一种半封闭式大断面巷道软弱破碎底板加固方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113586086A(43)申请公布日2021.11.02(21)申请号202110782850.1(22)申请日2021.07.12(71)申请人山西工程技术学院地址045000山西省阳泉市开发区学院路1号(72)发明人魏辉李晓星王凯李全中李杰(74)专利代理机构郑州豫开专利代理事务所(普通合伙)41131代理人朱俊峰(51)Int.Cl.E21D11/10(2006.01)E21D11/15(2006.01)E21F15/00(2006.01)E21F17/00(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图4页(54)发明名称一种半封闭式大断面巷道软弱破碎底板加固方法(57)摘要本发明公开了一种半封闭式大断面巷道软弱破碎底板加固方法，采用预制混凝土反底拱结构和灌注混凝土盖板对底板高应力进行支挡防护，方便快捷的保证软弱破碎底板的完整稳定。首先在开挖好的缓冲槽底部中间位置开挖卸压槽进行抵消高应力作用；其次在开挖的扇形区域拼插组合预制混凝土反底拱结构，混凝土反底拱结构两侧空腔填装碎矸石或炉渣；最后在巷道底板位置通过灌注混凝土形成盖板，最终形成半封闭式巷道加固结构。本方法通过卸压槽卸压、碎矸石层缓压、混凝土反底拱抗压、空心缓冲柱和充填空腔减压、混凝土盖板支挡稳固等程序，保证大断面巷道底板的完整稳定，工作顺利进行及人员安全作业。CN113586086ACN113586086A权利要求书1/1页1.一种半封闭式大断面巷道软弱破碎底板加固方法，其特征在于：包括以下步骤：（一）、在大断面巷道或硐室中，确定并划分具有软弱破碎底板、易发生底鼓破坏的巷道底板位置及破坏范围；（二）、对划分好破坏范围内的底板进行开挖缓冲槽，缓冲槽底部竖向断面轮廓为圆弧形；（三）、在缓冲槽底部沿巷道底板中线位置开挖卸压槽；（四）、在开挖好的缓冲槽底面铺垫有成圆弧状的碎矸石或炉渣层；（五）、在缓冲槽内安放预制的混凝土反底拱；（六）、在混凝土反底拱上部空间充填碎矸石或炉渣，并逐步压实并整平；（七）、在步骤（六）中碎矸石或炉渣上表面布设钢筋网，浇筑混凝土，混凝土上表面与巷道底板上表面齐平，凝固后形成混凝土盖板。2.根据权利要求1所述的一种半封闭式大断面巷道软弱破碎底板加固方法，其特征在于：步骤（二）中缓冲槽的最大开挖深度为1100mm，缓冲槽的最低处位于巷道底板中线上。3.根据权利要求1所述的一种半封闭式大断面巷道软弱破碎底板加固方法，其特征在于：步骤（三）中卸压槽沿巷道宽度方向的尺寸为500‑600mm，卸压槽5深度为600‑800mm。4.根据权利要求1或2所述的一种半封闭式大断面巷道软弱破碎底板加固方法，其特征在于：步骤（四）中缓冲槽底面铺垫的碎矸石或炉渣层的厚度为100mm。5.根据权利要求1所述的一种半封闭式大断面巷道软弱破碎底板加固方法，其特征在于：步骤（五）中混凝土反底拱整体为圆弧板结构，混凝土反底拱包括弧形凹反底拱和弧形凸反底拱，弧形凹反底拱位于弧形凸反底拱左侧，弧形凹反底拱下部开设有右侧敞口的弧形插槽，弧形凸反底拱左侧一体设有插设在弧形插槽内的弧形插板，弧形凹反底拱上设有位于弧形插槽上方的空心缓冲柱，空心缓冲柱竖向截面呈上窄下宽的等腰三角形结构，等腰三角形结构的竖向中心线穿过混凝土反底拱所在的圆心；混凝土反底拱的下侧圆弧面通过与碎矸石或炉渣层全面接触缓冲槽，避免出现大面积的遗留空隙。6.根据权利要求1所述的一种半封闭式大断面巷道软弱破碎底板加固方法，其特征在于：步骤（七）中在浇筑混凝土前沿巷道底板水平方向向左右延伸到巷道两侧煤（岩）体内，开设有两道宽度为400mm长槽孔，钢筋网也延伸到长槽孔内，在浇筑混凝土时，长槽孔内同时灌注混凝土，凝固后形成的混凝土盖板左右两侧在长槽孔内形成对混凝土反底拱的强力支撑，混凝土盖板的厚度为200mm。2CN113586086A说明书1/4页一种半封闭式大断面巷道软弱破碎底板加固方法技术领域[0001]本发明属于矿山巷道开采维护控制技术领域，具体涉及一种半封闭式大断面巷道软弱破碎底板加固方法。背景技术[0002]在矿产资源开采过程中，尤其是煤炭资源的开采，随着浅部易采资源的枯竭，深部复杂条件下煤炭开采占据了主要地位。而在深部复杂地质条件下开挖大断面巷道、硐室等工程时，底板断面宽度较大，发生底鼓破坏的情况时有发生。尤其是大断面巷道底板含有软弱破碎煤岩层的条件下，加上上覆岩层垂直应力、构造应力及地下水的影响，巷道底部煤岩体很容易破裂失稳，发生底鼓破坏，造成巷道断面缩小，底板隆起影响运输、通风和人员行走，严重时还可以闭合巷道，增加返修工程量和维修费用，影响正常回采及工作进度。[0003]目前针对大断面巷道底鼓方法治理主要采用底板打孔注浆锚固、设立封闭支架