一种破碎带软岩巷道超前支护技术的制作方法

本发明涉及一种超前支护技术，特别涉及一种破碎带软岩超前支护技术。

背景技术：

超前支护技术是在巷道掘进之前，在工作面沿巷道轴线方向，与该轴线按照一定夹角与间距进行超前主动支护，从而对工作面前的岩土体进行加固，保持了其在后续掘进过程中的稳定性。

施工进入到构造破碎带脉状裂隙含水层时，此区段节理裂隙比较发育，稳固性差，f值为1.5～4，且存在严重的蚀变现象，巷道掘进过程中极不稳定，且由于其位于含水层内，与上部的裂隙水导通，施工时伴有大量淋水，允许暴露时间极短，仅为0.5～1h，掘进爆破后在较短的时间内，便随即出现严重的大面积塌方；

若按照常规的超前支护方法进行支护：第一步，进行第一个临时支护，包括打孔和插钢管，并与外侧的拱形棚连接；第二步，进行下个临时支护，包括掘进，掘进2米左右时，打孔并插钢管；第三步，继续掘进，至4米左右时，按照锚-网-喷联合支护或者锚-网-喷加锚索联合支护方法对巷道进行永久支护，完成一个循环；第四步，进入下一个循环；该方法中掘进4米且中间两次打孔，两插钢管之后才进行永久支护，耗时较长，会出现大面积塌方，另外，喷浆之后，存在大量的淋水，至浆干燥凝固，会需要更长的时间，很难保证不会在这段时间出现大量淋水，甚至塌方。

技术实现要素：

本发明针对上述现有技术存在的不足，提供一种高效的破碎带软岩巷道超前支护技术。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种破碎带软岩巷道超前支护技术，包括以下步骤：

步骤1、首先在巷道断面顶部轮廓线上钻若干个孔，钻孔与水平面呈1～2°，相邻钻孔之间的距离为150mm～300mm之间；

步骤2、在所述钻孔内插入圆钢，在巷道断面外留有外露端头；

步骤3、在所述巷道断面前方一段距离处，架设第一级钢架，并将第一级钢架通过连接杆与所述圆钢的外露端头焊接；

步骤4、爆破形成巷道，爆破后及时清理工作面，每班爆破的进尺小于1m，爆破后，及时清理工作面，架设第二级钢架；然后，将第二级钢架与圆钢焊接，并对第二级钢架进行混凝土封闭，所述第一级钢架与第二级钢架的间距一般为1.0～1.5m之间，在淋水塌方严重处需要加密，确保岩石压力能够传递到已经成型的支护结构上，同时要保证接地的钢架和墙体底部的稳定性，避免出现因载荷太大而下沉的情况，所述钢架为拱形钢架；

步骤5、在上次爆破形成的巷道底面两侧挖排水沟，并在其顶板上挂已经制作好的网毯，可以通过岩铆、水泥钉等将网毯固定安装在巷道顶板上；所述网毯包括上层织物、下层织物及设置上层织物及下层织物之间的海绵水泥层，遇水后形成网毯水泥板；所述上、下层织物可以为无纺布、编织布、机织布或针织布中的一种或几种的合成；

步骤6、重复步骤4和步骤5，直至距离钻孔中的圆钢余量不足相邻两级钢架之间的距离时，停止爆破；完成一个循环；

步骤7、继续从步骤1开始，进行下一个循环，直至巷道形成，并支护完毕。

本发明的有益效果是：

1)爆破比挖掘机掘进效率更高；

2)爆破2-3米时，即架设第二钢架，然后，迅速挂网毯，考虑到施工时伴有大量淋水,淋水直接浇在网毯上，一是起到了节约用水的目的，二是迅速支护的目的，三是保证了巷道地面的干燥，保证其墙体的强度不受淋水的影响；

3)形成的网毯水泥板的支护效果更好；

4)巷道底面两侧挖排水沟，在顶板挂网毯之前的淋水及往网毯上喷的未被网毯完全吸收的水，均通过排水沟排出，保证巷道地面的干燥。

进一步，所述网毯还包括金属丝网，所述金属丝网设置在所述下层织物与所述海绵水泥层之间。

采用上述进一步技术方案的有益效果是：网毯内设有金属丝网，遇水后，水泥凝固，形成类似钢筋水泥的结构，强度更好，支护效果更好。

进一步，所述网毯的制作步骤如下：

1)准备材料，准备上层织物、海绵及下层织物，所述下层织物和所述上层织物的尺寸相同，所述海绵的尺寸小于所述上、下层织物的尺寸，所述海绵的密度小于18kg/m³；

2)制备海绵水泥层，将海绵放置在振动平台上，振动平台的下方设有水泥回收装置，所述振动平台包括振动平台支腿，安装在所述振动平台支腿上的金属框及安装在所述金属框侧面的振动电机，所述金属框内设有所述金属丝网，不断从上方倾倒水泥或水泥与速凝剂、硅酸钠的混合物，所述振动平台上还可以设有布料装置，布料装置使水泥或水泥与速凝剂、硅酸钠的混合物更加均匀的分布在海绵的上端，再加之振动平台的振动，水泥或水泥与速凝剂、硅酸钠的混合物不断填充到海绵的空隙内，直至海绵内填充饱和，形成海绵水泥层，所述的速凝剂干粉为铝氧熟料和石灰石的混合物、铝矿粉、铝酸钠、711混凝土速凝剂、煅烧磨粉和碳酸锂等材料中的一种；

3)缝合，先将下层织物放置在缝合平台上，将金属丝网和海绵水泥层一同放置在所述下层织物上，再将所述上层织物放置在所述海绵水泥层上，然后，用纤维丝线将上、下层织物、海绵水泥层及金属丝网缝合，最后将海绵水泥层周边做封边缝合。

采用上述进一步技术方案的有益效果是：使用振动平台振动能够保证海绵水泥层内的水泥或水泥与速凝剂、硅酸钠的混合物填充量多且均匀，进而保证网毯在遇水凝固后的强度较大，且速凝剂与硅酸钠的作用能够使网毯迅速凝固，能够起到更好的支护效果；

所述金属丝网及所述纤维丝线相当于骨料的作用，能够使水泥成型，且能够增加成型后的水泥的强度。

进一步，步骤3)中的下层织物放置在缝合平台上，所述缝合平台包括缝合平台支腿和设置在所述缝合平台支腿上的镂空网板，且所述镂空网板的孔洞大于相邻纤维丝线之间的间距。

采用上述进一步技术方案的有益效果是：方便网毯的缝合。

进一步，所述金属框上设有凹槽，所述金属丝网上设有与所述凹槽相对应的把手。

采用上述进一步技术方案的有益效果是：方便金属丝网从振动平台上取下来。

进一步，所述海绵水泥层的边缘距离所述上、下层织物的边缘为3～20cm。

进一步，巷道顶板上的相邻网毯之间设有压茬，所述压茬的宽度与所述海绵水泥层边缘距离所述上、下层织物的边缘的宽度相适配。

采用上述进一步的技术效果是：保证相邻的形成的水泥板之间无缝隙，进而保证支护的强度，将淋水往下漏。

进一步，相邻所述钻孔之间的间距在200mm～300mm之间，钻孔深度为5.0m，钻孔的直径为30～60mm。

进一步，所述圆钢的前端呈一字型，所述圆钢的直径为25～40mm。

进一步，步骤4中爆破形成巷道，在周边多钻孔，在间隔的钻孔的内装炸药。

采用上述进一步技术方案的有益效果是：能够减少爆破后岩石的变形，巷道顶板能够承受一定的载荷。

附图说明

图1为本发明中第二级钢架支护后的状态示意图；

图2为本发明中图1中沿a-a的结构示意图；

图3为本发明中网毯的结构示意图；

图4为本发明中的振动平台的结构示意图；

图5为本发明中的缝合平台的结构示意图；

在附图中，各标号所表示的部件名称列表如下：1、已施工巷道，2、圆钢，3、巷道断面，4、第一级钢架，5、第二级刚架，6、欲施工巷道，7、连接杆，8、网毯，8-1、上层织物，8-2、海绵水泥层，8-3、下层织物，8-4、金属丝网，8-41、把手，9、振动平台，9-1、振动平台支腿，9-2、振动电机，9-3、金属框，10、缝合平台，10-1、缝合平台支腿，10-2、镂空网板。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

如图1-图5所示，一种破碎带软岩巷道超前支护技术，包括以下步骤：

步骤1、首先在欲施工的巷道断面顶部轮廓线上钻若干个孔，钻孔与水平面呈1～2°；

步骤2、在所述钻孔内插入圆钢2，所述圆钢2的前端呈一字型，所述圆钢2的直径为25～40mm,在巷道断面3外留有外露端头；

步骤3、在所述巷道断面3前方一段距离处，架设第一级钢架4，并将第一级钢架4通过连接杆(未在图中画出)与所述圆钢2的外露端头焊接；

步骤4、在周边多钻孔，在间隔的钻孔的内装炸药,爆破形成巷道，爆破后及时清理工作面，每班爆破的进尺小于1m，爆破后，及时清理工作面，架设第二级钢架；然后，将第二级钢架5与圆钢2焊接，并对第二级钢架5进行混凝土封闭，所述第一级钢架4与第二级钢架5的间距一般为1.0～1.5m之间，在淋水塌方严重处需要加密，确保岩石压力能够传递到已经成型的支护结构上，同时要保证接地的钢架和墙体底部的稳定性，避免出现因载荷太大而下沉的情况，所述钢架为拱形钢架；

步骤5、在上次爆破形成的巷道底面两侧挖排水沟，并在其顶板上挂已经制作好的网毯8，可以通过岩铆、水泥钉等将网毯8固定安装在巷道顶板上；所述网毯8包括上层织物8-1、下层织物8-3及设置上层织物8-1及下层织物8-3之间的海绵水泥层8-2，还包括金属丝网，所述金属丝网设置在所述下层织物与所述海绵水泥层之间，遇水后可形成网毯水泥板；所述上、下层织物可以为无纺布、编织布、机织布或针织布中的一种或几种的合成；

其中所述网毯的制作步骤如下：

1)准备材料，准备上层织物8-1、海绵及下层织物8-3，所述下层织物8-3和所述上层织物8-1的尺寸相同，所述海绵水泥层8-2的尺寸小于所述上、下层织物的尺寸,所述海绵的密度小于18kg/m³；

2)制备海绵水泥层8-2，将海绵放置在振动平台9上，振动平台9的下方设有水泥回收装置(图中未画出)，包括振动平台支腿9-1，安装在所述振动平台支腿9-1上的金属框9-3及安装在所述金属框9-3侧面的振动电机9-2，所述金属框内设有所述金属丝网，所述金属框上设有凹槽，所述金属丝网上设有与所述凹槽相对应的把手，不断从上方倾倒水泥或水泥与速凝剂、硅酸钠的混合物，所述振动平台9上还可以设有布料装置(图中未画出)，布料装置使水泥或水泥与速凝剂、硅酸钠的混合物更加均匀的分布在海绵的上端，再加之振动平台的振动，水泥或水泥与速凝剂、硅酸钠的混合物不断填充到海绵的空隙内，直至海绵内填充饱和，形成海绵水泥层；

3)缝合，先将下层织物8-3放置在缝合平台10上，将所述金属丝网和海绵水泥层8-2一同放置在所述下层织物8-3上，再将所述下层织物8-3放置在所述海绵水泥层8-2上；然后，用纤维丝线(图中未画出)将上、下层织物、海绵水泥层及金属丝网缝合；最后，将海绵水泥层周边做封边缝合，所述缝合平台10包括缝合平台支腿10-1和设置在所述缝合平台支腿10-1上的镂空网板10-2，且所述镂空网板10-2的孔洞大于相邻纤维丝线之间的间距。

步骤6、重复步骤4和步骤5，直至距离钻孔中的圆钢2余量不足相邻两级钢架之间的距离时，停止爆破；完成一个循环；

步骤7、继续从步骤1开始，进行下一个循环，直至巷道形成，并支护完毕。

巷道顶板上的相邻网毯之间设有压茬，所述压茬的宽度与所述海绵水泥层边缘距离所述上、下层织物的边缘的宽度相适配。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。