高应力巷道碎裂围岩三锚耦合支护方法 技术领域
本发明涉及高应力巷道碎裂围岩三锚耦合支护方法，尤其适用于矿井复杂区域以及深埋高应力破碎围岩或软岩巷道的支护。
背景技术
目前构造复杂区域及深埋高应力围岩巷道支护，已成为生产中面临的突出难题。该类巷道采用传统U型钢支护、锚网索或锚注支护无法满足稳定的要求，严重影响了矿井的安全生产及经济效益的提高。
发明内容
本发明的目的是提供一种锚喷支护、锚索加固和锚注支护的高应力巷道碎裂围岩三锚耦合支护方法。
本发明高应力巷道碎裂围岩三锚耦合支护方法的步骤如下：
(1)分段进行小断面巷道掘进施工，采用锚杆和钢筋梯和金属网及时小断面施工段的巷道顶板间隔距离进行初次锚网支护；
(2)沿经过顶板初次锚网支护后的小断面巷道两帮间隔距离打钻允许围岩产生变形和破坏的卸压孔；
(3)待两帮围岩产生变形卸压后，刷大巷道断面，用锚杆和钢筋梯和金属网在初次锚网支护的横载面上进行全断面二次锚网支护，实施两帮、顶角和底角的锚网支护；
(4)在每个横断面上用锚索对顶板岩体进行预应力锚索加固；
(5)完成巷道全断面的锚网支护后，在锚网支护之间的横断面的顶板、两帮和底角间隔距离打眼安装内注浆锚杆，并进行注浆加固，使沿掘进巷道间隔的横载面与横载面之间形成锚网支护和锚注支护交替地耦合支护。对于变形剧烈的部分巷道，局部增加布置内注浆锚杆，封孔后再进行复注。
本发明高应力巷道碎裂围岩三锚耦合支护方法，针对埋深大、构造复杂、围岩顶板破碎特点，采用“控顶卸压”释放高应力和“三锚”耦合支护加固围岩及关键部位加强支护的方法，运用“控顶卸压”方式，在巷道掘进过程中采用先小断面掘进与支护，并在两帮钻有允许围岩产生变形和破坏的卸压孔，使围岩中的高应力得到释放，然后进行刷大与加固的施工工艺，在卸压过程中针对顶、底角进行加强支护，有效控制巷道顶板的变形和破坏，达到稳定围岩的目的。将煤巷及软岩支护中的锚喷支护、锚索加固和锚注支护有机结合在一起，充分发挥其相互耦合关系，解决了构造复杂区域以及深埋高应力破碎围岩或软岩巷道的支护问题。其稳定性强，可操作性强，安全可靠，具有广泛的实用性。
附图说明
图1是本发明小断面巷道初次锚网支护及卸压孔示意图。
图2是本发明全断面二次锚网支护示意图。
图3是本发明全断面锚注支护示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的一个实施例作进一步的描述：
本发明高应力巷道碎裂围岩三锚耦合支护方法，根据现场实际情况，首先通过对构造复杂区域以及深埋高应力破碎围岩巷道破坏状况的调研与实测，分析巷道围岩的变形破坏特点及破坏机理；运用围岩松动圈支护理论，利用实测围岩松动圈值，确定在掘进巷道横截面技术参数a、b、c、α、β、L1、L2、L3、L4以及注浆参数；施工过程中采用先小断面掘进并进行顶板支护，小断面顶板支护的锚杆间距为a，选用a＝70cm；在两帮的锚杆间隙处打适量卸压孔，释放部分压力后，刷大两帮设定断面宽度并施加锚喷支护，滞后一定距离隔排打注浆锚杆并进行注浆；最后通过矿压监测反馈信息优化支护参数，保证巷道的稳定。具体步骤如下：
(1)小断面巷道掘进与顶板初次锚网支护。首先采用钻爆法进行掘进施工，然后在清理工作面后，及时打眼和安装顶板树脂锚固的螺纹钢锚杆1，再铺设金属网和钢筋梯7，并用锚杆托盘和螺母压紧，施加一定的预应力；可选用锚杆1的长度L1为220cm；当完成全部支护及排矸后，再进行下一循环的掘进与支护。
(2)卸压。在初次锚网支护后的小断面巷道两帮打适当的卸压孔2。
(3)刷大巷道断面与全断面二次锚网支护。滞后小断面掘进工作面10～15m，当煤体发生爆裂后，即卸压后，再进行巷道断面的刷大，刷大宽度b根据现场实际情况确定，约为30～60cm，刷大断面主要以人工或配合风镐进行施工，目的在于尽量减轻对两帮煤体的破坏，然后及时实施顶角锚杆4、两帮锚杆5和底角锚杆6的支护，作用在顶板上的顶角锚杆4的垂直夹角α与作用在两帮上的顶角锚杆4的水平夹角α为30°，底角锚杆6的水平夹角为15°；底角锚杆6L4可选用长度为240cm。
(4)顶板岩体预应力锚索加固。一般预应力锚索的施工可在完成全断面锚网支护后，并累计达到锚索的排距后及时安设，也可在完成10～15m左右的锚网支护后，进行一次集中增补。施工时，首先在巷道顶板的中部沿顶板岩层的垂直方向用锚杆钻机进行钻孔，达到设计孔深后，卸下钻杆，顺序装入树脂药卷，用钢绞线将树脂送至孔底，并将钢绞线与锚杆钻机相连，然后再开动钻机搅拌树脂，将钢绞线送至眼底，实现锚索3的锚固。等待30min左右后，再进行锚索3的张拉和固定，锚索3L2可选用长度为550cm。
(5)锚注加固。完成巷道全断面的锚网支护后，在巷道的两帮打眼安装内注浆锚杆8，注浆锚杆8的排距和树脂锚杆5间距一样，并隔排布置，采用一卷快硬水泥端锚，然后将锚杆8的孔口保护好后，进行喷浆封闭，进而再利用外露的内注浆锚杆8的孔口进行注浆加固，顶角和底角注浆锚杆8的水平夹角β为15°。
注浆施工时采用自下而上、左右顺序作业的方式；每个断面内锚杆也采用自下而上，先底角，再两帮，最后是顶角。横载面与横载面之间的间隔距离为0.6～1米。对于变形剧烈的部分巷道，沿巷道纵向初次锚注加固15～20m后，再插空布置复注内注浆锚杆8，封孔后再进行复注。