一种弱胶结围岩巷道支护方法及结构.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115898462A(43)申请公布日2023.04.04(21)申请号202211478571.7E21D21/00(2006.01)(22)申请日2022.11.23(71)申请人新疆大学地址830046新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市天山区胜利路666号(72)发明人刘洪林闫海天赵红超杭银建马述起刘金虎王宏志李国栋梁玉柱王超(74)专利代理机构北京方圆嘉禾知识产权代理有限公司11385专利代理师李宁(51)Int.Cl.E21D11/10(2006.01)E21D11/15(2006.01)E21D20/02(2006.01)权利要求书2页说明书4页附图2页(54)发明名称一种弱胶结围岩巷道支护方法及结构(57)摘要本发明公开了一种弱胶结围岩巷道支护方法及结构，涉及煤矿巷道支护技术领域，其中，弱胶结围岩巷道支护方法包括以下步骤：(1)使用薄喷衬层进行初次喷膜；(2)制作空心壳模；(3)使用锚杆对空心壳模初次加固；(4)使用锚索对空心壳模再次加固；(5)通过注浆孔向空心壳模注浆；(6)对巷道进行二次喷膜，补强支护，并在巷道底板浇筑混凝土；(7)当巷道掘进出新的断面时，重复步骤(1)～步骤(6)即可；弱胶结围岩巷道支护结构应用弱胶结围岩巷道支护方法制成，包括喷加固层、空心壳模、锚杆、单体锚索、复喷加固层、混凝土底板；本发明中的弱胶结围岩巷道支护方法及结构，可有效控制弱胶结围岩巷道变形，保障巷道围岩结构稳定。CN115898462ACN115898462A权利要求书1/2页1.一种弱胶结围岩巷道支护方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：初次喷膜；使用薄喷衬层对巷道顶板和两帮进行一次性施工喷涂，形成初喷加固层，作为巷道的临时支护，同时隔绝空气中水分子浸入；步骤二：制作空心壳模；采用钢筋网组成空心壳模的整体骨架，所述钢筋网之间为注浆腔，所述钢筋网之间设置有若干空心让压钢管，所述钢筋网的内外侧均附着有高性能纤维材料层；所述钢筋网与所述高性能纤维材料层构成所述空心壳模的壳壁；步骤三：锚杆对空心壳模初次加固；将制作的空心壳模放置于所述巷道的顶板和两帮，并将锚杆穿过所述空心壳模上的所述空心让压钢管将所述空心壳模固定在所述巷道的顶板和两帮上，对所述锚杆施加预紧力实现初步加固；步骤四：锚索对空心壳模再次加固；在所述巷道的顶板处布置2‑3根单体锚索，在所述巷道的两帮布置1‑2根单体锚索，各单体锚索均穿过所述空心让压钢管锚固于所述巷道的顶板和两帮，通过对所述单体锚索施加预应力，调动深部围岩承载能力对所述空心壳模进行再次加固；步骤五：通过注浆塞上的注浆孔向空心壳模注浆；对所述巷道顶板和两帮的所述空心壳模实施注浆，等待浆液凝固，注浆材料凝固产生的微膨胀挤压巷道的壁面，起到改善巷道围岩受力状态、提高巷道围岩稳定性作用；步骤六：二次喷膜；使用薄喷衬层对所述巷道顶板和两帮处的内部浆液已经凝固的所述空心壳模进行二次喷膜，形成锚杆、锚索及注浆壳膜组合结构的复喷加固层，封闭围岩和补强支护，并在所述巷道的底板处浇筑混凝土形成混凝土底板；步骤七：随着巷道循环进尺，掘进产生新的断面，重复步骤一～步骤六对新的断面进行支护。2.根据权利要求1所述的弱胶结围岩巷道支护方法，其特征在于：步骤一、步骤六中的所述薄喷衬层为一种衬层材料，所述衬层材料由异氰酸酯和丙烯酸酯构成。3.根据权利要求1所述的弱胶结围岩巷道支护方法，其特征在于：步骤一中的所述薄喷衬层的厚度为5‑10mm；步骤六中的所述薄喷衬层厚度的为10‑15mm。4.根据权利要求1所述的弱胶结围岩巷道支护方法，其特征在于：所述空心壳模的内部注浆腔的厚度为50‑100mm；所述空心让压钢管的管孔径为30mm。5.根据权利要求1所述的弱胶结围岩巷道支护方法，其特征在于：步骤二中的所述高性能纤维材料层由超高分子质量聚乙烯纤维材料制成。6.根据权利要求1所述的弱胶结围岩巷道支护方法，其特征在于：步骤五中的所述注浆液体为工程水泥基复合材料浆液。7.根据权利要求1所述的弱胶结围岩巷道支护方法，其特征在于：步骤五中的所述注浆孔位于注浆塞上，所述注浆塞安装于所述空心壳模上，所述注浆塞包括所述注浆孔和排气孔，所述注浆孔连接有注浆管，所述注浆管与注浆泵相连接；注浆过程中所述排气孔冒出注浆液时关闭所述排气孔并停止注浆。2CN115898462A权利要求书2/2页8.一种弱胶结围岩巷道支护结构，其特征在于：应用权利要求1‑7中任一项所述的弱胶结围岩巷道支护方法制成，包括初喷加固层、空心壳模、锚杆、单体锚索、复喷加固层和混凝土底板；由巷道的顶板和两帮起始依次设置所述初喷加固层、所述空心壳模和所述复喷加固层，所述空心壳模的骨架由钢筋网构成，所述钢筋网之间为空心壳模的内腔，所述钢筋网的内外侧均