專利名稱：預(yù)置鋼絞線雙向分階段張拉的錨索加固方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及煤礦沿空掘巷時的錨索加固技術(shù)，尤其是一種預(yù)置鋼絞線雙向分階段張拉的錨索加固方法。
背景技術(shù)：
留小煤柱沿空掘巷可大幅度提高采區(qū)煤炭回收率，在我國煤礦應(yīng)用廣泛?，F(xiàn)有留小煤柱沿空掘巷是在臨近工作面采完和采空區(qū)頂板巖層活動大體穩(wěn)定以后，留設(shè)一定寬度煤柱后進行巷道掘進。巷道掘進前煤柱是沒有加固的，故小煤柱產(chǎn)生松散變形，保持小煤柱穩(wěn)定、控制其變形是沿空掘巷能否成功的關(guān)鍵之一。尤其是進入深部以后，小煤柱沿空掘巷圍巖雖然處于應(yīng)力低值區(qū)，但由于煤柱松軟破碎，承載能力很低，在工作面受采動影響時， 上覆基本頂巖層三角塊結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)下沉，塑性區(qū)、破碎區(qū)迅速擴展，導(dǎo)致巷道變形劇烈，通常以米計算，該類巷道圍巖的穩(wěn)定性問題越來越突出，嚴(yán)重影響生產(chǎn)效率，造成安全隱患。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決目前小煤柱沿空掘巷過程中巷道圍巖的穩(wěn)定性差的問題，本發(fā)明提出了預(yù)置鋼絞線雙向分階段張拉的錨索加固方法，該加固方法可以有效解決目前沿空掘巷小煤柱松散破碎、強度低的問題，提高煤柱整體穩(wěn)定性和承載能力。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為在圖中，該預(yù)置鋼絞線雙向分階段張拉的錨索加固方法的操作步驟為
①在上區(qū)段巷道的非回采側(cè)噴射3(Tl00mm的混凝土噴層，形成止?jié){層；
②混凝土凝結(jié)后，在上區(qū)段巷道的非回采側(cè)施工錨索孔，錨索孔的深度需大于待留設(shè)煤柱寬度20(T300mm;孔內(nèi)放入中部帶有擋環(huán)的錨索，錨索的長度大于待留設(shè)煤柱寬度 400 600mm ；
③在上區(qū)段巷道的非回采側(cè)施工注漿孔，注漿孔的深度為煤柱寬度的一半，然后在孔內(nèi)安裝注漿管，并采用快硬水泥封孔；
④封孔完成后對其進行注漿，注漿漿液為水泥漿液或馬麗散等化學(xué)漿液，當(dāng)注漿壓力達到1. 0 2· OMPa時，穩(wěn)壓3 5 min后停止注漿；
⑤待漿液凝固后安裝托盤、鎖具，張拉錨索；
⑥上區(qū)段采空區(qū)頂板巖層活動穩(wěn)定后，留設(shè)5 8m寬煤柱沿上區(qū)段采空區(qū)掘下區(qū)段巷
道；
⑦在下區(qū)段巷道的煤柱側(cè)噴射3(Γ100_的混凝土噴層，形成下區(qū)段止?jié){層；
⑧在下區(qū)段巷道的煤柱側(cè)施工下區(qū)段注漿孔，下區(qū)段注漿孔深為煤柱寬度的一半，然后在孔內(nèi)安裝注漿管，并采用快硬水泥封孔；
@封孔完成后對其進行注漿，當(dāng)注漿壓力達到1.0 2. OMI^a時，穩(wěn)壓3 5 min后停止注漿；
⑩待漿液凝固后，對錨索在沿空掘巷中的露頭安裝下區(qū)段托盤、下區(qū)段鎖具，在下區(qū)段巷道張拉錨索。所述① ⑤需在上區(qū)段超前采動影響范圍外進行，⑦ ⑩需在下區(qū)段沿空掘巷工作面掘進影響范圍外進行。所述錨索在上區(qū)段采動前即預(yù)置入待留設(shè)煤柱內(nèi)。所述錨索在上區(qū)段采動影響前、上區(qū)段煤柱側(cè)先張拉，在下區(qū)段巷道掘進后，在煤柱另一側(cè)再次張拉，實現(xiàn)雙向分階段張拉。本發(fā)明的有益效果是，該預(yù)置鋼絞線雙向分階段張拉的錨索加固方法利用錨索貫通煤柱，并在煤柱兩側(cè)分階段張拉錨索、施工預(yù)緊力，使煤柱兩個自由面相互約束，限制其變形，并通過注漿增強煤柱完整性，解決了傳統(tǒng)沿空掘巷煤柱破碎、強度低的問題，提高煤柱整體穩(wěn)定性和承載能力，能夠顯著減少巷道變形。


下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步的說明。圖1為預(yù)置鋼絞線雙向分階段張拉的錨索加固方法的本區(qū)段巷道施工示意圖。圖2為預(yù)置鋼絞線雙向分階段張拉的錨索加固方法的沿空掘巷施工示意圖。圖中，1.上區(qū)段巷道，2.頂板巖層，3.止?jié){層，3-1.下區(qū)段止?jié){層，4.煤柱，5.擋環(huán)，6.錨索孔，7.錨索，8.上區(qū)段采空區(qū)，9.注漿孔，9-1.下區(qū)段注漿孔，10.注漿管，11.托盤，11-1.下區(qū)段托盤，12.鎖具，12-1.下區(qū)段鎖具，13.下區(qū)段巷道。
具體實施例方式在圖中，該預(yù)置鋼絞線雙向分階段張拉的錨索加固方法的操作步驟為
①在上區(qū)段巷道1的非回采側(cè)噴射3(Tl00mm的混凝土噴層，形成止?jié){層3；
②混凝土凝結(jié)后，在上區(qū)段巷道1的非回采側(cè)施工錨索孔6，錨索孔6的深度需大于待留設(shè)煤柱4寬度20(T300mm ；孔內(nèi)放入中部帶有擋環(huán)5的錨索7，錨索7的長度大于待留設(shè)煤柱4寬度40(T600mm ；
③在上區(qū)段巷道1的非回采側(cè)施工注漿孔9，注漿孔9的深度為煤柱4寬度的一半，然后在孔內(nèi)安裝注漿管10，并采用快硬水泥封孔；
④封孔完成后對其進行注漿，注漿漿液為水泥漿液或馬麗散等化學(xué)漿液，當(dāng)注漿壓力達到1. 0 2· OMPa時，穩(wěn)壓3 5 min后停止注漿；
⑤待漿液凝固后安裝托盤11、鎖具12，張拉錨索7；
⑥上區(qū)段采空區(qū)8頂板巖層2活動穩(wěn)定后，留設(shè)5 8m寬煤柱4沿上區(qū)段采空區(qū)8掘下區(qū)段巷道13 ；
⑦在下區(qū)段巷道13的煤柱4側(cè)噴射3(Γ100_的混凝土噴層，形成下區(qū)段止?jié){層3-1；
⑧在下區(qū)段巷道13的煤柱側(cè)施工下區(qū)段注漿孔9-1，下區(qū)段注漿孔9-1深為煤柱4寬度的一半，然后在孔內(nèi)安裝注漿管10，并采用快硬水泥封孔；(§封孔完成后對其進行注漿，當(dāng)注漿壓力達到1.0 2. OMI^a時，穩(wěn)壓3 5 min后停止注漿；
⑩待漿液凝固后，對錨索在沿空掘巷中的露頭安裝下區(qū)段托盤11-1、下區(qū)段鎖具 12-1，在下區(qū)段張拉錨索。所述① ⑤需在上區(qū)段超前采動影響范圍外進行，⑦ ⑩需在下區(qū)段沿空掘巷工作面掘進影響范圍外進行。所述錨索7在上區(qū)段采動前即預(yù)置入待留設(shè)煤柱內(nèi)。所述錨索7在上區(qū)段采動影響前、上區(qū)段煤柱4側(cè)先張拉，在下區(qū)段巷道13掘進后，在煤柱4另一側(cè)再次張拉，實現(xiàn)雙向分階段張拉。
權(quán)利要求
1.預(yù)置鋼絞線雙向分階段張拉的錨索加固方法，在上區(qū)段巷道(1)的采區(qū)側(cè)面噴射 3(Tl00mm的混凝土噴層，形成止?jié){層(3)；混凝土凝結(jié)后，在上區(qū)段巷道(1)的非回采側(cè)施工錨索孔(6)，錨索孔(6)的深度需大于待留設(shè)煤柱(4)寬度20(T300mm;孔內(nèi)放入中部帶有擋環(huán)(5)的錨索(7)，錨索(7)的長度大于待留設(shè)煤柱(4)寬度40(T600mm ；其特征是在上區(qū)段巷道(1)的非回采側(cè)施工注漿孔(9)，注漿孔(9)的深度為煤柱(4)寬度的一半，然后在孔內(nèi)安裝注漿管(10)，并采用快硬水泥封孔；封孔完成后對其進行注漿，注漿漿液為水泥漿液或馬麗散化學(xué)漿液，當(dāng)注漿壓力達到1. (Γ2. OMPa時，穩(wěn)壓3 5 min后停止注漿；待漿液凝固后安裝托盤(11)、鎖具(12)，張拉錨索(7);上區(qū)段采空區(qū)(8)頂板巖層(2)活動穩(wěn)定后，留設(shè)5 8m寬煤柱(4)沿上區(qū)段采空區(qū)(8)掘下區(qū)段巷道(13);在下區(qū)段巷道(13)的煤柱 4側(cè)噴射3(Tl00mm的混凝土噴層，形成下區(qū)段止?jié){層(3-1);在下區(qū)段巷道(13)的煤柱側(cè)施工下區(qū)段注漿孔(9-1)，下區(qū)段注漿孔(9-1)深為煤柱(4)寬度的一半，然后在孔內(nèi)安裝注漿管(10)，并采用快硬水泥封孔；封孔完成后對其進行注漿，當(dāng)注漿壓力達到1. (Γ2. OMPa 時，穩(wěn)壓3 5 min后停止注漿；待漿液凝固后，對錨索在沿空掘巷中的露頭安裝下區(qū)段托盤(11-1)、鎖具(12-1)，在下區(qū)段張拉錨索。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述預(yù)置鋼絞線雙向分階段張拉的錨索加固方法；其特征是所述錨索(7)在上區(qū)段采動前即預(yù)置入待留設(shè)煤柱(4)內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述預(yù)置鋼絞線雙向分階段張拉的錨索加固方法；其特征是所述錨索(7)在上區(qū)段采動影響前、上區(qū)段煤柱(4)側(cè)先張拉，在下區(qū)段巷道(13)掘進后，在煤柱(4)另一側(cè)再次張拉，實現(xiàn)雙向分階段張拉。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種預(yù)置鋼絞線雙向分階段張拉的錨索加固方法，該方法是在上區(qū)段采動影響前、采區(qū)側(cè)面預(yù)置入錨索，注漿對待留設(shè)煤柱進行初次加固，并對錨索進行初次張拉；下區(qū)段沿空掘巷后，注漿對煤柱靠下區(qū)段側(cè)進行加固，同時對錨索外露部分再次進行張拉，實現(xiàn)雙向分階段張拉。該預(yù)置鋼絞線雙向分階段張拉的錨索加固方法利用錨索貫通煤柱，并在煤柱兩側(cè)分階段張拉錨索、施工預(yù)緊力，使煤柱兩個自由面相互約束，限制其變形，并通過注漿增強煤柱完整性，解決了傳統(tǒng)沿空掘巷煤柱破碎、強度低的問題，提高煤柱整體穩(wěn)定性和承載能力，能夠顯著減少巷道變形。
文檔編號E21D21/00GK102425439SQ20121001290
公開日2012年4月25日 申請日期2012年1月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月17日
發(fā)明者姚亞虎, 張農(nóng), 張志義, 鄭西貴, 闞甲廣, 韓昌良 申請人:中國礦業(yè)大學(xué)