專利名稱：一種控制動壓巷道底鼓的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種控制巷道底鼓的方法，尤其是一種適用于采動高應(yīng)力環(huán)境中的巷 道底鼓的控制方法。
背景技術(shù)：
底鼓是煤礦井巷中常發(fā)生的一種動力現(xiàn)象。巷道掘進(jìn)后，圍巖由三向應(yīng)力狀態(tài)轉(zhuǎn) 變?yōu)槎驊?yīng)力狀態(tài)，在復(fù)雜的集中應(yīng)力影響下，底板巖層拉伸破壞形成底鼓。大量實測數(shù)據(jù) 表明，巷道變形大約有2/3體現(xiàn)為底鼓。底鼓的主要危害是縮小了巷道斷面，致使行人、運 輸、供排水、井下通風(fēng)等都受到影響，因底鼓而造成巷道報廢的現(xiàn)象也時有發(fā)生，嚴(yán)重影響 礦山的安全生產(chǎn)。動壓巷道底鼓控制問題一直是困擾煤礦生產(chǎn)和建設(shè)的重大難題之一。近年來，國 內(nèi)外很多學(xué)者和煤礦技術(shù)人員對巷道底鼓的機理、防治措施等進(jìn)行了卓有成效的研究，提 出了很多底鼓控制技術(shù)，如加固底板、封閉金屬支架、底板錨桿、底板注漿、巷旁充填和卸壓 煤柱等，這些研究成果對控制巷道底鼓具有很好的指導(dǎo)作用。然而，上述底鼓控制方法或多 或少存在著施工速度慢、工藝復(fù)雜、經(jīng)濟成本高、控制效果有限、勞動強度大等缺陷，如加固 底板雖然可以起到一定的抑制底鼓的作用，但在動壓巷道中材料消耗大、支護費用高、工程 量大；在高應(yīng)力、松軟底板的條件下，封閉式金屬支架底梁往往無法充分發(fā)揮其承載能力， 致使向巷道內(nèi)鼓起，失去控制底鼓的能力；很多情況下，底板錨桿由于在松軟底板巖層中錨 固基礎(chǔ)差而錨固力不足或延伸量與底鼓量不匹配而失效；底板注漿可加固底板較淺部巖 層，如注漿達(dá)不到底板巖層的破壞深度，則上部已加固巖層會被下部巖層頂起，因此，注漿 控制底鼓的作用也是有限的；而巷旁充填法和卸壓煤柱法施工程序復(fù)雜，時間長，對回采工 作面影響較大，且控制效果十分有限。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題本發(fā)明的目的是克服已有技術(shù)的不足，提供一種施方法簡單、操作方 便、成本低、勞動強度小、安裝效率高的控制動壓巷道底鼓的方法。技術(shù)方案本發(fā)明控制動壓巷道底鼓的方法，步驟如下(1)在采動高應(yīng)力環(huán)境中的巷道底板上，以巷道橫截面中心為界對稱向兩幫方向 間隔施工一排鉆孔，鉆孔的孔徑為28 42mm，鉆孔的長度為1200 2800mm，一排鉆孔的縱 向夾角 α 為 0°、15°、25°、30°、45°、60° ；(2)在施工完成的各鉆孔中分別安裝水力膨脹錨桿，水力膨脹錨桿直徑為25 30mm ；(3)通過水管連接水力膨脹錨桿的注液口和高壓注水泵，向水力膨脹錨桿內(nèi)注高 壓水，當(dāng)高壓注水泵的壓力表達(dá)到30MPa時，關(guān)閉高壓注水泵；(4)待高壓注水泵卸壓后，卸下高壓注水泵，完成一個段區(qū)內(nèi)控制動壓巷道底鼓的 施工；
(5)重復(fù)上述步驟，按排距逐排施工，直至完成整個采動高應(yīng)力環(huán)境中的巷道底板 易發(fā)生底鼓巷道的施工。所述間隔施工一排鉆孔的間距為500 2000mm ；所述排距為600 2000mm。有益效果通過采用水力膨脹錨桿加固巷道底板，阻止巷道底板塑性區(qū)發(fā)展以及 控制巷道底板巖體峰后碎脹、剪切錯動變形，達(dá)到控制動壓巷道底鼓的目的。水力膨脹錨桿 用于控制動壓巷道底鼓較其他粘結(jié)式錨桿的顯著優(yōu)點在于水力膨脹錨桿為全長錨固，可 在桿體全長范圍內(nèi)限制圍巖擴容變形；水力膨脹錨桿與被錨固體(煤、巖體)為摩擦式錨 固，鉆孔內(nèi)殘留的煤(巖)粉、污水不影響錨桿錨固力。水力膨脹錨桿錨固力隨圍巖性質(zhì)的 差異變化不大，特別適用于動壓巷道底板的支護，為控制動壓巷道底鼓提供了一種新的途 徑。其施工方法簡單，操作方便，成本低，勞動強度小，安裝效率高，無污染，經(jīng)濟效益顯著。


圖1是本發(fā)明的底鼓鉆孔位置示意圖。圖2是本發(fā)明的水力膨脹錨桿施工連接示意圖。圖中1_巷道，2-鉆孔，3-水力膨脹錨桿，4-底板，5-兩幫，6-注液口，7-水管， 8-高壓注水泵。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的一個實施例作進(jìn)一步的描述圖1所示，矩形巷道1為例，對某礦進(jìn)行控制動壓巷道底鼓的方法，根據(jù)現(xiàn)場實際 情況，在巷道底板4按照不同的縱向夾度α安裝水力膨脹錨桿3，然后注水，以阻止底板塑 性區(qū)發(fā)展以及控制底板巖體峰后碎脹、剪切錯動變形，實現(xiàn)控制動壓巷道底鼓。具體步驟如 下1、鉆孔在采動高應(yīng)力環(huán)境中易發(fā)生巷道底鼓的巷道底板4上，以巷道1橫截面 中心為界對稱向兩幫5方向的縱向夾角α依次為15°、25°、45°，在巷道底板4上向下 間隔500 2000mm施工一排鉆孔2，鉆孔2的孔徑為28 42mm，鉆孔2的長度為1200 2800mm，根據(jù)現(xiàn)場實際情況，一排鉆孔2的縱向夾角α可以從0°、15°、25°、30°、45°、 60°中按升序排列組合選擇；2、安裝水力膨脹錨桿在施工完成的各鉆孔2中分別安裝水力膨脹錨桿3，將水力 膨脹錨桿3送入鉆孔2的底部，水力膨脹錨桿3直徑為25 30mm ；3、注高壓水通過水管7連接水力膨脹錨桿3的注液口 6和高壓注水泵8，向水力 膨脹錨桿3內(nèi)注高壓水，注液壓力不小于30MPa，注液時間大于5min，并確保初錨力在IOOkN 以上；當(dāng)高壓注水泵8的壓力表達(dá)到30MPa時，關(guān)閉高壓注水泵8 ；4、待高壓注水泵8卸壓后，卸下高壓注水泵8，完成一個段區(qū)內(nèi)控制動壓巷道底鼓 的施工；5、重復(fù)上述步驟，按排距為600 2000mm的距離逐排施工，直至完成整個采動高 應(yīng)力環(huán)境中的巷道底板4易發(fā)生底鼓巷道的施工。
權(quán)利要求
一種控制動壓巷道底鼓的方法，其特征是步驟如下(1)在采動高應(yīng)力環(huán)境中的巷道底板(4)上，以巷道(1)橫截面中心為界對稱向兩幫(5)方向間隔施工一排鉆孔(2)，鉆孔(2)的孔徑為28～42mm，鉆孔(2)的長度為1200～2800mm，一排鉆孔(2)的縱向夾角α為0°、15°、25°、30°、45°、60°；(2)在施工完成的各鉆孔(2)中分別安裝水力膨脹錨桿(3)，水力膨脹錨桿(3)直徑為25～30mm；(3)通過水管(7)連接水力膨脹錨桿(3)尾部的注液口(6)和高壓注水泵(8)，向水力膨脹錨桿(3)內(nèi)注高壓水，當(dāng)高壓注水泵(8)的壓力表達(dá)到30MPa時，關(guān)閉高壓注水泵(8)；(4)待高壓注水泵(8)卸壓后，卸下高壓注水泵(8)，完成一個段區(qū)內(nèi)控制動壓巷道底鼓的施工；(5)重復(fù)上述步驟，按排距逐排施工，直至完成整個采動高應(yīng)力環(huán)境中的巷道底板(4)易發(fā)生底鼓巷道的施工。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制動壓巷道底鼓的方法，其特征是所述間隔施工一排鉆 孔(2)的間距為500 2000mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制動壓巷道底鼓的方法，其特征是所述排距為600 2000mm。
全文摘要
一種控制動壓巷道底鼓的方法，在采動高應(yīng)力環(huán)境中的巷道底板上，以巷道橫截面中心為界對稱向兩幫方向施工不同縱向夾角α的鉆孔后，安裝水力膨脹錨桿，向水力膨脹錨桿內(nèi)注高壓水，當(dāng)高壓注水達(dá)到30MPa時，停止高壓注水；按排距逐排施工，直至完成整個采動高應(yīng)力環(huán)境中的巷道底板易發(fā)生底鼓巷道的施工。水力膨脹錨桿錨固力隨圍巖性質(zhì)的差異變化不大，特別適用于動壓巷道底板的支護，為控制動壓巷道底鼓提供了一種新的途徑。其施工方法簡單，操作方便，成本低，勞動強度小，安裝效率高，無污染，經(jīng)濟效益顯著。
文檔編號E21D20/00GK101915108SQ20101021701
公開日2010年12月15日 申請日期2010年6月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月22日
發(fā)明者侯朝炯, 張科學(xué), 李文峰, 柏建彪, 王襄禹, 閆帥 申請人:中國礦業(yè)大學(xué)