓型孔4呈倒三角結構。所述圓型孔4的孔率為32. 86% 37. 28%。 本專利技術方法在其所述預留釋壓空間3是N層，或者是N+l、N+2、N+3層、…，N=l，視具體情況而定。步驟三、在預留釋壓空本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種置孔釋壓材料用于軟圍巖巷道的支護方法，其所述方法是：形成于巷道表面上的錨桿支護（1）及其50～100mm厚的第一鋼纖維混凝土層（2）；?形成于第一鋼纖維混凝土層（2）表面上的至少200mm厚以上的第二預留釋壓空間層（3），在所述第二預留釋壓空間層（3）中置有多孔釋壓材料（5）；所述多孔釋壓材料（5）的質量份配比為：樹脂：煤矸石?：粉煤灰：填料﹦80~130﹕380~420﹕60~110﹕30~80；形成于第二預留釋壓空間層（3）表面上的第三金屬網架結構層（6），所述金屬網架結構層（6）是工字鋼和鋼筋網相互聯結形成，其工字鋼的間距是0.6m，其金屬支架間是由φ8~14mm鋼筋網內外連接構成網架結構；在所述金屬網架結構層（6）形成第二鋼纖維混凝土層（7）。

【技術特征摘要】
1.一種置孔釋壓材料用于軟圍巖巷道的支護方法，其所述方法是 形成于巷道表面上的錨桿支護(I)及其50 IOOmm厚的第一鋼纖維混凝土層(2)； 形成于第一鋼纖維混凝土層(2)表面上的至少200mm厚以上的第二預留釋壓空間層(3)，在所述第二預留釋壓空間層(3)中置有多孔釋壓材料(5);所述多孔釋壓材料(5)的質量份配比為樹脂煤矸石粉煤灰填料=80 130 380 420 60 110 30 80 ; 形成于第二預留釋壓空間層(3)表面上的第三金屬網架結構層(6)，所述金屬網架結構層(6)是工字鋼和鋼筋網相互聯結形成，其工字鋼的間距是O. 6m，其金屬支架間是由Φ8 14_鋼筋網內外連接構成網架結構；在所述金屬網架結構層(6)形成第二鋼纖維混凝土層(7)。2.如權利要求1所述的置孔釋壓材料用于軟圍巖巷道的支護方法，其所述多孔釋壓材料(5)的質量份配比進一步為樹脂煤矸石...

【專利技術屬性】
技術研發人員：李彥斌，蘇學貴，李立功，楊永康，李劍坤，薛磊，蘇蕾，李浩春，
申請(專利權)人：太原理工大學，
類型：發明
國別省市：