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1、10申请公布号CN103899333A43申请公布日20140702CN103899333A21申请号201410166871022申请日20140424E21D11/00200601E21D20/02200601E21D11/10200601E21D11/20200601E21D11/2220060171申请人中国科学院武汉岩土力学研究所地址430071湖北省武汉市武昌区水果湖街小洪山2号72发明人伍国军陈卫忠郑朋强74专利代理机构武汉宇晨专利事务所42001代理人王敏锋54发明名称一种急倾斜煤层巷道的支护方法57摘要本发明公开了一种急倾斜煤层巷道的支护方法，其步骤A、锚杆支护巷道开挖后，清。
2、除掌子面危岩，垂直煤层倾角方向布设锚杆安装位置，用钻机沿巷道径向钻孔，安装锚杆；B、喷网支护对巷道洞周挂钢筋网，并与锚杆、锚索焊牢；C、巷道底拱锚喷网支护底拱按设计断面开挖后，再挂钢筋网喷浆支护；D、U型钢封闭成环支护采用U型钢封闭成环，安装顺序为底帮顶，采用四片U型钢对称安装连环，底部U型钢与帮部U型钢片搭接控制在拱腰部位；E、底板回填回填后，底板平整，前后坡度要一致，轨道垫实，不得悬空。本方法简便，操作简单，效果明显，成本低。支护结构安全可靠，产生的围岩塑性屈服面积比常规支护要减小70以上，确保巷道支护结构的长期安全与稳定。51INTCL权利要求书1页说明书4页附图2页19中华人民共和国国。
3、家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书4页附图2页10申请公布号CN103899333ACN103899333A1/1页21一种急倾斜煤层巷道的支护方法，其步骤是A、锚杆支护巷道开挖后，清除掌子面危岩，沿巷道洞周布设锚杆安装位置，用钻机沿巷道径向钻孔，安装锚杆，锚杆采用无纵筋螺纹钢锚杆，急倾斜巷道出现左偏压时，左侧锚杆间距为普通布置间距的0508倍，巷道出现右偏压，右侧锚杆布置间距为布置间距的0508倍，锚索断面布置两帮各布置两根锚索，顶拱布置一根锚索，底拱两边分别倾斜各布置一根锚索；巷道处于倾斜地层，出现左偏压时，巷道左侧锚索采用198MM9300MM长锚索两根，右侧采用178MM。
4、6300MM锚索两根，巷道出现右偏压时，巷道右侧锚索宜采用198MM9300MM长锚索两根，左侧采用178MM6300MM锚索两根；B、喷网支护锚杆施作完毕后，对巷道洞周挂钢筋网，并与锚杆、锚索焊牢，采用干喷法喷射混凝土，混凝土标号C25，喷浆采用先墙后拱、先下后上的顺序，在初喷混凝土终凝以后进行复喷23次，喷层厚度1520CM；C、巷道底拱锚喷网支护底拱按设计断面开挖后，根据施作底拱预应力锚杆和锚索，再挂钢筋网喷浆支护；D、U型钢封闭成环支护采用U型钢封闭成环，安装顺序为底帮顶，急倾斜巷道采用四片U型钢对称安装连环，底部U型钢与帮部U型钢片搭接控制在拱腰部位，底拱两片U型钢选择在拱底中心处搭。
5、接，伸缩范围580620MM，巷道左右对称安装，U型钢每处搭接采用二副卡缆固定，U型钢棚节之间使用限位卡，采用芭片背顶，安装后卡缆螺栓直接插入安装的两卡缆板之间，卡缆与U型钢匹配；E、底板回填底拱深度为780820MM，在锚喷网及钢支架施作后采用砂石回填，回填时按照巷道标定的腰线进行，回填后，底板平整，前后坡度要一致，轨道垫实，不得悬空。权利要求书CN103899333A1/4页3一种急倾斜煤层巷道的支护方法技术领域0001本发明涉及煤矿煤层巷道的施工技术领域，更具体涉及一种急倾斜煤层巷道的支护方法，它适用于一种急倾斜煤层大变形及地层偏压的支护。背景技术0002急倾斜煤层巷道的围岩介质一般都具。
6、有高度非均匀性和非连续性，存在着众多的节理裂隙，使得围岩具有非对称变形和支护体不均匀受荷的特点，巷道开挖后易出现地层相互错动、变形高度非对称性的特征，且冒顶、底臌现象异常突出，特别是巷道顶部为不稳定煤层，极大增加了支护工作的复杂性和困难性。急倾斜煤层巷道基本上都是采用传统的U型钢可缩性支架或工字钢支架支护方式，但钢支架一般不封闭成环，底拱不进行特别支护，且支护方式的选择很大程度上依赖于经验，设计具有很大的盲目性和保守性,并且支护效果不佳，巷道往往变形严重，需要不断的翻修，严重影响施工进度，增加施工成本，而且给施工带来了较多安全隐患。因此急需发明一种安全、可靠，并适用于急倾斜煤层巷道的支护方法。。
7、发明内容0003本发明的目的是在于提供了一种深部急倾斜巷道的支护方法，该支护方法基于新奥法施工过程力学原理，其突出特点是充分利用“新奥法”原理中的“支护与围岩共同承载”、“早封闭成环”的施工理念，采用可缩性U型钢支护，封闭成环，根据煤层倾向非对称合理布置预应力锚杆（索），实现联合支护的新型支护方法，该方法简便易行，操作简单，效果明显，成本相对较低。支护结构安全可靠，可免除巷道支护后不断修复和返工，保障巷道支护结构的长期安全与稳定。0004为了实现上述的目的，本发明采用以下技术措施一种急倾斜煤层巷道的支护方法，其步骤是1、锚杆（索）支护巷道开挖后，清除掌子面危岩，按照设计要求，沿巷道洞周布设锚杆。
8、（索）安装位置，用钻机沿巷道径向钻孔（注尽量保证钻孔方向与煤层倾角大角度相交），安装锚杆（索）。锚杆采用无纵筋螺纹钢锚杆，当急倾斜巷道出现左偏压时，左侧锚杆间距宜为普通布置间距的0508倍，当巷道出现右偏压时，右侧锚杆布置间距应为普通布置间距的0508倍，钻孔误差100MM。锚索断面布置原则两帮各布置两根锚索，顶拱布置一根锚索，底拱两边分别倾斜各布置一根锚索；当巷道处于倾斜地层，出现左偏压时，巷道左侧锚索宜采用198MM9300MM长锚索两根，右侧采用178MM6300MM锚索两根，当巷道出现右偏压时，巷道右侧锚索宜采用198MM9300MM长锚索两根，左侧采用178MM6300MM锚索两根。。
9、钻孔误差100MM。0005锚固剂锚固剂采用CK2550和K2570两种型号，每根锚杆用一块CK2550和一块K2570锚固剂，每根锚索用一块CK2550、两块K2570型的锚固剂。0006预紧力施加有条件时可间隔施加锚固预紧力，锚杆锚固力不小于80KN；树脂锚说明书CN103899333A2/4页4索锚固力不小于100KN，外露长度260MM，中空注浆锚索锚固力不小于120KN，锚索采用厚18MM碟型托盘。00072、喷网支护锚杆（索）施作完毕后，对巷道洞周挂钢筋网，并与锚杆、锚索焊牢，采用干（潮）喷法喷射混凝土，混凝土标号C25，喷浆宜采用先墙后拱、先下后上的顺序，在初喷混凝土终凝以后进行。
10、复喷23次，喷层厚度1520CM。0008为保证施工质量，施工前，要测量开挖断面，对喷射混凝土表面凹凸显著部位分层喷射找平，将外露的锚杆头齐根切除，并用水泥砂浆抹平。巷道喷浆后，要确保混凝土均匀，开裂浆皮无裂隙，无裸露的矸石，无露网、露筋现象。00093、巷道底拱锚喷网支护底拱按设计断面开挖后，根据设计要求施作底拱预应力锚杆和锚索，再挂钢筋网喷浆支护。锚杆（索）及喷网的施工工艺和参数同步骤1、步骤2。00104、U型钢封闭成环支护采用U型钢封闭成环，施工顺序为底帮顶的安装支护方式，由于是急倾斜巷道，建议采用四片U型钢对称安装连环，底部U型钢与帮部U型钢片搭接尽量控制在拱腰部位，保证良好的受力协。
11、调性，底拱两片U型钢宜选择在拱底中心处搭接，可伸缩最大范围580620MM，巷道左右对称安装。U型钢每处搭接采用二副卡缆固定，U型钢棚节之间使用限位卡，采用芭片背顶，安装后卡缆螺栓应能直接插入安装的两卡缆板之间，卡缆与U型钢的强度应匹配。00115、底板回填底拱最大深度为780820MM，在锚喷网及钢支架施作后采用砂石回填，回填时应按照巷道标定的腰线进行，回填后，底板要平整，前后坡度要一致，轨道必须垫实，不得悬空。0012本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果本发明的主要特色是采用可缩性U型钢支护，封闭成环，并根据急倾斜巷道煤层特点施作锚喷网，实现联合支护，该方法简便易行，效果明显，支护后结。
12、构安全可靠，产生的围岩塑性屈服面积比常规支护要减小70以上，可免除现有巷道支护后不断修复和返工，确保巷道支护结构的长期安全与稳定。0013附图说明0014图1为一种急倾斜巷道的支护示意图。0015图2为一种U型钢支架支护示意图。0016图3为一种拼接处卡缆示意图。0017其中1顶部、帮部树脂锚杆；2顶部、帮部预应力锚索；3混凝土喷网；4拱底预应力锚杆；5拱底预应力锚索；6下台阶喷射混凝土；7U型钢封闭支架；8底板充填层；9帮部（下）U型钢片；10帮部（下）U型钢片；11帮部（上）U型钢片；12帮部（上）U型钢片；13U型钢支架；14U型螺栓；15高强螺母。具体实施方式0018实施例1下面结合附。
13、图对本发明作进一步详细描述急倾斜煤层巷道支护工法原理为针对急倾斜煤层巷道变形非对称、底臌严重、地层错说明书CN103899333A3/4页5动的破坏特点，提出了可缩性U型钢全断面封闭支护和非对称性预应力锚杆（索）联合支护的全新支护方案，支护结构与围岩共同承受压力，同时采用底拱预应力锚杆和锚索支护控制巷道底臌，保证巷道的安全与稳定。0019一种急倾斜煤层巷道的支护方法，其步骤如下1、锚杆（索）支护巷道开挖后，清除掌子面危岩，按照设计要求，沿巷道洞周布设锚杆（索）安装位置，用钻机沿巷道径向钻孔（注尽量保证钻孔方向与岩层倾角大角度相交），安装锚杆（索）。锚杆1采用无纵筋螺纹钢锚杆，尺寸为20MM22。
14、00MM，布置间距16M16M，当急倾斜巷道出现左偏压时，左侧锚杆布置间距宜为0812M，当巷道出现右偏压时，右侧锚杆布置间距宜为0812M。钻孔误差100MM。锚索2断面布置原则两帮各布置两根锚索，顶拱布置一根锚索，底拱两边分别倾斜各布置一根锚索；当巷道处于倾斜地层，出现左偏压时，巷道左侧锚索宜采用198MM9300MM长锚索两根，右侧采用178MM6300MM锚索两根，当巷道出现右偏压时，巷道右侧锚索宜采用198MM9300MM长锚索两根，左侧采用178MM6300MM锚索两根。钻孔误差100MM。施工要求锚固剂采用CK2550和K2570两种型号，每根锚杆用一块CK2550和一块K257。
15、0锚固剂，每根锚索用一块CK2550、两块K2570型的锚固剂。0020当钻孔达到预定深度后，用高压风将孔内水和粉尘吹干净，将锚固剂用锚杆轻轻装入钻孔，随后将锚杆（索）边旋转边搅拌推入孔眼底部，搅拌机具按照锚固剂型号和生产厂商规定的时间执行，搅拌完毕，卸下搅拌机具及连接头，立即安装锚杆（索）托板、垫圈，拧紧螺母。使树脂锚杆具有一定的预紧力。0021预紧力施加有条件时可间隔施加锚固预紧力，锚杆锚固力不小于80KN，外露螺帽长度30100MM。锚杆托盘要压紧压实，严禁托盘悬空。托盘采用厚18MM碟型托盘，规格为250MM250MM；树脂锚索锚固力不小于100KN，外露长度260MM。中空注浆锚索锚。
16、固力不小于120KN，锚索托盘不贴岩面时可加木托盘，锚索托盘厚18MM碟型托盘，规格为250MM250MM。00222、喷网支护锚杆（索）施作完毕后，对巷道洞周挂钢筋网，并与锚杆、锚索焊牢，钢筋网要贴近壁面，采用干（潮）喷法喷射混凝土，混凝土标号C25。混凝土喷网3按先墙后拱，先下后上的顺序，在初喷混凝土终凝以后进行复喷23次，喷层厚度1520CM。采用单（双）层网挂设，钢筋网65的钢筋编织而成，规格为1760MM1160MM，网格为120MM120MM，网与网之间采用搭接，搭接长度为一个网格。连网时，使用12铁丝隔扣相连，拧紧圈数不少于3圈。铁丝要拧紧拧牢，严防松动。顶、帮有凹坑时，需在凹窝。
17、处增补锚杆，确保网子压紧壁面。巷道喷浆后，要确保混凝土均匀，开裂浆皮无裂隙，无裸露的矸石，无露网、露筋现象。0023为保证施工质量，施工前，要测量开挖断面，对喷射混凝土表面凹凸显著部位分层喷射找平，将外露的锚杆头齐根切除，并用水泥砂浆抹平。00243、巷道底拱锚喷网支护底拱按设计断面开挖后，根据设计要求施作底拱锚杆4和锚索5，再挂钢筋网喷浆支护6。锚杆（索）及喷网的施工参数工艺和参数同步骤1、步骤2。00254、U型钢封闭成环支护采用U型钢封闭成环7，保证钢支架的良好受力状态。施工顺序为底帮顶的安装支护方式，由于是急倾斜巷道，建议采用四片U型钢（U型钢9、说明书CN103899333A4/4页。
18、6U型钢10、U型钢11、U型钢12）对称安装连环，考虑深部岩体主应力水平向占主导因素，帮部可能变形较大，底部U型钢与帮部U型钢片搭接尽量控制在拱腰部位，保证良好的受力协调性。底拱U型钢拼接两片U型钢在拱底中心处搭接，可伸缩最大范围600MM；拱帮拼接应尽量保证卡缆方便安装，必要时可适当调整下方U型钢尺寸，巷道左右对称安装，确保安装到位。可缩性支架采用U36型钢13，支架纵向间距500800MM，棚节之间搭接500MM，每处搭接采用二副卡缆固定，U型钢棚节之间使用限位卡，棚距500600MM，采用芭片背顶；卡缆型号为KL36U100/20，各零件必须具有良好的互换性；卡缆螺栓14采用与U型钢对。
19、应的16MN、20MN的圆钢制作，螺栓规格为M242MM，长度为140MM，性能等级为99级特殊螺栓，螺栓基本尺寸应符合GB/T196的规定，公差应符合GB/T197的规定，精度为6G；卡缆螺母15为M242MM，性能等级为10级，采用Q235低碳钢加工，螺纹基本尺寸应符合GB/T196的规定。0026严格加工U型钢钢片尺寸，施工时按照底帮顶的先后安装支护方式，对称安装，安装后卡缆螺栓应能直接插入安装的两卡缆板之间，卡缆与U型钢的强度应匹配。00275、底板回填底拱最大深度为800MM，在锚喷网及钢支架施作后采用砂石回填8，回填时应按照巷道标定的腰线进行，回填后，底板要平整，前后坡度要一致，轨道必须垫实，不得悬空。说明书CN103899333A1/2页7图1图2说明书附图CN103899333A2/2页8图3说明书附图CN103899333A。