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1、10申请公布号CN102287205A43申请公布日20111221CN102287205ACN102287205A21申请号201110120303322申请日20110508E21D11/1020060171申请人太原理工大学地址030024山西省太原市迎泽西大街79号72发明人康天合代金华杨永康郭灵飞74专利代理机构太原市科瑞达专利代理有限公司14101代理人庞建英54发明名称一种改善巷道围岩稳定性的方法57摘要一种改善巷道围岩稳定性的方法，属于高应力条件下地下工程围岩稳定性的技术范畴，其特征在于是一种通过向巷道围岩深部岩体中压注可承载垫层材料，形成可承载垫层带，改变巷道围岩的应力分布，。
2、使巷道围岩深部岩体起主动支撑作用，降低巷道周边浅表部围岩应力的方法，目的是在保持巷道周边浅表部围岩完整性的条件下，提高其稳定性，与现有改善高应力巷道围岩稳定性的方法相比，具有实施简单，控制围岩稳定性的效果显著，成本低和安全可靠等实质性特点和显著效果。51INTCL19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CN102287217A1/1页21一种改善巷道围岩稳定性的方法，其特征是一种通过向巷道围岩深部岩体中压注可承载垫层带，通过垫层带的主动支撑作用，改变巷道围岩的应力分布，降低巷道周边浅表部围岩应力，保持巷道周边浅表部围岩的完整性和稳定性的方法，具体的步骤为。
3、I、根据高应力的作用方向，向巷道两帮或顶底板围岩中钻孔，搭建向围岩深部压注承载垫层系统，该系统主要包括巷道1、钻孔2、压注管3和封孔器4，巷道1宽度为B0，钻孔2位于巷道1两侧腰线高度处或顶底板中线处，钻孔2与巷道1轴线呈45夹角，在巷道腰线高度水平面上或中线位置垂直面上向巷道1前方钻进，钻孔2长度LB1B2/COS3B0/COS，钻孔直径7590MM，在钻孔2中放置压注管3，用封孔器4封孔，设计压注垫层带的长度为L1，压注垫层带宽度B22B0，封孔深度L2B1/COSB0/COS，钻孔2的间距S510M，压注管与压注泵连接；II、配制可承载垫层的浆体材料压注可承载垫层带材料为最大粒径DMAX。
4、不超过18M，80以上颗粒尺寸在5M以下的超细水泥、矸石粉固体材料和水配制成的浆体，浆体材料的质量配比为水水泥矸石粉103051008；III、通过I中所搭建的系统，向巷道围岩深部岩体中压注II所配制成的可承载垫层的浆体材料，当压注钻孔内压力P23H时停止向钻孔内压注垫层材料，向围岩深部岩体中停止压注承载垫层材料后，可使巷道浅表部围岩中由自重应力或开挖开采引起的支承应力降低3050。权利要求书CN102287205ACN102287217A1/3页3一种改善巷道围岩稳定性的方法技术领域0001本发明一种改善巷道围岩稳定性的方法，属于高应力条件下地下工程围岩稳定性的技术范畴，具体是一种通过向巷道。
5、围岩深部岩体中压注可承载垫层，提高巷道围岩深部岩体的主动支撑力，改善高应力巷道围岩的应力分布状态，目的是在保持巷道周边浅表部围岩完整性的条件下，提高高应力巷道稳定性的一种技术方案。背景技术0002高应力深部自重应力场、残余构造应力场或由开挖引起的支承应力场条件下地下工程围岩稳定性控制是一大技术难题，几十年来国内外一直将其作为重点和难点进行研究，目前控制高应力条件下巷道围岩稳定性的现有方法可归纳为五类第一类为被动刚性支护技术，如砌碹、钢筋混凝土浇筑、喷射混凝土和架棚等，但在高应力条件下，这类支护体会被压裂、垮、扭、折；第二类为主动加固提高围岩自承能力技术，如采用锚杆锚索锚固和在浅表部已破碎的围岩。
6、中注浆加固等，但在高应力条件下，这类锚固或加固体会出现整体大变形，甚至断锚断索，导致巷道围岩的破坏与垮塌；第三类为让压支护技术，如采用可缩性棚架，或在棚架或砌碹体后预留变形空间、放置大变形垫层，或采用大变形锚杆锚索等，以巷道浅表部围岩的大变形与破碎为代价，使围岩应力向深部转移，但在高应力条件下，这种支护体和巷道空间很难满足让压对围岩变形量的要求；第四类为卸压技术，如在巷道周边围岩中实施钻孔、切缝、开挖卸压槽、注水软化或松动爆破弱化等，以达到释放浅表部围岩中高应力的目的，但在高应力条件下，这种方法既破坏了巷道浅表部围岩的完整性，也满足不了高应力条件下巷道大变形的要求。第五类是巷道远场卸压，如在巷。
7、道设计位置上方或其左右预先开采解放层，或预掘卸压巷道，以达到降低巷道围岩应力的目的，但这种方法要求具有预先开采解放层的条件，如专门预掘卸压巷道，则增加了巷道开挖工程量。发明内容0003本发明一种改善巷道围岩稳定性的方法，目的在于克服现有技术的不足和缺陷，提供一种通过向围岩深部岩体中与高应力垂直的方向压注可承载垫层带，通过垫层带的主动支撑作用，降低巷道周边浅表部围岩应力，达到保持巷道周边围岩完整性和提高其稳定性的方法。0004本发明一种改善巷道围岩稳定性的方法，其特征是一种通过向巷道围岩深部岩体中压注可承载垫层带，通过垫层带的主动支撑作用，改变巷道围岩的应力分布，降低巷道周边浅表部围岩应力，保持。
8、巷道周边浅表部围岩的完整性和稳定性的方法，具体的步骤为0005I、根据高应力的作用方向，向巷道两帮或顶底板围岩中钻孔，搭建向围岩深部压注承载垫层系统，该系统主要包括巷道1、钻孔2、压注管3和封孔器4，巷道1宽度为B0，钻孔2位于巷道1两侧腰线高度处或顶底板中线处，钻孔2与巷道1轴线呈45夹角，在巷道腰线高度水平面上或中线位置垂直面上向巷道1前方钻进，钻孔2长度LB1B2/COS3B0/COS，钻孔直径7590MM，在钻孔2中放置压注管3，用封孔器4封说明书CN102287205ACN102287217A2/3页4孔，设计压注垫层带的长度为L1，压注垫层带宽度B22B0，封孔深度L2B1/COS。
9、B0/COS，钻孔2的间距S510M，压注管与压注泵连接；0006II、配制可承载垫层的浆体材料压注可承载垫层带材料为最大粒径DMAX不超过18M，80以上颗粒尺寸在5M以下的超细水泥、矸石粉固体材料和水配制成的浆体，浆体材料的质量配比为水水泥矸石粉103051008；0007III、通过I中所搭建的系统，向巷道围岩深部岩体中压注II所配制成的可承载垫层的浆体材料，当压注钻孔内压力P23H时停止向钻孔内压注垫层材料，向围岩深部岩体中停止压注承载垫层材料后，可使巷道浅表部围岩中由自重应力或开挖开采引起的支承应力降低3050。0008本发明一种通过压注垫层改善高应力条件下巷道围岩稳定性的方法与现有。
10、改善高应力条件下巷道围岩稳定性的方法相比较，具有以下突出的实质性特点和显著的效果00091、本发明一种改善巷道围岩稳定性的方法，通过向巷道围岩深部岩体中压注可承载垫层带，通过垫层带主动支撑地层中的高应力，转移巷道周边浅表部围岩中的高应力，在保持巷道浅表部围岩完整性的条件下，提高了高应力巷道围岩的稳定性。00102、本发明一种改善巷道围岩稳定性的方法，通过压注到围岩深部岩体中垫层带的主动承载作用，能够有效消除巷道浅表部围岩中的高应力，防止巷道浅表部围岩被高应力压裂和产生大变形，保持巷道浅表部围岩的完整性。00113、本发明一种改善巷道围岩稳定性的方法，通过压注到围岩深部岩体中的垫层主动承载高地应。
11、力，可广泛用于深部自重应力场、残余构造应力场和由于开挖/开采引起的高支承应力场等条件下，以防止冲击地压的发生。00124、本发明一种改善巷道围岩稳定性的方法，具有实施简单，效果显著，成本低等显著特征。附图说明0013图1为一种压注垫层带改善深部自重高应力场、残余构造应力场或由于开挖开采引起的高支承应力场等条件下巷道围岩稳定性方法的系统示意平面图。0014图2为一种压注垫层带改善深部自重高应力场、残余构造应力场或由于开挖开采引起的高支承应力场等条件下巷道围岩稳定性方法的系统示意剖面图。0015图中标号为1、巷道；2、钻孔；3、压注管4、封孔器；5、压注垫层带。具体实施方式0016以下结合附图对本。
12、发明作进一步的说明。0017实施方式10018对于由自重应力或开挖开采引起的支承应力产生的高垂直应力场，由本发明压注垫层带改善高应力场条件下巷道围岩稳定性方法的实施过程为0019I、在某矿埋深H800M岩层中的巷道1的两帮钻孔，搭建向围岩深部压注承载垫层系统，按照图1所示系统向巷道两帮围岩深部压注可承载垫层材料，形成可承载垫层带，目的是提高巷道两帮浅表部围岩完整性和稳定性。巷道1的宽度为5M，高度为4M，钻孔2的位置距巷道底板2M，与巷道1轴线呈45夹角向巷道1前方钻进，钻孔2的长度L说明书CN102287205ACN102287217A3/3页521M，钻孔直径75MM，在钻孔2中放置压注管。
13、3，用封孔器4封孔，设计压注垫层带宽度B210M，封孔长度L17M，钻孔间距S5M；0020II、配制可承载垫层的浆体材料压注可承载垫层带材料为最大粒径DMAX不超过18M，80以上颗粒尺寸在5M以下的超细水泥、矸石粉固体材料和水配制成的浆体，浆体材料的质量配比为水水泥矸石粉10310；0021III、通过I中搭建的压注承载垫层系统，向巷道围岩深部岩体中压注II所0022配置好的可承载垫层材料，当压注钻孔内压力达到40MPA时停止向钻孔内压注垫层材料，该条件下向围岩深部岩体中压注承载垫层材料形成可承载垫层带后，使巷道浅表部围岩中由自重应力引起的支承应力降低30。0023实施方式20024钻孔2。
14、的长度L225M，钻孔直径80MM，设计压注垫层带宽度B211M，封孔长度L18M，钻孔2的间距S75M，浆体材料的质量配比为水水泥矸石粉10409，当压注钻孔内压力达到50MPA时停止向钻孔内压注垫层材料，该条件下向围岩深部岩体中压注承载垫层材料形成可承载垫层带后，使巷道浅表部围岩中由自重应力引起的支承应力降低40，其他同实施方式1。0025实施方式30026钻孔2的长度L24M，钻孔直径90MM，设计压注垫层带宽度B212M，封孔长度L19M，钻孔2的间距S10M，浆体材料的质量配比为水水泥矸石粉10508，当压注钻孔内压力达到60MPA时停止向钻孔内压注垫层材料，该条件下向围岩深部岩体中压注承载垫层材料形成可承载垫层带后，使巷道浅表部围岩中由自重应力引起的支承应力降低50，其他同实施方式1。0027实施方式40028对于由残余构造应力引起的高水平应力场，由本发明压注垫层改善高水平应力场条件下巷道围岩稳定性方法的实施过程为0029压注垫层钻孔2位于巷道1顶底板中线处，顶板钻孔2与顶板层面呈45仰角，底板钻孔与底板层面呈45俯角，顶板与底板钻孔均沿巷道1中线垂直面钻进，其他同实施方式1。说明书CN102287205ACN102287217A1/1页6图1图2说明书附图CN102287205A。