一种基于无机纳米材料的巷道底板靶向注浆加固结构的制作方法

1.本说明书涉及注浆技术领域，尤其涉及一种基于无机纳米材料的巷道底板靶向注浆加固结构。


背景技术：

2.受采掘工程的影响，巷道顶底板和两帮岩体产生变形并向巷道内产生位移，巷道底板向上隆起的现象即称之为底鼓。底鼓会导致巷道断面变小，阻碍矿井的通风运输和人员的行走，特别是煤矿开采进入深部以后，巷道底鼓则更加显著，底鼓不仅引起底板变形与破坏，而且对巷道顶板和两帮的稳定性造成严重的影响。
3.为了有效控制底鼓，许多底鼓控制技术被提出，主要包括底板锚杆、底板注浆、封闭式支架等支护加固法，切缝、施工钻孔、松动爆破等卸压法以及各种联合支护法。从对围岩稳定性的影响角度分析，加固法控制巷道底鼓的效果要优于卸压法，因此在实际应用中，多采用加固法控制巷道底鼓。
4.巷道断面锚注加固法采用先锚后注的方法对围岩变形进行控制。然而，由于孔壁封堵不严，注入的无机纳米材料经常产生漏浆的情况。


技术实现要素：

5.鉴于现有技术的不足，本说明书的一个目的是提供一种基于无机纳米材料的巷道底板靶向注浆加固结构，能有效控制底鼓并防止漏浆。
6.为达到上述目的，本说明书实施方式提供一种基于无机纳米材料的巷道底板靶向注浆加固结构，包括：
7.设置在底板上的槽体；所述底板具有长度方向和宽度方向，多个所述槽体沿所述长度方向间隔分布；所述槽体具有相对的底壁和开口，所述开口与所述底板的上表面齐平；所述槽体内铺设有止浆层和填平层，所述止浆层位于所述填平层下方且所述止浆层的厚度大于所述填平层的厚度；所述止浆层的底面和所述底壁贴合，所述止浆层的顶面和所述填平层的底面贴合，所述填平层的顶面和所述底板的上表面齐平；
8.自所述槽体向下延伸的注浆孔，多个所述注浆孔沿所述宽度方向间隔分布，所述注浆孔内填充有无机纳米材料。
9.作为一种优选的实施方式，多个所述槽体平行且间隔均匀地设置。
10.作为一种优选的实施方式，所述槽体的长度等于所述底板的宽度。
11.作为一种优选的实施方式，所述槽体的宽度至少为0.5米，所述槽体的深度至少为0.4米。
12.作为一种优选的实施方式，相邻所述槽体之间的间距为2米。
13.作为一种优选的实施方式，所述止浆层的厚度为0.3米。
14.作为一种优选的实施方式，所述填平层的厚度为0.1米。
15.作为一种优选的实施方式，多个所述注浆孔平行且间隔均匀地设置。
16.作为一种优选的实施方式，所述注浆孔的轴向与所述长度方向成45
°
；所述注浆孔和帮部最近的距离为0.6米。
17.作为一种优选的实施方式，所述注浆孔的长度为1.5米，相邻所述注浆孔之间的间距为1.5米。
18.有益效果：
19.本实施方式所提供的基于无机纳米材料的巷道底板靶向注浆加固结构，通过在底板设置槽体和注浆孔，使底板成为稳定一体的梁板工程体结构，可有效抵抗底板的变形，从而有效控制底鼓。同时，通过设置止浆层，达到良好的封孔效果，还能有效防止无机纳米材料因孔壁不严而漏浆。还有，该巷道底板靶向注浆加固结构的施工结构简单，安装和操作方便，通过靶向注浆可以使无机纳米材料浆液均匀扩散到井巷围岩体中，提高了整个围岩体的注浆均质性，使破碎围岩体形成力学性质相近的整体，有效提高注浆加固效果。
20.参照后文的说明和附图，详细公开了本实用新型的特定实施方式，指明了本实用新型的原理可以被采用的方式。应该理解，本实用新型的实施方式在范围上并不因而受到限制。
21.针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。
22.应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。
附图说明
23.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
24.图1为本实施方式中所提供的一种基于无机纳米材料的巷道底板靶向注浆加固结构的主视图；
25.图2为图1的左视图；
26.图3为图1的俯视图。
27.附图标记说明：
28.10、巷道；11、底板；x、长度方向；y、宽度方向；12、帮部；
29.1、槽体；2、底壁；3、开口；4、止浆层；5、填平层；6、注浆孔。
具体实施方式
30.为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型中的技术方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。
31.需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上
或者也可以存在居中的另一个元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中另一个元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
32.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
33.请参阅图1至图3。本技术实施方式提供一种基于无机纳米材料的巷道底板靶向注浆加固结构，包括槽体1和注浆孔6。
34.其中，槽体1设置在底板11上。所述底板11具有长度方向x和宽度方向y，多个所述槽体1沿所述长度方向x间隔分布。所述槽体1具有相对的底壁2和开口3，所述开口3与所述底板11的上表面齐平。所述槽体1内铺设有止浆层4和填平层5，所述止浆层4位于所述填平层5下方且所述止浆层4的厚度大于所述填平层5的厚度。所述止浆层4的底面和所述底壁2贴合，所述止浆层4的顶面和所述填平层5的底面贴合，所述填平层5的顶面和所述底板11的上表面齐平。所述注浆孔6自所述槽体1向下延伸。多个所述注浆孔6沿所述宽度方向y间隔分布，所述注浆孔6内填充有无机纳米材料。
35.本实施方式所提供的基于无机纳米材料的巷道底板靶向注浆加固结构，通过在底板11设置槽体1和注浆孔6，使底板11成为稳定一体的梁板工程体结构，可有效抵抗底板11的变形，从而有效控制底鼓。同时，通过设置止浆层4，达到良好的封孔效果，还能有效防止无机纳米材料因孔壁不严而漏浆。还有，该巷道10底板11靶向注浆加固结构的施工结构简单，安装和操作方便，通过靶向注浆可以使无机纳米材料浆液均匀扩散到井巷围岩体中，提高了整个围岩体的注浆均质性，使破碎围岩体形成力学性质相近的整体，有效提高注浆加固效果。
36.需要说明的是，本实施方式中的巷道10由底板11、顶板和帮部12围成，底板11位于巷道10底部，顶板位于巷道10顶部，帮部12位于巷道10两侧。
37.在本实施方式中，底板11的长度方向x与巷道10的前进方向相同，底板11的宽度方向y垂直于长度方向x。优选的，所述槽体1的长度等于所述底板11的宽度，即底板11的宽度方向y上连续设有槽体1，能保证加固结构更稳定。在一些实施例中，底板11上设有水沟，则底板11的宽度方向y上可以不连续设有槽体1。水沟可以紧邻帮部12设置，则槽体1的长度小于底板11的宽度；水沟可以远离帮部12设置，将槽体1分隔成左右两段。其中，“左右”以宽度方向y为基准，具体是指图1和图3中的左右方向。
38.在本实施方式中，如图3所示，多个所述槽体1平行且间隔均匀地设置，使形成的加固结构更稳固。其中，每个槽体1的形状和大小均相同。优选的，所述槽体1的宽度至少为0.5米，所述槽体1的深度至少为0.4米。相邻所述槽体1之间的间距为2米。
39.更优选的，在底板11的长度方向x上，槽体1的尺寸为0.5米。槽体1的深度为0.4米。
40.在本实施方式中，所述止浆层4的厚度优选为0.3米，止浆层4的材料可以为与填充注浆孔6的浆液相同的材料，即无机纳米材料，也可以为其他浆液材料，本技术对此不作唯一的限定。止浆层4可以防止向注浆孔6内注浆时注浆压力升高而跑浆。所述填平层5的厚度优选为0.1米，填平层5的材料可以为矸石等碎岩石，方便在巷道10获取，便于施工。
41.在本实施方式中，如图2所示，多个所述注浆孔6平行且间隔均匀地设置，使形成的加固结构更稳固。其中，每个注浆孔6的形状和大小均相同。优选的，所述注浆孔6的轴向与所述长度方向x成45
°
，以获得更加稳固的加固结构。所述注浆孔6的长度优选为1.5米，在便于施工的情况下保证加固结构的稳定性。
42.在本实施方式中，相邻所述注浆孔6之间的间距与注浆孔6的长度相等。优选的，相邻所述注浆孔6之间的间距为1.5米。所述注浆孔6和帮部12最近的距离优选为0.6米。也即，与帮部12相邻的注浆孔6与帮部12的距离优选为0.6米。每个所述槽体1可以设有3个所述注浆孔6，位于外侧的两个注浆孔6与帮部12的距离为0.6米。
43.本实施方式中对注浆孔6进行注浆时，可以选用申请号为cn202110616981.2、名称为“矿用无机材料注浆加固装置及注浆加固方法”中提供的矿用无机材料注浆加固装置进行注浆操作。需要说明的是，cn202110616981.2中的注浆孔6和本技术的注浆孔6不同。通过调节矿用无机材料注浆加固装置的长度和注浆管的注浆孔6的位置，充分与底板11裂隙相交，能达到定向增强靶向注浆的目的和效果。还有，本实施方式采用无机纳米材料作为注浆材料，也可达到靶向注浆的效果。
44.本实施方式提供的基于无机纳米材料的巷道底板靶向注浆加固结构具有施工结构简单、安装和操作方便的优点。在一种具体的应用场景中，通过以下步骤形成该加固结构。
45.步骤一：在底板11挖出槽体1，后续形成如图3所示的底板11加固梁式结构；
46.步骤二：在每个槽体1中视巷道10宽度合理布设注浆孔6，注浆孔6沿前进方向与底板11成45
°
夹角，可以利用钻机施工注浆钻孔；
47.步骤三：加工注浆装置(该注浆装置可以为申请号cn202110616981.2提供的矿用无机材料注浆加固装置)，并在固定管外表面加工螺纹，将线麻均匀缠绕螺纹外表面，注浆装置与注浆孔6孔口接触部位用速凝的高强堵漏剂进行封堵，完成注浆装置的安装和固定；
48.步骤四：在槽体1内铺设止浆层4；
49.步骤五：开始注浆，按照既定比例注入无机纳米材料，注浆结束后在止浆层4上形成填平层5将止浆层4填平。其中既定比例可以根据实际情况设置。
50.需要说明的是，在本说明书的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
51.本文引用的任何数值都包括从下限值到上限值之间以一个单位递增的下值和上值的所有值，在任何下值和任何更高值之间存在至少两个单位的间隔即可。举例来说，如果阐述了一个部件的数量或过程变量(例如温度、压力、时间等)的值是从1到90，优选从20到80，更优选从30到70，则目的是为了说明该说明书中也明确地列举了诸如15到85、22到68、43到51、30到32等值。对于小于1的值，适当地认为一个单位是0.0001、0.001、0.01、0.1。这些仅仅是想要明确表达的示例，可以认为在最低值和最高值之间列举的数值的所有可能组合都是以类似方式在该说明书明确地阐述了的。
52.除非另有说明，所有范围都包括端点以及端点之间的所有数字。与范围一起使用的“大约”或“近似”适合于该范围的两个端点。因而，“大约20到30”旨在覆盖“大约20到大约30”，至少包括指明的端点。
53.披露的所有文章和参考资料，包括专利申请和出版物，出于各种目的通过援引结
合于此。描述组合的术语“基本由
…
构成”应该包括所确定的元件、成分、部件或步骤以及实质上没有影响该组合的基本新颖特征的其他元件、成分、部件或步骤。使用术语“包含”或“包括”来描述这里的元件、成分、部件或步骤的组合也想到了基本由这些元件、成分、部件或步骤构成的实施方式。这里通过使用术语“可以”，旨在说明“可以”包括的所描述的任何属性都是可选的。
54.多个元件、成分、部件或步骤能够由单个集成元件、成分、部件或步骤来提供。另选地，单个集成元件、成分、部件或步骤可以被分成分离的多个元件、成分、部件或步骤。用来描述元件、成分、部件或步骤的公开“一”或“一个”并不说为了排除其他的元件、成分、部件或步骤。
55.应该理解，以上描述是为了进行图示说明而不是为了进行限制。通过阅读上述描述，在所提供的示例之外的许多实施方式和许多应用对本领域技术人员来说都将是显而易见的。因此，本教导的范围不应该参照上述描述来确定，而是应该参照所附权利要求以及这些权利要求所拥有的等价物的全部范围来确定。出于全面之目的，所有文章和参考包括专利申请和公告的公开都通过参考结合在本文中。在前述权利要求中省略这里公开的主题的任何方面并不是为了放弃该主体内容，也不应该认为发明人没有将该主题考虑为所公开的实用新型主题的一部分。