專利名稱：一種膨脹軟巖巷道防水支護組合結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種軟巖巷道防水組合結(jié)構(gòu)，尤其是一種適用于煤炭井下底臌、 水倉、中央水泵房等的膨脹軟巖巷道防水支護組合結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
由于煤炭資源的大量開采，礦井巷道開拓需求劇增。目前礦山巷道隨著埋深增大， 圍巖物理及力學(xué)性質(zhì)復(fù)雜，支護技術(shù)要求日益增加，多數(shù)礦井面臨軟巖巷道圍巖控制問題。 底臌是軟巖巷道圍巖變形和破壞的一種主要方式，大量的實測資料表明，巷道底臌量可占到巷道頂、底板移近量的70%以上。膨脹軟巖指含有粘土高膨脹性礦物，在較低應(yīng)力水平 (< 25MPa)條件下即發(fā)生顯著變形的低強度工程巖體，此類巖石親水性較強，吸水后巖性軟弱破碎、碎脹泥化、強度低、穩(wěn)定性差。軟巖與裂隙水及工業(yè)用水在底板上產(chǎn)生的徑流及邊溝匯集流水接觸，不斷膨脹和軟化，將嚴(yán)重?fù)p傷底板巖層的強度，使其在較小的偏應(yīng)力下就會產(chǎn)生擴容，此外，底板巖層強度的降低會使其更容易失穩(wěn)、破壞，導(dǎo)致底臌變形量與兩幫收斂變形量增加。軟巖擴容與膨脹及軟化相互作用使底板巖層強度受到更大強度的劣化， 體積增加，破壞范圍及兩幫收斂量增大，該過程循環(huán)作用下，巷道底板將會劇烈臌起。因此， 無論采取何種措施防治底臌，只要底板巖層長期處于浸水狀態(tài)，該底板都會有明顯的擠壓碎脹及吸水膨脹現(xiàn)象，它的維護效果肯定會受到較大的影響。目前國內(nèi)外采礦工作者對巷道底臌的機理與防治措施進(jìn)行了研究與試驗。在理論方面，分析了底板變形破壞的方式與特征、底臌的主要影響因素。在底臌防治方面，出現(xiàn)了多種形式，包括底板錨桿、底板注漿、封閉式支架等支護加固法，切縫、打鉆孔、爆破、開掘卸壓巷，以及各種聯(lián)合支護法。這些方法都是主要針對應(yīng)力型底臌進(jìn)行治理。防治水的主要措施有通過注漿進(jìn)行封堵裂隙水，打鉆排水進(jìn)行疏干，灌入生石灰進(jìn)行吸水和加固等，這些措施在一定條件下可以起到控制膨脹軟巖底臌的作用，但是一旦裂隙水涌入及巷道掘進(jìn)中產(chǎn)生的生產(chǎn)用水在底板形成徑流，就無法再有效的阻止軟巖與水的接觸，控制底臌變形。這些存在的問題都會造成巷道嚴(yán)重變形或損壞，無法正常使用，影響礦區(qū)生產(chǎn)，甚至造成人員傷亡，巷道返修也會造成大量物資浪費。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是克服已有技術(shù)中的不足之處，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、施工方便、 成本低、可有效阻止底板徑流水與底板接觸，并提供一定應(yīng)力強度支撐的膨脹軟巖巷道防水支護組合結(jié)構(gòu)。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型的膨脹軟巖巷道防水支護組合結(jié)構(gòu)，包括兩幫外露高于底板水平鋪設(shè)于巷道底板下的膨潤土防水毯和澆灌在其上的水泥混凝土反底拱，水泥混凝土反底拱內(nèi)間隔設(shè)有底層鋼筋網(wǎng)和上層鋼筋網(wǎng)。所述的膨潤土防水毯的底部布有處理光滑表面的底板噴砼；所述的膨潤土防水毯厚度為6mm，幅寬為2m、^i或6m三種規(guī)格，長度為20m 60m ；所述的兩幫外露高于水平底板的高度為500mm ；所述的水泥混凝土反底拱的矢跨比為1 :10 1 :4，矢高為400mm 900mm，其頂面水平；所述的底層鋼筋網(wǎng)和上層鋼筋網(wǎng)間隔距離為IOOmm 300mm。有益效果由于采用了上述技術(shù)方案，在底板超挖處鋪設(shè)膨潤土防水毯，有效封閉巷道，阻止底板徑流水與底板接觸，水泥混凝土反底拱在一定程度上改變了底板附近巖層的應(yīng)力狀態(tài)，減少作用在底板巖層上的應(yīng)力偏量，對巖層在大偏應(yīng)力作用下產(chǎn)生擴容變形有一定的控制，約束軟巖膨脹的作用，減小底板膨脹軟巖的損傷程度，有利于底板巖層的穩(wěn)定，同時防止底板后期鋪設(shè)道渣與膨潤土防水毯接觸，減小膨潤土防水毯的損傷。該組合結(jié)構(gòu)簡單，有效解決密封、隔離、防滲漏問題，效果好、抗破壞性強、防水性能持久、施工效率高、工期短，成本低(市場價格20 30元/m2)，與其它支護結(jié)構(gòu)聯(lián)合使用可有效控制膨脹軟巖巷道的形變及破壞，具有廣泛的實用性。

圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1一膨潤土防水毯，2—水泥混凝土反底拱，3—底層鋼筋網(wǎng)，4一上層鋼筋網(wǎng)， 5—底板噴砼。
具體實施方式
下面將結(jié)合附圖對本實用新型的一個實施例作進(jìn)一步的描述本實用新型的膨脹軟巖巷道防水支護組合結(jié)構(gòu)，主要由膨潤土防水毯1和水泥混凝土反底拱2組成。膨潤土防水毯1兩端外露鋪設(shè)于巷道底板之下，膨潤土防水毯1的底部布有處理光滑表面的底板噴砼5，即膨潤土防水毯1鋪設(shè)在超挖底板噴砼5處理后的底板光滑表面上，水平位置重疊搭接為100mm，外露兩端高出底板設(shè)計水平500mm。膨潤土防水毯1的上部澆灌有水泥混凝土反底拱2，水泥混凝土反底拱2矢跨比為1 :10 1 :4，矢高為400mm 900mm，頂面水平；水泥混凝土反底拱2內(nèi)間隔設(shè)有底層鋼筋網(wǎng)3和上層鋼筋網(wǎng) 4，兩層網(wǎng)間距IOOmm 300謹(jǐn)，鋼筋網(wǎng)由Φ6. 5mm盤圓鋼筋焊制而成，網(wǎng)幅為^iX lm，網(wǎng)格為IOOmmX 100mm,混凝土強度等級為C30 C50。所述膨潤土防水毯1的厚度為6mm，幅寬為2m、^i或6m三種規(guī)格，長度為20m 60m，沿巷道全長鋪設(shè)，平面連接采用重疊搭接的方式，搭接長度100mm，立面超過底板高度500mm，用釘子和墊圈進(jìn)行固定。采用的膨潤土防水毯1的技術(shù)指標(biāo)滿足膨潤土膨脹系數(shù)(ml/2g) ^ 24 ；單位面積質(zhì)量(g/m2)彡4500 ；縱向斷裂強度(KN/m)彡10 ；橫向斷裂強度(KN/m)彡10 ；縱向斷裂伸長率(％)彡10 ；橫向斷裂伸長率(％)彡6 ；垂直滲透系數(shù)(cm/s)彡5X10_9;剝離強度 (N) ^ 65 ；抗靜水壓試驗(0. 5Mp) 24小時無滲漏。
權(quán)利要求1.一種膨脹軟巖巷道防水支護組合結(jié)構(gòu)，其特征在于它包括兩幫外露高于底板水平鋪設(shè)于巷道底板下的膨潤土防水毯(1)和澆灌在其上的水泥混凝土反底拱(2)，水泥混凝土反底拱(2)內(nèi)間隔設(shè)有底層鋼筋網(wǎng)(3)和上層鋼筋網(wǎng)(4)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的膨脹軟巖巷道防水支護組合結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的膨潤土防水毯(1)的底部布有處理光滑表面的底板噴砼(5)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的膨脹軟巖巷道防水支護組合結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的膨潤土防水毯(1)厚度為6mm，幅寬為2m、％!或6m三種規(guī)格，長度為20m 60m。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的膨脹軟巖巷道防水支護組合結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的兩幫外露高于水平底板的高度為500mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的膨脹軟巖巷道防水支護組合結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的水泥混凝土反底拱(2)的矢跨比為1 10 1 :4，矢高為400mm 900mm，其頂面水平。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的膨脹軟巖巷道防水支護組合結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的底層鋼筋網(wǎng)(3)和上層鋼筋網(wǎng)(4)間隔距離為100讓 300讓。
專利摘要一種膨脹軟巖巷道防水支護組合結(jié)構(gòu)，適用于煤炭井下軟巖巷道的防水支護。它包括兩幫外露高于底板水平鋪設(shè)于巷道底板下的膨潤土防水毯和澆灌在其上的水泥混凝土反底拱，水泥混凝土反底拱內(nèi)間隔設(shè)有底層鋼筋網(wǎng)和上層鋼筋網(wǎng)。可減小水作用使巷道底板巖層破壞范圍的加大，有效提高底板整體承載能力，防止膨脹型底臌和擠壓碎脹型底臌產(chǎn)生，維持膨脹軟巖巷道穩(wěn)定性。有利于底板巖層的穩(wěn)定，同時防止底板后期鋪設(shè)道渣與膨潤土防水毯接觸，減小膨潤土防水毯的損傷。該組合結(jié)構(gòu)簡單，抗破壞性強、防水性能持久、施工效率高、工期短，成本低。
文檔編號E21D11/10GK202181908SQ20112029237
公開日2012年4月4日 申請日期2011年8月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月12日
發(fā)明者東兆星, 齊燕軍 申請人:中國礦業(yè)大學(xué)