一种用于煤矿井软岩巷道支护方法与流程

本发明涉及矿道支护，特别涉及一种用于煤矿井软岩巷道支护方法。

背景技术：

1、软岩巷道内的地质条件复杂，巷道围岩软弱易变形、层理节理发育易破碎垮落，在进行采掘活动中，顶板因胶结性差经常出现碎裂、掉包严重的情况，底板受围岩应力作用加上泥岩遇水膨胀的特性，底鼓帮鼓变化量非常明显，造成巷道施工过程中高度和宽度不符合标准，尤其在导硐与工作巷接口处的大断面施工时影响更大，造成巷道帮鼓底鼓特别严重，加上顶板涟水，造成底板泥化严重，同时还严重影响巷道掘进及综采工作面设备安装时人员安全。因此，需要对于软岩巷道进行支护；

2、根据专利公开号为cn 103334779 a的发明专利提出的一种构建同性围岩软岩巷道支护方法，采用锚注支护，将注浆锚杆置入巷道围岩内，注入带有压力的水泥浆液，在巷道表面布置以钢丝绳为径骨的水泥喷层作为封层，在实施锚注支护之前，采用合理置换技术，在开挖巷道断面时，对其中的极软岩、裂隙丰富的岩石和在外力作用下松动的岩石用喷施混凝土予以置换形成置换型围岩体，所述混凝土为以钢丝绳为筋骨的强韧混凝土，且所述置换型围岩体中多层次均匀的植入锚杆，所述锚杆与所述混凝土中的钢丝绳链接组合形成锚杆群。本发明较现有的支护技术支护效果更稳定；

3、该支护方法在应对矿道内的软岩时，只是在其表面进行喷浆来提供凝固支护的作用，但软岩层一般较厚且其表面会具有很多缝隙裂纹，传统的直接喷浆的方式只能在软岩层表面附着一层混凝土薄层，无法为整个软岩层提供有效的支护，并且表面喷浆的方式难以让混凝土渗入软岩层上的缝隙内，从而会导致支护喷浆层粘性较差。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决现实生活中的不足，故此提出一种用于煤矿井软岩巷道支护方法，以解决上述的问题。

2、具体采用了如下技术方案：

3、支护方法包括如下：

4、s1器械准备：根据矿井的地质条件、巷道断面形状以及尺寸、围岩性质的因素，确定所使用的锚杆的类型、长度、直径、间排距以及所使用的锚网的材质、覆盖面积、丝径，再准备好用于安装和加固锚杆和锚网的辅助设备器材，并确保这些器材的质量和性能符合要求，在进行支护工作之前对施工区域进行安全检查；

5、s2软岩处理：在软岩中布置声波发射和接收装置，利用声波在软岩中的传播特性进行探测，测量声波在岩石中的传播速度、波幅的数据；

6、s3开设锚孔：根据设计要求，在巷道围岩上准确标定出锚杆眼的位置，使用激光指向进行标定，使用锚杆钻机配合相应的钻杆和钻头进行打眼，打眼时应先开水后开风，停机先停风后停水，控制好打眼的角度和深度，确保锚杆眼符合设计要求，同时，在钻杆上做好标记，以控制眼深；

7、s4安装锚杆：用压风吹扫锚杆眼内的积水、岩粉，确保孔内清洁干燥，操作人员在操作时需在孔口一侧，保证孔位前方无人员，完成清孔操作后将锚固剂放入锚杆眼中，并用锚杆将锚固剂逐渐送入眼底，确保锚固剂放置到位，使用专用搅拌头将钻机与锚杆连接起来；

8、s5支架安装：准备预埋件和u型钢，并根据巷道内的尺寸和形状将u型钢切割成对应的段数以贴合巷道内壁，使用打桩机将预埋件插接在地面上，然后浇筑混凝土，再进行u型钢的铺设以形成拱形支架；

9、s6内壁加固：在每相邻两组拱形支架之间铺设锚网，并在锚网的网孔中进行钻孔并插入锚杆，进而浇筑混凝土使锚杆固定，完成锚杆与锚网的固定后，使用喷管对锚网表面进行均匀喷淋水泥浆，再等待固定。

10、优选的，在步骤s1中，所述器械准备操作中，施工区域安全检查内容包括检查顶板、巷道侧壁的稳定性，有无瓦斯积聚、透水的危险，以确保施工环境安全。

11、优选的，在步骤s2中，所述软岩处理操作中，使用柔性铁皮覆盖在待填充的缝隙表面，并在柔性铁皮上开设孔位，将注浆管插入孔内，通过注浆设备将水泥浆液注入孔内，控制注浆压力和注浆量，使浆液充分填充裂缝和周围的孔隙，浆液在裂缝中扩散、凝固，将破碎的岩石颗粒胶结在一起，填充裂缝和孔隙，从而提高软岩的整体强度和稳定性，减少裂缝的进一步扩展，最后待浆液固化后，并通过钻孔取芯的方式对加固效果进行检测。

12、优选的，在步骤s2中，所述软岩处理操作中，根据声波传输数据的实时变化来判断裂隙的存在以及发育程度，并根据不同位置的数据变化，将其绘制成图纸显示出来，从而将软岩层上的空隙裂缝分布找出，再向缝隙中注射水泥浆。

13、优选的，在步骤s4中，所述安装锚杆操作中，完成钻机与锚杆的连接操作后，再升起钻机，边搅拌边推进锚杆，使锚固剂充分搅拌均匀，搅拌时间和推进速度应根据锚固剂的类型进行控制，待锚固剂凝固后，安装锚杆托盘和螺母，并使用扳手将螺母拧紧，使锚杆托盘紧贴围岩表面，对锚杆施加预紧力。

14、优选的，在步骤s5中，所述支架安装操作中，使用固定器将u型钢与露出地面的预埋件进行连接，确保其稳定性，进而沿着巷道内壁将u型钢片段进行衔接，固定方式采用螺栓和螺母进行锁紧固定，以此类推按照预定的间距将巷道内均匀铺设好u型钢。

15、优选的，在步骤s6中，所述内壁加固操作中，所采用的锚杆材料为三级钢筋，砂浆锚杆采用强度等级不低于30mpa，注浆压力为0.4mpa，按以上数据规定进行备料，并进行调直、除锈、除油，以保证砂浆锚杆的施工质量和施工的顺利进行。

16、优选的，在步骤s6中，所述内壁加固操作中，在钻孔时，为防止孔内残存有积水、岩粉、碎石的杂物会影响灌浆质量以及妨碍锚杆杆体插入的情况，在锚杆安装前采用高压风、水的方式清除孔内积水和岩粉杂物。

17、优选的，在步骤s5中，所述支架安装操作中，在拱形支架的侧面穿孔，在孔内插接钢管，钢管与穿孔的穿插处使用水泥浆进行封堵，在进行下一段拱形支架的铺设时，让外露出来的钢管接着插入下一段拱形支架上的穿孔处，从而达到快速定位以及加固支架的作用。

18、与现有技术相比，本发明具备以下有益效果：

19、1.本发明通过事先在岩层上安装声波检测装置，利用声波在不同介质中传播特性的不同，能够准确检测出软岩层中的空隙裂缝的大小和分布，并向空隙内灌注水泥浆，利用水泥浆的扩散和凝固，将这些缝隙进行填补，从而提高软岩的整体强度和稳定性，完成该操作后，再使用多段u型钢相互连接形成拱形支架，为矿道内壁提供贴合的支护，能有效防止矿道坍塌，进一步再在矿道内壁铺设锚网，在锚网的孔洞中插接混凝土固定的锚杆，锚杆为锚网提供固定措施，并且穿插在网孔内能提高锚网的张力，最后在完成安装的锚网表面喷淋水泥浆，从而能加强巷道的帮壁支护强度。

20、2.本发明通过在拱形支架的侧边设置穿孔和钢管，钢管的末端穿孔相插接，并采用水泥浆进行封堵固定，让钢管预留出一段在外部，该预留长度与拱形支架的分布间距相同，通过该外露的钢管可在进行下一段拱形支架的安装时，直接将下一段拱形支架的穿孔进行插接即可，由此能省去定位的工序，并且相互衔接的钢管还可增加拱形支架安装的牢固性。

技术特征：

1.一种用于煤矿井软岩巷道支护方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的一种用于煤矿井软岩巷道支护方法，其特征在于，在步骤s1中，所述器械准备操作中，施工区域安全检查内容包括检查顶板、巷道侧壁的稳定性，有无瓦斯积聚、透水的危险，以确保施工环境安全。

3.如权利要求1所述的一种用于煤矿井软岩巷道支护方法，其特征在于，在步骤s2中，所述软岩处理操作中，使用柔性铁皮覆盖在待填充的缝隙表面，并在柔性铁皮上开设孔位，将注浆管插入孔内，通过注浆设备将水泥浆液注入孔内，控制注浆压力和注浆量，使浆液充分填充裂缝和周围的孔隙，浆液在裂缝中扩散、凝固，将破碎的岩石颗粒胶结在一起，填充裂缝和孔隙，从而提高软岩的整体强度和稳定性，减少裂缝的进一步扩展，最后待浆液固化后，并通过钻孔取芯的方式对加固效果进行检测。

4.如权利要求1所述的一种用于煤矿井软岩巷道支护方法，其特征在于，在步骤s2中，所述软岩处理操作中，根据声波传输数据的实时变化来判断裂隙的存在以及发育程度，并根据不同位置的数据变化，将其绘制成图纸显示出来，从而将软岩层上的空隙裂缝分布找出，再向缝隙中注射水泥浆。

5.如权利要求1所述的一种用于煤矿井软岩巷道支护方法，其特征在于，在步骤s4中，所述安装锚杆操作中，完成钻机与锚杆的连接操作后，再升起钻机，边搅拌边推进锚杆，使锚固剂充分搅拌均匀，搅拌时间和推进速度应根据锚固剂的类型进行控制，待锚固剂凝固后，安装锚杆托盘和螺母，并使用扳手将螺母拧紧，使锚杆托盘紧贴围岩表面，对锚杆施加预紧力。

6.如权利要求1所述的一种用于煤矿井软岩巷道支护方法，其特征在于，在步骤s5中，所述支架安装操作中，使用固定器将u型钢与露出地面的预埋件进行连接，确保其稳定性，进而沿着巷道内壁将u型钢片段进行衔接，固定方式采用螺栓和螺母进行锁紧固定，以此类推按照预定的间距将巷道内均匀铺设好u型钢。

7.如权利要求1所述的一种用于煤矿井软岩巷道支护方法，其特征在于，在步骤s6中，所述内壁加固操作中，所采用的锚杆材料为三级钢筋，砂浆锚杆采用强度等级不低于30mpa，注浆压力为0.4mpa，按以上数据规定进行备料，并进行调直、除锈、除油，以保证砂浆锚杆的施工质量和施工的顺利进行。

8.如权利要求1所述的一种用于煤矿井软岩巷道支护方法，其特征在于，在步骤s6中，所述内壁加固操作中，在钻孔时，为防止孔内残存有积水、岩粉、碎石的杂物会影响灌浆质量以及妨碍锚杆杆体插入的情况，在锚杆安装前采用高压风、水的方式清除孔内积水和岩粉杂物。

9.如权利要求1所述的一种用于煤矿井软岩巷道支护方法，其特征在于，在步骤s5中，所述支架安装操作中，在拱形支架的侧面穿孔，在孔内插接钢管，钢管与穿孔的穿插处使用水泥浆进行封堵，在进行下一段拱形支架的铺设时，让外露出来的钢管接着插入下一段拱形支架上的穿孔处，从而达到快速定位以及加固支架的作用。

技术总结
本发明公开了一种用于煤矿井软岩巷道支护方法，涉及矿道支护技术领域，本发明包括S1器械准备：确定所使用的锚杆的类型，S2软岩处理：在软岩中布置声波发射和接收装置，利用声波在软岩中的传播特性进行探测，S3开设锚孔：在巷道围岩上准确标定出锚杆眼的位置，S4安装锚杆：用锚杆将锚固剂逐渐送入眼底，确保锚固剂放置到位，使用专用搅拌头将钻机与锚杆连接起来，S5支架安装：准备预埋件和U型钢；S6内壁加固：在每相邻两组拱形支架之间铺设锚网；本发明通过安装声波检测装置，能够准确检测出软岩层中的空隙裂缝的大小和分布，并向空隙内灌注水泥浆，利用水泥浆的扩散和凝固，将这些缝隙进行填补，从而提高软岩的整体强度和稳定性。

技术研发人员：许跃强,屈冬冬,李鹏博,张萌,李铮铮,王晓丹
受保护的技术使用者：中煤新登郑州煤业有限公司
技术研发日：
技术公布日：2025/4/14