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1、10申请公布号CN103485808A43申请公布日20140101CN103485808A21申请号201310476691822申请日20131012E21D20/0020060171申请人山东科技大学地址266590山东省青岛市经济技术开发区前湾港路579号山东科技大学72发明人赵同彬赵志刚张振全宋璐璐房凯74专利代理机构济南金迪知识产权代理有限公司37219代理人段毅凡54发明名称井下膨胀软岩的电渗法原位改性巷道锚固方法57摘要本发明公开了一种井下膨胀软岩的电渗法原位改性巷道锚固方法，它首先对软岩巷道围岩进行及时的喷浆支护，防止围岩进一步吸水软化；在工作面后方对封闭的软岩进行锚杆支护，。
2、并通过电渗排水，使软弱围岩中的含水率降低，保持原位强度；再通过注浆封堵裂隙、锚注支护联合作用对含水软岩进行加固，能保持巷道长期处于稳定状态。本发明采用电渗排水与喷浆、锚杆、锚注支护联合作用进行含水软岩加固，既是一种减少低渗透性软岩含水率的有效技术方法，同时也能够保障软岩工程的掘进效率。51INTCL权利要求书1页说明书3页附图1页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书3页附图1页10申请公布号CN103485808ACN103485808A1/1页21一种井下膨胀软岩的电渗法原位改性巷道锚固方法，其特征在于第一步，首先对开掘的巷道进行喷浆、挂网喷浆进行封闭围岩,喷。
3、浆层厚度在3050MM，防止围岩进一步吸水软化；第二步，按设计要求，在巷道断面上打钻孔进行锚杆支护，将导电钢管和锚杆交替布置在各个钻孔中，也就是说一个钻孔布置锚杆，它相邻的钻孔就布置导电钢管；在安装导电钢管时，钻孔孔口处应采用带缺口的橡胶套进行临时固定；所述的导电钢管是在普通钢管上间隔布置有孔径为78MM的透水孔，透水孔在钢管的四周对称布置；钢管朝向孔外的一端除电缆连接部位外应涂有绝缘层；第三步，以相邻的上下两根导电钢管作为阳极和阴极，其中阳极在上，阴极在下；在阳极和阴极上连接60V72V直流电，进行通电；岩土介质中的水分在施加电势的条件下，产生电渗现象，沿孔隙向阴极移动汇集，通过阴极导电钢管。
4、的透水孔和导电钢管与钻孔之间的空隙排出孔外；通电时的整体顺序为，先顶部、后两帮，沿工作面掘进方向依次向前进行；对于电渗不顺畅的局部区域，应反复通电几次；当检测含水软岩样本含水量不大于3时，停止通电，拆除通电电源；第四步，将钻孔孔口处的橡胶套取下，换上倒楔形止浆塞，封闭住钻孔孔口处间隙，此时导电钢管作为注浆锚杆使用，将导电钢管与注浆系统连接，按注浆工艺向软岩裂隙注浆，对巷道围岩进行注浆加固；待达到设计注浆压力或满足浆液注入量时，注浆完成；注浆顺序为先顶部后两帮，沿工作面掘进方向依次向前进行。2如权利要求1所述的井下膨胀软岩的电渗法原位改性巷道锚固方法，其特征在于，安装导电钢管的帮部钻孔应向上倾斜。
5、，倾斜仰角不小于5度。3如权利要求1所述的井下膨胀软岩的电渗法原位改性巷道锚固方法，其特征在于，导电钢管的电缆连接处应安装防爆套。4如权利要求1所述的井下膨胀软岩的电渗法原位改性巷道锚固方法，其特征在于，所述的锚杆为端部锚固锚杆。权利要求书CN103485808A1/3页3井下膨胀软岩的电渗法原位改性巷道锚固方法技术领域0001本发明涉及一种巷道围岩加固的方法，尤其是一种井下含水膨胀类软岩巷道锚固的方法。背景技术0002软岩即称为松软岩层，具有强膨胀、易扰动、易崩解等物理力学性质。软岩在天然状态下较为完整、坚硬，力学性质良好，遇水后短时间内迅速膨胀、崩解和软化，各项力学强度指标随着含水量的增加。
6、和饱水时间的延长而不断降低。0003随着资源开采深度的持续增加，在冶金矿山巷道、水电站硐室、煤矿巷道等重大工程中穿越软弱破碎岩层的情况日趋增多，对巷道施工技术与支护带来了很大的挑战。软岩巷道围岩中的水通常由两部分来源，一部分源于岩体内部的毛细水和结合水，另一部分则来自于钻眼、喷雾等施工带来的自由水。对于巷道围岩来说，含水率越高，岩体力学强度越低，稳定性越差。因此，如果降低围岩中的含水率，则可使软岩的原位强度得到提高。0004在软岩巷道支护方面，目前已形成了锚喷、锚网喷、锚喷网架系列技术、钢架支护系列技术、钢管混凝土系列技术、料石碹支护系列技术和注浆加固系列技术等。上述软岩巷道支护技术，对软岩巷。
7、道起到了一定的作用，都是比较成熟的大量使用的技术，但都是在支护体系方面开展技术工作，忽视了围岩自身强度问题。0005所以通过降低膨胀软岩中含水率来提高围岩原位强度，是提高膨胀软岩巷道支护强度的有效技术途径。发明内容0006由于软岩工程怕水，但在自然状态或工程施工中又不可避开水，为解决这一突出矛盾，本发明的目的是在现有传统锚喷支护、锚网支护、锚注支护技术的基础上，提供一种含水膨胀类软岩巷道锚固的方法，通过提高软岩自身稳定性，促使锚固支护作用得以正常发挥，提高围岩支护质量。0007一种井下膨胀软岩的电渗法原位改性巷道锚固方法，其技术方案是0008第一步，首先对开掘的巷道进行喷浆、挂网喷浆进行封闭围。
8、岩,喷浆层厚度在3050MM，防止围岩进一步吸水软化；0009第二步，按设计要求，在巷道断面上打钻孔进行锚杆支护，将导电钢管和锚杆交替布置在各个钻孔中，也就是说一个钻孔布置锚杆，它相邻的钻孔就布置导电钢管；在安装导电钢管时，钻孔孔口处应采用带缺口的橡胶套进行临时固定；0010所述的导电钢管是在普通钢管上每间隔一定距离布置有孔径为78MM的透水孔，透水孔在钢管的四周对称布置；钢管朝向孔外的一端除电缆连接部位外应涂有绝缘层；0011为了便于向孔外排水，上述安装导电钢管的帮部钻孔应向上倾斜，倾斜仰角不小于5度；说明书CN103485808A2/3页40012第三步，以相邻的上下两根导电钢管作为阳极和。
9、阴极，其中阳极在上，阴极在下；在阳极和阴极上连接60V72V直流电，进行通电；岩土介质中的水分在施加电势的条件下，产生电渗现象，沿孔隙向阴极移动汇集，通过阴极导电钢管的透水孔和导电钢管与钻孔之间的空隙排出孔外；0013通电时的整体顺序为，先顶部、后两帮，沿工作面掘进方向依次向前进行；对于电渗不顺畅的局部区域，应反复通电几次；当检测含水软岩样本含水量不大于3时，停止通电，拆除通电电源；0014为了满足煤矿井下防爆要求，导电钢管的电缆连接处应安装防爆套；0015第四步，将钻孔孔口处的橡胶套取下，换上倒楔形止浆塞，封闭住钻孔孔口处间隙，此时导电钢管作为注浆锚杆使用，将导电钢管与注浆系统连接，按注浆工。
10、艺向软岩裂隙注浆，对巷道围岩进行注浆加固；待达到设计注浆压力或满足浆液注入量时，注浆完成；0016注浆顺序为先顶部后两帮，沿工作面掘进方向依次向前进行。0017上述的锚杆可采用端部锚固锚杆，钻孔的布置深度与间排距按常规设计。0018本发明的有益效果是0019首先对软岩巷道围岩进行及时的喷浆支护，防止围岩进一步吸水软化；在工作面后方对封闭的软岩进行锚杆支护，并通过电渗排水，使软弱围岩中的含水率降低，保持原位强度，不但能增强软岩的自身承载能力，还能够显著提高软岩锚固支护效果；再通过注浆封堵裂隙、锚注支护联合作用对含水软岩进行加固，能保持巷道长期处于稳定状态。0020本发明采用电渗排水与喷浆、锚杆、。
11、锚注支护联合作用进行含水软岩加固，既是一种减少低渗透性软岩含水率的有效技术方法，同时也能够保障软岩工程的掘进效率。0021本发明施工工艺简单、可操作性强，满足软岩巷道工程治理要求，且该技术方法绿色环保、经济。附图说明0022图1为本发明的施工断面图；0023图2为本发明的导电钢管的结构图。0024图中1喷浆层；2钻孔；3锚杆；4导电钢管；5橡胶套；6阳极；7防爆套；8阴极；9电缆；10直流电源；11注浆系统；12倒楔形止浆塞；13绝缘层；14透水孔。具体实施方式0025参照附图进一步说明本发明的技术方案。0026一种井下膨胀软岩的电渗法原位改性巷道锚固方法，其技术方案是0027第一步，首先对开。
12、掘的巷道进行常规的喷浆、挂网喷浆封闭围岩,喷浆层1厚度在3050MM，防止围岩进一步吸水软化；0028第二步，按设计要求，在巷道断面上打钻孔2进行锚杆支护，将导电钢管4和锚杆3交替布置在各个钻孔2中，从图1中可以看出所述的交替布置意思是一个钻孔中布置锚杆3，它相邻的钻孔中就布置导电钢管4；在安装导电钢管4时，钻孔2孔口处应采用带缺口的橡胶套5进行临时固定；说明书CN103485808A3/3页50029所述的导电钢管4结构如图2所示，是在普通钢管的周面每间隔一定距离布置有孔径为78MM的透水孔14，透水孔14在钢管四周对称布置；钢管朝向孔外的一端除电缆连接部位外应涂有绝缘层13；0030为了便。
13、于向孔外排水，上述安装导电钢管4的帮部钻孔2应向上倾斜，倾斜仰角不小于5度；0031第三步，以相邻两根导电钢管4作为阳极6和阴极8，其中阳极6在上，阴极8在下；在阳极6和阴极8上通过电缆9连接60V72V直流电源，进行通电；岩土介质中的水分在施加电势的条件下，产生电渗现象，沿孔隙向阴极移动汇集，通过阴极导电钢管的透水孔和孔壁间隙排出孔外；直流电可由井下交流电变压整流产生；0032通电时的整体顺序为，从上至下进行，先顶部、后两帮，沿工作面掘进方向依次向前进行；对于电渗不顺畅的局部区域，应反复通电几次；当检测含水软岩样本含水量不大于3时，停止通电，拆除通电电源；0033为了满足煤矿井下防爆要求，导电钢管4的电缆连接处应安装防爆套7；0034第四步，将孔口处橡胶套5取下，换上倒楔形止浆塞12，封闭住孔口处间隙，此时导电钢管4成为注浆锚杆，将导电钢管与注浆系统11连接，按传统注浆工艺向软岩裂隙注浆，对巷道围岩进行注浆加固；待达到设计注浆压力或满足浆液注入量时，注浆完成；0035注浆顺序为先顶部后两帮，沿工作面掘进方向依次向前进行。0036上述的普通锚杆3可采用端部锚固锚杆，锚杆孔的布置深度与间排距按常规设计。0037上述的注浆压力为15MPA，注浆浆液中应按常规掺加一定配比的速凝剂与减水剂。说明书CN103485808A1/1页6图1图2说明书附图CN103485808A。