专利名称：预置钢绞线双向分阶段张拉的锚索加固方法
技术领域：
本发明涉及煤矿沿空掘巷时的锚索加固技术，尤其是一种预置钢绞线双向分阶段张拉的锚索加固方法。
背景技术：
留小煤柱沿空掘巷可大幅度提高采区煤炭回收率，在我国煤矿应用广泛。现有留小煤柱沿空掘巷是在临近工作面采完和采空区顶板岩层活动大体稳定以后，留设一定宽度煤柱后进行巷道掘进。巷道掘进前煤柱是没有加固的，故小煤柱产生松散变形，保持小煤柱稳定、控制其变形是沿空掘巷能否成功的关键之一。尤其是进入深部以后，小煤柱沿空掘巷围岩虽然处于应力低值区，但由于煤柱松软破碎，承载能力很低，在工作面受采动影响时， 上覆基本顶岩层三角块结构旋转下沉，塑性区、破碎区迅速扩展，导致巷道变形剧烈，通常以米计算，该类巷道围岩的稳定性问题越来越突出，严重影响生产效率，造成安全隐患。
发明内容
为了解决目前小煤柱沿空掘巷过程中巷道围岩的稳定性差的问题，本发明提出了预置钢绞线双向分阶段张拉的锚索加固方法，该加固方法可以有效解决目前沿空掘巷小煤柱松散破碎、强度低的问题，提高煤柱整体稳定性和承载能力。本发明解决其技术问题所采用的技术方案为在图中，该预置钢绞线双向分阶段张拉的锚索加固方法的操作步骤为
①在上区段巷道的非回采侧喷射3(Tl00mm的混凝土喷层，形成止浆层；
②混凝土凝结后，在上区段巷道的非回采侧施工锚索孔，锚索孔的深度需大于待留设煤柱宽度20(T300mm;孔内放入中部带有挡环的锚索，锚索的长度大于待留设煤柱宽度 400 600mm ；
③在上区段巷道的非回采侧施工注浆孔，注浆孔的深度为煤柱宽度的一半，然后在孔内安装注浆管，并采用快硬水泥封孔；
④封孔完成后对其进行注浆，注浆浆液为水泥浆液或马丽散等化学浆液，当注浆压力达到1. 0 2· OMPa时，稳压3 5 min后停止注浆；
⑤待浆液凝固后安装托盘、锁具，张拉锚索；
⑥上区段采空区顶板岩层活动稳定后，留设5 8m宽煤柱沿上区段采空区掘下区段巷
道；
⑦在下区段巷道的煤柱侧喷射3(Γ100_的混凝土喷层，形成下区段止浆层；
⑧在下区段巷道的煤柱侧施工下区段注浆孔，下区段注浆孔深为煤柱宽度的一半，然后在孔内安装注浆管，并采用快硬水泥封孔；
@封孔完成后对其进行注浆，当注浆压力达到1.0 2. OMI^a时，稳压3 5 min后停止注浆；
⑩待浆液凝固后，对锚索在沿空掘巷中的露头安装下区段托盘、下区段锁具，在下区段巷道张拉锚索。所述① ⑤需在上区段超前采动影响范围外进行，⑦ ⑩需在下区段沿空掘巷工作面掘进影响范围外进行。所述锚索在上区段采动前即预置入待留设煤柱内。所述锚索在上区段采动影响前、上区段煤柱侧先张拉，在下区段巷道掘进后，在煤柱另一侧再次张拉，实现双向分阶段张拉。本发明的有益效果是，该预置钢绞线双向分阶段张拉的锚索加固方法利用锚索贯通煤柱，并在煤柱两侧分阶段张拉锚索、施工预紧力，使煤柱两个自由面相互约束，限制其变形，并通过注浆增强煤柱完整性，解决了传统沿空掘巷煤柱破碎、强度低的问题，提高煤柱整体稳定性和承载能力，能够显著减少巷道变形。
下面结合附图及实施例对本发明作进一步的说明。图1为预置钢绞线双向分阶段张拉的锚索加固方法的本区段巷道施工示意图。图2为预置钢绞线双向分阶段张拉的锚索加固方法的沿空掘巷施工示意图。图中，1.上区段巷道，2.顶板岩层，3.止浆层，3-1.下区段止浆层，4.煤柱，5.挡环，6.锚索孔，7.锚索，8.上区段采空区，9.注浆孔，9-1.下区段注浆孔，10.注浆管，11.托盘，11-1.下区段托盘，12.锁具，12-1.下区段锁具，13.下区段巷道。
具体实施例方式在图中，该预置钢绞线双向分阶段张拉的锚索加固方法的操作步骤为
①在上区段巷道1的非回采侧喷射3(Tl00mm的混凝土喷层，形成止浆层3；
②混凝土凝结后，在上区段巷道1的非回采侧施工锚索孔6，锚索孔6的深度需大于待留设煤柱4宽度20(T300mm ；孔内放入中部带有挡环5的锚索7，锚索7的长度大于待留设煤柱4宽度40(T600mm ；
③在上区段巷道1的非回采侧施工注浆孔9，注浆孔9的深度为煤柱4宽度的一半，然后在孔内安装注浆管10，并采用快硬水泥封孔；
④封孔完成后对其进行注浆，注浆浆液为水泥浆液或马丽散等化学浆液，当注浆压力达到1. 0 2· OMPa时，稳压3 5 min后停止注浆；
⑤待浆液凝固后安装托盘11、锁具12，张拉锚索7；
⑥上区段采空区8顶板岩层2活动稳定后，留设5 8m宽煤柱4沿上区段采空区8掘下区段巷道13 ；
⑦在下区段巷道13的煤柱4侧喷射3(Γ100_的混凝土喷层，形成下区段止浆层3-1；
⑧在下区段巷道13的煤柱侧施工下区段注浆孔9-1，下区段注浆孔9-1深为煤柱4宽度的一半，然后在孔内安装注浆管10，并采用快硬水泥封孔；(§封孔完成后对其进行注浆，当注浆压力达到1.0 2. OMI^a时，稳压3 5 min后停止注浆；
⑩待浆液凝固后，对锚索在沿空掘巷中的露头安装下区段托盘11-1、下区段锁具 12-1，在下区段张拉锚索。所述① ⑤需在上区段超前采动影响范围外进行，⑦ ⑩需在下区段沿空掘巷工作面掘进影响范围外进行。所述锚索7在上区段采动前即预置入待留设煤柱内。所述锚索7在上区段采动影响前、上区段煤柱4侧先张拉，在下区段巷道13掘进后，在煤柱4另一侧再次张拉，实现双向分阶段张拉。
权利要求
1.预置钢绞线双向分阶段张拉的锚索加固方法，在上区段巷道(1)的采区侧面喷射 3(Tl00mm的混凝土喷层，形成止浆层(3)；混凝土凝结后，在上区段巷道(1)的非回采侧施工锚索孔(6)，锚索孔(6)的深度需大于待留设煤柱(4)宽度20(T300mm;孔内放入中部带有挡环(5)的锚索(7)，锚索(7)的长度大于待留设煤柱(4)宽度40(T600mm ；其特征是在上区段巷道(1)的非回采侧施工注浆孔(9)，注浆孔(9)的深度为煤柱(4)宽度的一半，然后在孔内安装注浆管(10)，并采用快硬水泥封孔；封孔完成后对其进行注浆，注浆浆液为水泥浆液或马丽散化学浆液，当注浆压力达到1. (Γ2. OMPa时，稳压3 5 min后停止注浆；待浆液凝固后安装托盘(11)、锁具(12)，张拉锚索(7);上区段采空区(8)顶板岩层(2)活动稳定后，留设5 8m宽煤柱(4)沿上区段采空区(8)掘下区段巷道(13);在下区段巷道(13)的煤柱 4侧喷射3(Tl00mm的混凝土喷层，形成下区段止浆层(3-1);在下区段巷道(13)的煤柱侧施工下区段注浆孔(9-1)，下区段注浆孔(9-1)深为煤柱(4)宽度的一半，然后在孔内安装注浆管(10)，并采用快硬水泥封孔；封孔完成后对其进行注浆，当注浆压力达到1. (Γ2. OMPa 时，稳压3 5 min后停止注浆；待浆液凝固后，对锚索在沿空掘巷中的露头安装下区段托盘(11-1)、锁具(12-1)，在下区段张拉锚索。
2.根据权利要求1所述预置钢绞线双向分阶段张拉的锚索加固方法；其特征是所述锚索(7)在上区段采动前即预置入待留设煤柱(4)内。
3.根据权利要求1所述预置钢绞线双向分阶段张拉的锚索加固方法；其特征是所述锚索(7)在上区段采动影响前、上区段煤柱(4)侧先张拉，在下区段巷道(13)掘进后，在煤柱(4)另一侧再次张拉，实现双向分阶段张拉。
全文摘要
本发明涉及一种预置钢绞线双向分阶段张拉的锚索加固方法，该方法是在上区段采动影响前、采区侧面预置入锚索，注浆对待留设煤柱进行初次加固，并对锚索进行初次张拉；下区段沿空掘巷后，注浆对煤柱靠下区段侧进行加固，同时对锚索外露部分再次进行张拉，实现双向分阶段张拉。该预置钢绞线双向分阶段张拉的锚索加固方法利用锚索贯通煤柱，并在煤柱两侧分阶段张拉锚索、施工预紧力，使煤柱两个自由面相互约束，限制其变形，并通过注浆增强煤柱完整性，解决了传统沿空掘巷煤柱破碎、强度低的问题，提高煤柱整体稳定性和承载能力，能够显著减少巷道变形。
文档编号E21D21/00GK102425439SQ20121001290
公开日2012年4月25日 申请日期2012年1月17日 优先权日2012年1月17日
发明者姚亚虎, 张农, 张志义, 郑西贵, 阚甲广, 韩昌良 申请人:中国矿业大学