【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本技術(shù)涉及煤礦井下巷道圍巖表面支護(hù)防護(hù)的，具體而言，涉及一種巷道復(fù)合噴層結(jié)構(gòu)及具有其的巷道結(jié)構(gòu)。
技術(shù)介紹
1、目前，煤礦井下巷道圍巖表面的噴護(hù)防護(hù)通常采用傳統(tǒng)的噴射混凝土技術(shù)(干噴或濕噴)，然而，上述噴射技術(shù)存在以下缺陷：
2、(1)施工作業(yè)環(huán)境粉塵污染較大、施工回彈量大、材料用量太大而造成輔助運(yùn)輸緊張、施工作業(yè)人員勞動(dòng)強(qiáng)度高等問題；
3、(2)配套的噴漿設(shè)備笨重且不便移動(dòng)、噴漿層硬化速度慢、硬化后噴層抗拉強(qiáng)度低導(dǎo)致噴層易開裂、崩裂或網(wǎng)兜現(xiàn)象；
4、(3)噴層與煤巖體表面粘附力差，導(dǎo)致噴層易脫空、冒落等不足之處。
5、綜上所述，長(zhǎng)期以來煤礦井下巷道圍巖表面支護(hù)防護(hù)效果不僅不理想，每年需要投入較大人力和財(cái)力實(shí)施巷道翻修整巷工作，也存在很多巷道圍巖無法及時(shí)實(shí)施噴護(hù)防護(hù)處理，導(dǎo)致巷道的錨桿、錨索錨固部位受到侵蝕，局部錨固力逐漸減弱甚至喪失，直接影響巷道錨桿整體支護(hù)體系的可靠度，造成巷道局部易出現(xiàn)應(yīng)力集中發(fā)生巷道頂板冒落或巷幫固幫變形等安全事故發(fā)生，嚴(yán)重影響井下安全作業(yè)進(jìn)行。
6、在現(xiàn)有技術(shù)中，為了解決上述問題，現(xiàn)有專利中提出采用“三明治”夾心式三層支護(hù)結(jié)構(gòu)，即第一層采用3.5～4.5cm濕噴射混凝土層、第二層采用0.2～1mm有機(jī)薄噴材料層和第三層采用2.5～3.5cmpp纖維改性聚合物混凝土層，以保證深井巷道較大動(dòng)壓下巷道表層支護(hù)結(jié)構(gòu)的良好支護(hù)性能和抗?jié)B性能。
7、然而，上述“三明治”夾心式三層支護(hù)結(jié)構(gòu)存在幾個(gè)方面問題：
8、(1)三層結(jié)構(gòu)施工工藝
9、(2)中間有機(jī)薄噴層厚度僅0.2～1mm，僅起到一定的密封防滲性能，而無法起到圍巖變形性抗塑性變形能力。
10、(3)該技術(shù)采用的“三明治”夾心式支護(hù)結(jié)構(gòu)，整體支護(hù)強(qiáng)度是靠?jī)蓪踊炷恋谋倔w強(qiáng)度體現(xiàn)，事實(shí)上，混凝土材料即使是pp纖維改性聚合物混凝土材料其抗拉強(qiáng)度偏低，不到2mpa，極限拉伸即拉伸變形能力都很小，不到1％或不到0.1％，根本無法適應(yīng)井下巷道動(dòng)壓影響下的較大變形性，井下巷道動(dòng)壓影響巷道變形至少達(dá)到10％左右或更大。
11、(4)支護(hù)結(jié)構(gòu)雖然具有較好的巷道圍巖支護(hù)強(qiáng)度能力和抗?jié)B能力，但是對(duì)于巷道圍巖在井下動(dòng)壓影響發(fā)生塑性變形的約束能力較差。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本技術(shù)的主要目的在于提供一種巷道復(fù)合噴層結(jié)構(gòu)及具有其的巷道結(jié)構(gòu)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的支護(hù)結(jié)構(gòu)不能夠滿足支護(hù)需求的問題。
2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本技術(shù)的一個(gè)方面，提供了一種巷道復(fù)合噴層結(jié)構(gòu)，巷道具有多個(gè)缺口，包括：第一噴層，噴涂在巷道的圍巖表面上以用于填充缺口，第一噴層背離圍巖表面的表面為預(yù)設(shè)表面；第二噴層，噴涂在預(yù)設(shè)表面上；其中，第二噴層與預(yù)設(shè)表面連接的表面為第一表面，第二噴層背離預(yù)設(shè)表面的表面為第二表面，預(yù)設(shè)表面、第一表面以及第二表面均為平面。
3、進(jìn)一步地，第一噴層由高強(qiáng)度細(xì)砂漿制成且細(xì)砂的粒徑小于0.3mm。
4、進(jìn)一步地，第一噴層的厚度大于或等于20mm且小于或等于50mm。
5、進(jìn)一步地，第二噴層由高韌性聚合物細(xì)砂漿制成，細(xì)砂的粒徑小于0.3mm；和/或，聚合物乳液或聚合物再分散性粉末的含量大于或等于40％；和/或，聚灰料比大于或等于0.5。
6、進(jìn)一步地，第二噴層的厚度大于或等于10mm且小于或等于20mm。
7、進(jìn)一步地，第一噴層的抗壓強(qiáng)度大于或等于30mpa；和/或，第一噴層的抗剪切強(qiáng)度大于或等于5mpa。
8、進(jìn)一步地，第二噴層的抗拉強(qiáng)度大于或等于5mpa；和/或，第二噴層的抗折和抗剪切強(qiáng)度大于或等于5mpa。
9、進(jìn)一步地，第二噴層的斷裂拉伸變形大于或等于10％；和/或，第二噴層的粘結(jié)強(qiáng)度大于或等于3mpa。
10、進(jìn)一步地，第一噴層采用氣動(dòng)螺桿式注漿泵噴涂；和/或，第二噴層采用氣動(dòng)螺桿式注漿泵噴涂。
11、根據(jù)本技術(shù)的另一方面，提供了一種巷道結(jié)構(gòu)，包括上述的巷道復(fù)合噴層結(jié)構(gòu)。
12、應(yīng)用本技術(shù)的技術(shù)方案，巷道復(fù)合噴層結(jié)構(gòu)包括第一噴層和第二噴層，第一噴層噴涂在巷道的圍巖表面上以用于填充缺口，第一噴層背離圍巖表面的表面為預(yù)設(shè)表面。第二噴層噴涂在預(yù)設(shè)表面上。其中，第二噴層與預(yù)設(shè)表面連接的表面為第一表面，第二噴層背離預(yù)設(shè)表面的表面為第二表面，預(yù)設(shè)表面、第一表面以及第二表面均為平面。這樣，第一噴層朝向圍巖表面的一側(cè)填補(bǔ)及封閉固結(jié)圍巖表面的缺陷(如缺口)，第一噴層背向圍巖表面的一側(cè)為預(yù)設(shè)表面(平整表面)，將第二噴層覆蓋在第一噴層的預(yù)設(shè)表面(平整表面)上，兩者實(shí)現(xiàn)“剛-韌”有效結(jié)合的復(fù)合噴層支護(hù)結(jié)構(gòu)，有效抑制井下巷道圍巖塑性變形，確保井下動(dòng)壓影響巷道圍巖的錨桿支護(hù)體系可靠性，提高巷道圍巖的整體安全性，有效地解決了煤礦井下巷道噴射混凝土因抗拉強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度不夠在動(dòng)壓影響下易受拉、折剪作用易開裂或網(wǎng)兜等難題。
13、與現(xiàn)有技術(shù)中的噴射混凝土(干噴或濕噴)噴層相比，本申請(qǐng)中的巷道復(fù)合噴層結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了高效、綠色污染、適應(yīng)動(dòng)壓變化的圍巖表面快速封閉固結(jié)及協(xié)同支護(hù)用復(fù)合噴層結(jié)構(gòu)，進(jìn)而解決了現(xiàn)有技術(shù)中的支護(hù)結(jié)構(gòu)不能夠滿足支護(hù)需求的問題。
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1.一種巷道復(fù)合噴層結(jié)構(gòu)，巷道(10)具有多個(gè)缺口(11)，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的巷道復(fù)合噴層結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一噴層(20)由高強(qiáng)度細(xì)砂漿制成且細(xì)砂的粒徑小于0.3mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的巷道復(fù)合噴層結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一噴層(20)的厚度大于或等于20mm且小于或等于50mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的巷道復(fù)合噴層結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第二噴層(30)由高韌性聚合物細(xì)砂漿制成，細(xì)砂的粒徑小于0.3mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的巷道復(fù)合噴層結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第二噴層(30)的厚度大于或等于10mm且小于或等于20mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的巷道復(fù)合噴層結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一噴層(20)的抗壓強(qiáng)度大于或等于30MPa；和/或，所述第一噴層(20)的抗剪切強(qiáng)度大于或等于5MPa。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的巷道復(fù)合噴層結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第二噴層(30)的抗拉強(qiáng)度大于或等于5MPa；和/或，所述第二噴層(30)的抗折和抗剪切強(qiáng)度大于或等于5MPa。
<...【技術(shù)特征摘要】
1.一種巷道復(fù)合噴層結(jié)構(gòu)，巷道(10)具有多個(gè)缺口(11)，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的巷道復(fù)合噴層結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一噴層(20)由高強(qiáng)度細(xì)砂漿制成且細(xì)砂的粒徑小于0.3mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的巷道復(fù)合噴層結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一噴層(20)的厚度大于或等于20mm且小于或等于50mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的巷道復(fù)合噴層結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第二噴層(30)由高韌性聚合物細(xì)砂漿制成，細(xì)砂的粒徑小于0.3mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的巷道復(fù)合噴層結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第二噴層(30)的厚度大于或等于10mm且小于或等于20mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的巷道復(fù)合噴層結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一噴層(20)的抗壓...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：袁永年，李亞斌，王存榮，吳懷國，李陽，張國俊，孫雷，陳新，鄭自軍，趙建華，馮偉，王濤，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：國家能源集團(tuán)烏海能源有限責(zé)任公司，
類型：新型
國別省市：
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