一种煤矿井下巷道底板加固结构的制作方法

1.本发明属于煤矿巷道支护技术领域，更具体地说是涉及煤矿井下巷道底板加固结构。
技术背景
2.煤矿井下巷道围岩大变形包括了顶板下沉破碎、两帮剧烈变形移进以及底鼓三个方面。由于顶板及两帮的变形对巷道的安全影响更大，且易于采用机械设备进行支护施工，因而大部分巷道支护时仅重视了巷道顶板及两帮的支护，对于巷道底板通常并不进行支护，但是，这样会造成巷道底板成为巷道围岩应力释放的主要位置，从而造成巷道发生长时间持续变形。巷道底板是巷道围岩的一部分，巷道底板的应力大小跟巷道两帮所承载的应力密切相关，巷道两帮所受的应力跟巷道底板的稳定性密不可分，如果发生严重底鼓或反复卧底则很大程度上改变了巷道围岩的承载结构与支护体系之间的受力方式，使得巷道围岩更易产生应力集中，更加剧巷道围岩变形，从而严重影响到巷道的安全使用。
3.现有技术中锚杆锚索支护加固形式由于锚杆锚索自身强度限制，在应用于巷道底板加固时所存在的问题一方面是抗剪切强度能力不足，不可避免地存在高频次的反复底鼓，另一方面是在进行钻孔施工后岩渣颗粒排出困难，由此增加了工作量，并影响巷道正常使用。


技术实现要素：

4.本实用新型是为避免上述现有技术所存在的不足，提供一种煤矿井下巷道底板抗剪力桩加固结构，保证巷道底板的抗剪能力，提高底板加大强度，减少低板加固工作量。
5.本实用新型为解决技术问题采用如下技术方案：
6.本实用新型煤矿井下巷道底板加固结构的特点是：
7.在巷道底板的同一断面上分布抗剪力桩和抗载荷桩构成断面加固结构，所述断面加固结构沿巷道走向间隔设置；
8.所述抗剪力桩是以置于钻孔中的无缝钢管为骨架，在所述无缝钢管的内腔以及管周钻孔间隙中灌入水泥浆固化成型；所述抗载荷桩是在钻孔中内置注浆胶囊管，通过钻孔注浆使浆液充填并扩散在底板围岩空隙中固化成型；
9.所述抗载荷桩有三根，其中一根是处在中线位置上、且竖直向下的中心桩；两外二根是分处在两侧边角位置上，并向呈一外翻角度形成扩大角的边桩；所述抗剪力桩有二根，分处在中心桩的两侧。
10.本实用新型煤矿井下巷道底板加固结构的特点也在于：所述边桩的钻孔孔口距巷道帮部0.5m，边桩的外翻角度为45
°
。
11.本实用新型煤矿井下巷道底板加固结构的特点也在于：所述断面加固结构沿巷道走向按1.5m间隔设置。
12.本实用新型煤矿井下巷道底板加固结构的特点也在于：所述抗载荷桩的钻孔深度
为2.5m，钻孔孔径为40mm。
13.本实用新型煤矿井下巷道底板加固结构的特点也在于：所述抗剪力桩的钻孔深度为4m，钻孔孔径为60mm，无缝钢管为φ32
×
4000mm，无缝钢管壁厚为8mm。
14.与已有技术相比，本实用新型有益效果体现在：
15.1、本实用新型整合抗剪力桩和抗载荷桩，有效提高巷道底板的抗剪切强度，提高巷道底板围岩的整体性与自身应力承载能力；
16.2、本实用新型施工方法简单，避免了返工情况的发生，减少劳动资源的浪费，降低施工成本。
附图说明
17.图1为本实用新型断面结构示意图。
18.图中标号：1巷道底板，2抗剪力桩，2a无缝钢管，2b水泥浆，3抗载荷桩，3a注浆胶囊管，3b胶囊封孔器,3c抗载荷桩钻孔。
具体实施方式
19.参见图1，本实施例中煤矿井下巷道底板加固结构是在巷道底板1的同一断面上分布抗剪力桩2和抗载荷桩3构成断面加固结构，断面加固结构沿巷道走向间隔设置。
20.图1所示的抗剪力桩2是以置于钻孔中的无缝钢管2a为骨架，在无缝钢管2a的内腔以及管周钻孔间隙中灌入水泥浆2b固化成型；抗载荷桩3是在抗载荷桩钻孔3c中内置注浆胶囊管3a，通过钻孔注浆使浆液充填并扩散在底板围岩空隙中固化成型。
21.图1所示的抗载荷桩有三根，其中一根是处在中线位置上、且竖直向下的中心桩；两外二根是分处在两侧边角位置上，并向呈一外翻角度形成扩大角的边桩；抗剪力桩有二根，分处在中心桩的两侧。
22.具体实施中，相应的结构设置也包括：
23.设置边桩的钻孔孔口距巷道帮部0.5m，边桩的外翻角度为45
°
；各断面加固结构沿巷道走向按1.5m间隔；抗载荷桩的钻孔深度为2.5m，钻孔孔径为40mm；抗剪力桩钻孔的深度为4m，钻孔孔径为60mm，无缝钢管为φ32
×
4000mm，无缝钢管壁厚为8mm。
24.对于抗剪力桩的施工是在将无缝钢管放入钻孔中之后，将水泥浆由注浆机通过注浆管路先灌入无缝钢管的管周钻孔间隙，再灌入无缝钢管内腔，形成无缝钢管骨架加固结构；两根无缝钢管的钻孔的施工位置是在距巷道帮部1m处的对称位置上，水泥浆的水灰比为0.5:1。
25.对于抗载荷桩的施工是将注浆胶囊管与注浆机连接，向抗载荷桩钻孔内利用矿用无机久米纳充填加固砂浆进行注浆，使浆液充填扩散至巷道底板围岩空隙及裂隙中，将松散的底板围岩胶结在一起，形成底板注浆扩散胶结加固结构，提高巷道底板的完整性和自身抗承载强度；设置注浆压力为4.0mpa；在浆液注入时，喷浆口封闭使注浆胶囊管构成的膨胀腔压力迅速上升，胶囊封孔器3b迅速膨胀，管体孔径变大，长度缩短，使其外壁紧压在底板中钻好的孔壁上，胶囊封孔器牢固地锁于孔内，腔内压力继续升高；当压力大于顺序阀设定值时，顺序阀开启，通过喷浆口向钻孔内注浆；注浆水灰比一般在0.3:1，选用东华欧科产的矿用无机久米纳充填加固砂浆，浆液类型为单浆液；底板钻孔注浆使浆液充填扩散至巷
道底板的围岩空隙中，有效地将松散的底板围岩胶结在一起，形成底板注浆扩散胶结加固结构，进一步提高巷道底板的完整性和自身抗承载强度。


技术特征：
1.一种煤矿井下巷道底板加固结构，其特征是：在巷道底板(1)的同一断面上分布抗剪力桩(2)和抗载荷桩(3)构成断面加固结构，所述断面加固结构沿巷道走向间隔设置；所述抗剪力桩(2)是以置于钻孔中的无缝钢管(2a)为骨架，在所述无缝钢管(2a)的内腔以及管周钻孔间隙中灌入水泥浆(2b)固化成型；所述抗载荷桩(3)是在钻孔中内置注浆胶囊管(3a)，通过钻孔注浆使浆液充填并扩散在底板围岩空隙中固化成型；所述抗载荷桩(3)有三根，其中一根是处在中线位置上、且竖直向下的中心桩；两外二根是分处在两侧边角位置上，并向呈一外翻角度形成扩大角的边桩；所述抗剪力桩(2)有二根，分处在中心桩的两侧。2.根据权利要求1所述的煤矿井下巷道底板加固结构，其特征是：所述边桩的钻孔孔口距巷道帮部0.5m，边桩的外翻角度为45
°
。3.根据权利要求1所述的煤矿井下巷道底板加固结构，其特征是：所述断面加固结构沿巷道走向按1.5m间隔设置。4.根据权利要求1所述的煤矿井下巷道底板加固结构，其特征是：所述抗载荷桩(3)的钻孔深度为2.5m，钻孔孔径为40mm。5.根据权利要求1所述的煤矿井下巷道底板加固结构，其特征是：所述抗剪力桩(2)的钻孔深度为4m，钻孔孔径为60mm，无缝钢管为φ32
×
4000mm，无缝钢管壁厚为8mm。

技术总结
本实用新型公开了一种煤矿井下巷道底板加固结构，在巷道底板中同一断面上分布抗剪力桩和抗载荷桩形成断面加固结构，断面加固结构沿巷道走向间隔设置；抗剪力桩是以置于钻孔中的无缝钢管为骨架，在无缝钢管的内腔以及管周钻孔间隙中灌入水泥浆固化成型；抗载荷桩是在钻孔中内置注浆胶囊管，通过钻孔注浆使浆液充填并扩散在底板围岩空隙中固化成型；抗载荷桩有三根，其中一根是处在中线位置上、且竖直向下的中心桩；两外二根是分处在两侧边角位置上，并向呈一外翻角度形成扩大角的边桩；所述抗剪力桩有二根，且分处在中心桩的两侧。本实用新型有效提高巷道底板的加固强度，提高巷道整体安全使用性。整体安全使用性。整体安全使用性。


技术研发人员：郑群 陈康 许少东 杨永刚 李世辉 杨张杰 陈自由 李琰庆 王庆牛 王福海 王威 余大军 王波
受保护的技术使用者：淮南矿业(集团)有限责任公司
技术研发日：2023.03.03
技术公布日：2023/7/23