过地质异常带极破碎软岩巷道的支护结构及其施工方法

摘要

本发明公开了一种过地质异常带极破碎软岩巷道的支护结构及其施工方法，该支护结构包括沿巷道内壁圆周方向设置的钢板高强混凝土层，所述钢板高强混凝土层由若干个弧形单体构件依次连接组成，所述弧形单体构件包括由钢板制成的构件管体，所述构件管体的内部腔体中填充有高强微膨胀混凝土。所述弧形单体构件在安装时采用先底部，后两侧，最后封顶的施工方式。本发明适用性强，整圈支架可根据圆形巷道断面的大小，采用数量可调的预制弧形单体构件在井下装配而成，质量可靠，制造方便，而且具有强度高和支护抗力大的优势。

说明书

技术领域

本发明涉及矿山巷道支护领域，具体涉及一种过地质异常带极破碎软岩巷道的支护 结构及其施工方法。

背景技术

在煤矿深井巷道过断层等异常地质带时，由于地质构造的作用，异常带内岩体异常 破碎、松散、含水，掘进时巷道变形量太大，还有“似泥石流”现象，给施工和支护工 作造成了极大的困难并存在重大的安全隐患。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种可避免异常地质带段巷道出 现多次破坏和返修等不利局面的过地质异常带极破碎软岩巷道的支护结构及其施工方 法。

一种过地质异常带极破碎软岩巷道的支护结构，包括沿巷道内壁圆周方向设置的钢 板高强混凝土层，所述钢板高强混凝土层由若干个弧形单体构件依次连接组成，所述弧 形单体构件包括由钢板制成的构件管体，所述构件管体的内部腔体中填充有高强微膨胀 混凝土。

优选地，

所述弧形单体构件数量为6～8个。

优选地，

所述高强微膨胀混凝土为C80高强微膨胀混凝土。

优选地，

所述弧形单体构件接头处设有可压缩垫板。

优选地，

所述弧形单体构件的内弧面及接头面处均设有向构件管体内腔方向的锚钉。

优选地，

所述弧形单体构件的圆周方向上均布开设二个注浆孔/吊装孔。

优选地，

所述弧形单体构件的端面径向方向上焊接有连接角钢，连接角钢上加工有螺栓孔。

优选地，

所述钢板高强混凝土层与巷道内壁之间还依次设有的粉煤灰砂浆充填层及U36型 支架。

一种过地质异常带极破碎软岩巷道的施工方法，具体步骤为：

一、在巷道中架设U36型支架；

二、在U36型支架上铺设一层干硬性混凝土垫层；

三、在干硬性混凝土垫层上安设位于底部的弧形单体构件；

四、在底部弧形单体构件的二边架设位于侧向的弧形单体构件；

五、在两侧向的弧形单体构件顶部之间安装位于上部的弧形单体构件；

六、一圈弧形单体构件安装结束后，采用喷浆机向粉煤灰砂浆充填层喷射充填材料， 形成整体支护结构。

在井下弧形单体构件安装时，步骤三至五中的弧形单体构件的接头处还放置有一块 可压缩垫板。

本发明的结构优势在于：1、适用性强，整圈支架可根据圆形巷道断面的大小，采 用数量可调的预制弧形单体构件在井下装配而成。2、单体构件在地面可采用工厂化生 产，质量可靠，制造方便。3、混凝土强度高(可达C80～100)，支架承载大，支护抗 力大，且通过接头处的可压缩垫板和壁后粉煤灰砂浆充填层实现可缩让压，增阻特性好， 架设后能立即承载。

本发明的方法优势在于：施工方便，通过壁后充填层的压缩变形可达到调压作用、 减小围岩压力的不均匀性，为支架提供了良好的受力条件，有利于结构承载力的发挥。

附图说明

图1为本发明的安装结构示意图。

图2为本发明中弧形单体构件的结构示意图。

具体实施方式

以下结合具体实施例，对本发明做进一步说明。应理解，以下实施例仅用于说明本 发明而非用于限制本发明的范围。

参见图1，本发明提供的一种过地质异常带极破碎软岩巷道的支护结构，包括沿巷 道内壁圆周方向设置的支护层1，在现有技术中，支护层1的设置方式通常采用锚喷支 护和金属支架支护的方式，但是受到围岩变形度及自身可缩量的限制，不能很好的解决 背景技术中所述的技术问题。

为了解决在本说明书背景技术部分所述的目前公知技术存在的问题并克服其缺陷， 本发明采取的技术方案为：如图1所示，所述支护层1为由6～8弧形单体构件2依次 连接组成的钢板高强混凝土层，(当然，弧形单体构件数量也可根据实际圆形巷道断面 大小，进行对应调整，6～8个弧形单体构件为最优设计。)参见图2，所述弧形单体构 件2包括由20mm厚的钢板制成的构件管体2a，所述构件管体2a的内部腔体中填充有 C80高强微膨胀混凝土2b，形成钢板高强混凝土弧形单体构件。单体构件在地面采用工 厂化生产，质量可靠，混凝土强度高(可达C80～100)，具有支架承载大，支护抗力大 的优势。

本发明为了更进一步完善其结构，本发明的结构在具体实施时，还可以在以上所述 的技术方案基础上，采用下面的实施例：

实施例1

参见图1，所述弧形单体构件2的横截面呈矩形，接头处设有20mm厚的可压缩垫板 3，实现可缩让压。

实施例2

所述弧形单体构件2的内弧面及接头面处均设有向构件管体2a内腔方向的锚钉2c (长度100mm)，加强与混凝土的粘接。

实施例3

所述弧形单体构件2的圆周方向上均布开设二个注浆孔/吊孔4，方便了井下施工吊 装和壁后注浆充填。

实施例4

所述弧形单体构件2的端面径向方向上焊接有连接角钢，其上面加工有螺栓孔。确 保井下装配时的可靠连接。

实施例5

所述钢板高强混凝土层3与巷道内壁之间还依次设有200mm的粉煤灰砂浆充填层5 及U36型支架6。可有效提高本发明的承载强度及可靠性。

本发明还提供了这种过地质异常带极破碎软岩巷道的其施工方法，具体步骤为：

一、巷道掘进，在其符合设计断面尺寸后架设U36型支架6；

二、在U36型支架6上铺设一层干硬性混凝土垫层；

三、在干硬性混凝土垫层上安设位于底部的弧形单体构件2；

四、在底部弧形单体构件2的二边架设位于侧向的弧形单体构件2；

五、在两侧向的弧形单体构件2顶部之间安装位于上部的弧形单体构件2；

六、待一圈弧形单体构件2安装结束后，采用喷浆机向粉煤灰砂浆充填层5喷射充 填材料，形成整体支护结构。

在井下弧形单体构件2安装时，所有弧形单体构件2的接头处还需放置一块可压缩 垫板3。