巷道底板整体式平整加固结构施工方法与流程

1.本发明涉及矿内巷道加固结构技术领域，具体地，涉及一种巷道底板整体式平整加固结构施工方法。


背景技术：

2.巷道在掘进、采掘过程中巷道顶板、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。底鼓不仅影响运输，而且会引起底板变形与破坏，从而影响巷道的稳定性。
3.煤矸石是巷道掘进过程中、采掘过程中从顶板或底板及夹层里或洗煤过程中挑出的固体废弃物，是一种在成煤过程中与煤层伴生的一种含碳量较低、比煤坚硬的黑灰色岩石。在开采过程中需要将矿下洗选出的煤矸石运输至地面，在运输上常常采用胶带机运输或箕斗提升的方法，无论何种运输方式都增加了运输成本，占用很多人力，并且运至地面的煤矸石占地面积较大，使得煤矸石的产后处置问题一直困扰着生产企业。
4.因此，需要设计一种巷道底板整体式平整加固结构的施工方法，以克服或缓解上述技术问题。


技术实现要素：

5.本发明所要解决的技术问题是提供一种巷道底板整体式平整加固结构施工方法，该巷道底板整体式平整加固结构施工方法能够对煤矸石进行废弃物再利用，不仅节约对煤矸石的运输成本，还能够对巷道底板进行加固，提高了巷道底板的结构强度，有效地解决了煤矸石的产后处置问题。
6.为了解决上述技术问题，本发明提供一种巷道底板整体式平整加固结构的施工方法，包括如下步骤：
7.s1、清理巷道底板；
8.s2、在所述底板上表面铺设并固定第一土工格栅；
9.s3、在所述第一土工格栅上表面填补煤矸石形成平整层；
10.s4、在所述平整层上表面铺设并固定第二土工格栅；
11.s5、在所述第二土工格栅上表面铺设加固层；
12.s6、在所述加固层浇筑水泥形成水泥层。
13.进一步地，在步骤s2中，根据所述底板尺寸，计算所述第一土工格栅的长度，使用第一u形钉将所述第一土工格栅固定于所述底板，并在所述第一土工格栅表面向所述底板内部打锚杆。
14.进一步地，所述第一土工格栅为双向土工格栅，纵横向网孔尺寸不大于80mm，厚度不小于1.0mm，单位面积质量不小于270g/m2，所述第一土工格栅铺设长度不小于所述底板横断面方向上长度的1.5倍，所述第一土工格栅在所述底板纵断面方向上搭接宽度不小于10cm。
15.进一步地，在步骤s3中，在所述第一土工格栅上表面填补煤矸石，在填补完成后，将所述煤矸石上表层推平构成所述平整层。
16.进一步地，所述煤矸石的填补厚度不高于30cm。
17.进一步地，所述第二土工格栅两侧预留长度不小于金属网箱31边长的4.5倍。
18.进一步地，所述在所述第二土工格栅上表面铺设加固层的步骤包括如下步骤：
19.在所述第二土工格栅两端放置预先装好煤矸石的若干所述金属网箱，并用第二u形钉固定在所述平整层上，使所述第二土工格栅包裹所述金属网箱并延伸到所述金属网箱之上。
20.进一步地，在步骤s6中，在所述加固层上方将浇筑水泥直至水泥与所述加固层平齐构成第二水泥层。
21.进一步地，在所述加固层上均匀撒落煤矸石并浇筑水泥，浇筑水泥高度不大于10cm，再铺设一层钢丝网，在所述钢丝网之上继续均匀撒落煤矸石并浇筑水泥构成第一水泥层，浇筑水泥高度不大于20cm。
22.进一步地，所述第一土工格栅(5)铺设长度计算公式如下：
[0023][0024][0025]
式中：将凹凸不平的巷道底板分割成n个子区间，fi(x)为第i个子区间的曲线方程表达式，i＝1,2,...,n；δx为第i个子区间内底板两端的水平向距离，δy为第i个子区间内底板两端的竖直向距离，δli为所述第一土工格栅在第i个子区间上的铺设长度，l为所述第一土工格栅沿巷道底板上的铺设长度。
[0026]
进一步地，所述锚杆的数量选取方法包括如下步骤：
[0027]
步骤a：对采用等间距锚杆控制巷道层状底板底鼓的实际情况进行基本条件假设，建立等间距底锚巷道层状底板力学模型；
[0028]
步骤b：对力学模型进行力学解析，以材料力学、岩石力学、弹性力学为理论基础，解析锚杆数n为单数和偶数且等间距布置时组合岩梁结构的最大正应力σmax和剪应力τmax方程；
[0029]
步骤c：根据结构破坏形式与条件，建立锚杆数n分别为单数和偶数且等间距布置时，巷道层状底板任分层鼓起失稳的力学判别准则；
[0030]
步骤d：从现场挠曲褶皱性底鼓矿井巷道围岩资料中获取模型基本参数的数值；
[0031]
步骤e：将步骤d中所述基本参数的数值代入步骤c中的稳定性力学判定方程，计算方程两边的值并进行判定，若判定结果认为采用等间距锚杆控制巷道层状底板稳定，则锚杆的数量选用合适，若判定结果认为采用等间距锚杆控制巷道层状底板不稳定，则重新选取锚杆数n直到判定结果认为该结构稳定为止。
[0032]
通过上述技术方案，本发明的有益效果如下：
[0033]
将原本作为固体废弃物需要运出矿体的煤矸石填补到巷道加固结构中，有效解决了煤矸石的产后处置问题不仅做到了废弃物再利用，还能够加强加固结构的结构强度与稳定性，此外，该加强结构能够改善巷道底板底鼓的现象，增强了巷道的稳定性，节约了运输
成本的同时，还提高了矿内巷道的安全性。
[0034]
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
[0035]
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
[0036]
图1是本发明的矿下煤矸石的巷道底板加固结构具体实施方式的剖视图；
[0037]
图2是本发明的矿下煤矸石的巷道底板加固结构中加固层的剖视图；
[0038]
图3是本发明的矿下煤矸石的巷道底板加固结构中第二土工格栅的弯折状态的具体实施方式的示意图；
[0039]
图4是本发明的巷道底板整体式平整加固结构施工方法的一个实施例的流程图。
[0040]
附图标记说明
[0041]
1底板
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2平整层
[0042]
3加固层
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31金属网箱
[0043]
4第一水泥层
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41钢丝网
[0044]
5第一土工格栅
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6第二土工格栅
[0045]
7第二水泥层
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
81第一u形钉
[0046]
82锚杆
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83第二u形钉
具体实施方式
[0047]
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明，应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，本发明的保护范围并不局限于下述的具体实施方式。
[0048]
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“铺设”、“配合”、“连接”、“布置”应做广义理解，例如，连接可以是直接连接，也可以是通过中间媒介进行间接的连接，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或者是一体连接；可以是直接连接，也可以是通过中间连接件间接连接，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0049]
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明所指示的技术特征的数量，因此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或隐含地包括一个或更多个所述特征。
[0050]
在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下”是以相应部件的上和下定义的，另外“横向、纵向”是以各个结构层得到设置使用的方向为基准定义的，具体地在本发明提供的附图中，使用的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制；对于本发明的方位术语，应当结合实际安装状态进行理解。
[0051]
参见图1，图1为采用本发明的巷道底板整体式平整加固结构的一种具体实施方
式，参见图4，在巷道底板整体式平整加固结构的基础上，本发明提供了一种巷道底板整体式平整加固结构的施工方法，具体安装步骤如下：
[0052]
步骤s1，清理巷道底板1；
[0053]
步骤s2，在所述底板1上表面铺设并固定第一土工格栅5；
[0054]
步骤s3，在所述第一土工格栅5上表面填补煤矸石形成平整层2；
[0055]
步骤s4，在所述平整层2上表面铺设并固定第二土工格栅6；
[0056]
步骤s5，在所述第二土工格栅6上表面铺设加固层3；
[0057]
步骤s6，在所述加固层3浇筑水泥形成水泥层。
[0058]
在上述步骤中，清理巷道底板1的作用在于方便第一土工格栅5的铺设和固定，而在底板1上表面铺设和固定第一土工格栅5能够降低底板1出现微小的变形后对巷道底板整体式平整加固结构带来的影响。本发明的施工方法摒弃了现有技术中，将煤矸石运输至地面后再进行产后处置的处理方式，直接将掘进、开采过程中产出的煤矸石填充至平整层2、加固层3以及水泥层中，减少了煤矸石的占地面积以及运输环节。在平整层2上表面铺设并固定第二土工格栅6，用于包住金属网箱31，能够减小加固层3对两侧岩体产生的应力。在所述第二土工格栅6上表面铺设加固层3，能够进一步提升巷道底板整体式平整加固结构的整体强度。在加固层3浇筑水泥形成水泥层，能够进一步提升巷道底板整体式平整加固结构的整体强度，同时也在加固层上表面形成平整的结构面。
[0059]
其中，水泥层可以分为第一水泥层4和第二水泥层7，第一水泥层4用于工作人员行走或矿内需要使用的工程机械移动，第二水泥层7能够进一步提升巷道底板整体式平整加固结构的整体强度，同时也在加固层上表面形成平整的结构面。第一水泥层4和第二水泥层7为含有早强剂的水泥，第二水泥层7厚度不大于30cm，煤矸石最大粒径不大于第二水泥层7厚度的1/3。
[0060]
进一步地，在步骤s2中，根据底板1尺寸，计算第一土工格栅5的长度，使用第一u形钉81将第一土工格栅5固定于底板1，并在第一土工格栅5表面向底板1内部打锚杆82。通过公式计算得到第一土工格栅5的长度，保证第一土工格栅5的长度与底板1长度相匹配，从而保障了巷道底板整体式平整加固结构的稳定性，通过第一u形钉81将第一土工格栅5固定于底板1，提高了巷道底板加固结构的整体性，将锚杆82打入底板1内部，保障了巷道底板整体式平整加固结构的稳定性。
[0061]
其中，第一u型钉81沿底板1横纵断面方向上间距均不大于0.5m，锚杆间距沿底板1横纵断面方向上均不大于1.5m，锚杆直径30～45mm，锚杆长度1200～1800mm。
[0062]
进一步地，第一土工格栅5为双向土工格栅，纵横向网孔尺寸不大于80mm，厚度不小于1.0mm，单位面积质量不小于270g/m2，第一土工格栅5铺设长度不小于底板1横断面方向上长度的1.5倍，第一土工格栅5在底板1纵断面方向上搭接宽度不小于10cm。第一土工格栅5为双向土工格栅，双向土工格栅在横向和纵向上都具有很大的拉伸强度，并且可以作为底板1与平整层2之间的连锁系统，具有一定的刚度，可以使上面的结构层的负荷得到扩散，提高了整体结构的承载能力，提高整体结构的稳定性。此外双向土工格栅的网孔具有限制作用，煤矸石夹挤在网格内可以形成机械咬合作用，从而在平整层2和格栅间产生有效的应力传递，降低了不均匀沉降，能够提高整体结构的稳定性。
[0063]
进一步地，在步骤s3中，在第一土工格栅5上表面填补煤矸石，在填补完成后，将煤
矸石上表层推平构成平整层2，减少了煤矸石的占地面积以及现有技术中的运输环节，同时也形成平整的结构面。
[0064]
具体地，煤矸石的填补厚度不高于30cm。平整层2能够对不平整的底板1进行填铺平整，需要注意的是，平整层2厚度不大于30cm，煤矸石的最大粒径不大于平整层2厚度的2/3，平整层2可以通过使用多层煤矸石层铺设而成。
[0065]
进一步地。第二土工格栅6两侧预留长度不小于金属网箱31边长的4.5倍。金属网箱31的结构形式可以如图2中所示，呈正方体结构，边长300～400mm，金属网箱31的结构形式也可以根据具体的使用情况进行设置，金属网箱31内的煤矸石的最大粒径不大于金属网箱31边长的2/3。还需要说明的是，如图3所示，图3作为第二土工格栅6的施工状态的实施例，第二土工格栅6除需要在平整层2上进行全铺外，还需要在两侧预留出不小于金属网箱31边长4.5倍的长度，并且在对位于两侧的金属网箱31进行包裹后剩余的长度不小于0.5m，剩余的第二土工格栅6可以铺设在与包裹有第二土工格栅6的金属网箱31相邻的金属网箱31的下方。
[0066]
具体地，在第二土工格栅6上表面铺设加固层3的步骤包括如下步骤：
[0067]
在第二土工格栅6两端放置预先装好煤矸石的若干金属网箱31，并用第二u形钉83固定在平整层2上，使第二土工格栅6包裹金属网箱31并延伸到金属网箱31之上，能够在平整层2上面继续提升该巷道底板整体式平整加固结构的整体强度，同时还可减小加固层3对两侧岩体产生的应力。
[0068]
其中，第二u型钉83由将金属网箱31固定在平整层的多个u型钉组成。第二土工格栅6为单向土工格栅，材质为高密度聚乙烯，纵向网孔尺寸不大于160mm，横向网孔尺寸不大于30mm，厚度不小于1.0mm，单位面积质量不小于300g/m2。
[0069]
具体地，在步骤s6中，在加固层3上方将浇筑水泥直至水泥与加固层3平齐构成第二水泥层7。需要说明的是，在加固层3上放浇筑水泥，水泥穿过加固层3和平整层2流向底板1，填充煤矸石之间的间隙，提高了整体结构的承载能力，提高整体结构的稳定性，同时也在加固层上表面形成平整的结构面。
[0070]
具体地，在加固层3上均匀撒落煤矸石并浇筑水泥，浇筑水泥高度不大于10cm，再铺设一层钢丝网41，在钢丝网41之上继续均匀撒落煤矸石并浇筑水泥，构成第一水泥层4，浇筑水泥高度不大于20cm。可以理解的是，在使用煤矸石作为各个结构层的填充物时，需要根据各个结构层的基本作用进行筛选，铺设一层钢丝网41既可以避免煤矸石在水泥层浇灌过程中出现位置偏移等问题，又可以加强第一水泥层4的结构强度的稳定性。其中，钢丝网41铺设于第二水泥层7内且距加固层顶部不大于10cm处，钢丝网41的丝径0.8～1.5mm，网孔尺寸12mm
×
12mm～20mm
×
20mm。
[0071]
具体地，第一土工格栅5铺设长度计算公式如下：
[0072][0073][0074]
式中：将凹凸不平的巷道底板分割成n个子区间，fi(x)为第i个子区间的曲线方程表达式，i＝1,2,...,n；δx为第i个子区间内底板两端的水平向距离，δy为第i个子区间内
底板两端的竖直向距离，δli为第一土工格栅5在第i个子区间上的铺设长度，l为第一土工格栅5沿巷道底板上的铺设长度。通过公式计算得到第一土工格栅5的长度，保证第一土工格栅5的长度与底板1长度相匹配，从而保障了巷道底板整体式平整加固结构的稳定性。
[0075]
进一步地，锚杆82的数量选取方法包括如下步骤：
[0076]
步骤a：对采用等间距锚杆控制巷道层状底板底鼓的实际情况进行基本条件假设，建立等间距底锚巷道层状底板力学模型。需要说明的是，基本条件假设为：将等间距底锚层状底板形成的一体锚固体视为组合岩梁结构，将组合岩梁结构简化为左右两端可动，但不发生转动的情形；视组合岩梁结构的介质为弹性状态，且忽略介质自身岩重的影响；
[0077]
步骤b：对力学模型进行力学解析，以材料力学、岩石力学、弹性力学为理论基础，解析锚杆数n为单数和偶数且等间距布置时组合岩梁结构的最大正应力σmax和剪应力τmax方程；
[0078]
n为单数时
[0079][0080]
sin(0)与cos(0)为组合岩梁结构左端位置，即x＝0时；a
(n+1)/2
与b
(n+1)/2
为组合岩梁结构中间位置力学方程系数，且满足以下方程:
[0081][0082]
n为偶数时
[0083][0084]
cos(0)与sin(0)为组合岩梁结构左端位置，即x＝0时；a1、b1、a
n/2
与b
n/2
为组合岩梁结构中间位置力学方程系数，且满足以下方程：
[0085][0086]
式中：n为锚杆根数、l为底板跨度、ps为组合岩梁结构侧向水平应力、pc为底部所承受的均匀载荷、fm为锚杆支护集中应力、k2＝psd(ei)-1
、i为组合岩梁结构惯性矩、d为组合岩梁结构的厚度、y为组合岩梁结构横截面的对称轴；
[0087]
步骤c：根据结构破坏形式与条件，建立锚杆数n分别为单数和偶数且等间距布置时，巷道层状底板各分层鼓起失稳的力学判别准则；
[0088]
n为单数
[0089][0090]
n为偶数
[0091][0092]
式中，e1i1、e2i2、e3i3..........eiii分别为第1分层的抗弯刚度、第2分层的抗弯刚度、第3分层的抗弯刚度........第i分层的抗弯刚度，i＝1、2、3、4.......m，m为层状底板的层数；σi为第i分层围岩的正应力；σ为组合岩梁结构围岩的正应力；τi为第i分层围岩的剪应力；τ为组合岩梁结构围岩的剪应力；[σ
t
]i为第i分层抗拉强度设计值；[σc]i为第i分层抗压强度设计值；为第i分层围岩内摩擦角。
[0093]
各分层破坏条件：
[0094]
σ
t max
≤[σ
t
]；
[0095]
各分层正应力、剪应力与组合岩梁结构的正应力、剪应力满足如下关系：
[0096][0097]
步骤d：从现场挠曲褶皱性底鼓矿井巷道围岩资料中获取模型基本参数的数值。需要说明的是，模型基本参数包括：锚杆根数n、层状底板层数m、底板跨度l、第1分层至第m分层的抗弯刚度e1i1.......e
mim
、组合岩梁结构的厚度d、第i分层抗拉强度设计值[σ
t
]i、第i分层抗压强度设计值[σc]i、第i分层围岩内摩擦角组合岩梁结构侧向水平应力为ps、底部所承受的均匀载荷pc、锚杆支护集中应力fm。需要进一步说明的是，根据施工经验，锚杆一般沿底板横纵断面方向上等间距布置，且间距均不大于1.5m，因此在底板实际大小确定后能够限定锚杆根数的选取范围。
[0098]
步骤e：将基本参数数值代入步骤c中的稳定性力学判定方程，计算方程两边的值并进行判定，若判定结果认为采用等间距锚杆控制巷道层状底板稳定，则锚杆的数量选用合适，若判定结果认为采用等间距锚杆控制巷道层状底板不稳定，则重新选取锚杆的数量直到判定结果认为该结构稳定为止。需要说明的是，如果正应力不等式成立则认，为该分层不会发生拉伸破坏；如果剪应力不等式成立，则认为该分层不会发生抗剪破坏，如果正应力和剪应力不等式均成立时，认为分层结构稳定。
[0099]
本发明通过平整层2、加固层3以及水泥层的相互配合形成加固结构，降低巷道底部隆起变形对巷道的运输和通行的影响，此外通过使用矿体内的固体废弃物煤矸石作为各个结构层的填充物来提供煤矸石利用率，降低煤矸石向矿井外运输成本高且占地面积较大即利用率低的问题。
[0100]
在本发明的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“一种具体实施方式”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本发明中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0101]
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
[0102]
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
[0103]
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

技术特征：
1.一种巷道底板整体式平整加固结构的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：s1、清理巷道底板(1)；s2、在所述底板(1)上表面铺设并固定第一土工格栅(5)；s3、在所述第一土工格栅(5)上表面填补煤矸石形成平整层(2)；s4、在所述平整层(2)上表面铺设并固定第二土工格栅(6)；s5、在所述第二土工格栅(6)上表面铺设加固层(3)；s6、在所述加固层(3)浇筑水泥形成水泥层。2.根据权利要求1所述的一种巷道底板整体式平整加固结构施工方法，其特征在于，在步骤s2中，根据所述底板(1)尺寸，计算所述第一土工格栅(5)的长度，使用第一u形钉(81)将所述第一土工格栅(5)固定于所述底板(1)，并在所述第一土工格栅(5)表面向所述底板(1)内部打锚杆(82)。3.根据权利要求2所述的一种巷道底板整体式平整加固结构施工方法，其特征在于，所述第一土工格栅(5)为双向土工格栅，纵横向网孔尺寸不大于80mm，厚度不小于1.0mm，单位面积质量不小于270g/m2，所述第一土工格栅(5)铺设长度不小于所述底板(1)横断面方向上长度的1.5倍，所述第一土工格栅(5)在所述底板(1)纵断面方向上搭接宽度不小于10cm。4.根据权利要求1所述的一种巷道底板整体式平整加固结构施工方法，其特征在于，在步骤s3中，在所述第一土工格栅(5)上表面填补煤矸石，在填补完成后，将所述煤矸石上表层推平构成所述平整层(2)。5.根据权利要求4所述的一种巷道底板整体式平整加固结构施工方法，其特征在于，所述煤矸石的填补厚度不高于30cm。6.根据权利要求1所述的一种巷道底板整体式平整加固结构施工方法，其特征在于，所述第二土工格栅(6)两侧预留长度不小于金属网箱(31)边长的4.5倍。7.根据权利要求6所述的一种巷道底板整体式平整加固结构施工方法，其特征在于，所述在所述第二土工格栅(6)上表面铺设加固层(3)的步骤包括如下步骤：在所述第二土工格栅(6)两端放置预先装好煤矸石的若干所述金属网箱(31)，并用第二u形钉(83)固定在所述平整层(2)上，使所述第二土工格栅(6)包裹所述金属网箱(31)并延伸到所述金属网箱(31)之上。8.根据权利要求7所述的一种巷道底板整体式平整加固结构施工方法，其特征在于，在步骤s6中，在所述加固层(3)上方将浇筑水泥直至水泥与所述加固层(3)平齐构成第二水泥层(7)。9.根据权利要求8所述的一种巷道底板整体式平整加固结构施工方法，其特征在于，在所述加固层(3)上均匀撒落煤矸石并浇筑水泥，浇筑水泥高度不大于10cm，再铺设一层钢丝网(41)，在所述钢丝网(41)之上继续均匀撒落煤矸石并浇筑水泥构成第一水泥层(4)，浇筑水泥高度不大于20cm。10.根据权利要求2所述的一种巷道底板整体式平整加固结构施工方法，其特征在于，所述第一土工格栅(5)铺设长度计算公式如下：
式中：将凹凸不平的巷道底板分割成n个子区间，f
i
(x)为第i个子区间的曲线方程表达式，i＝1,2,...,n；δx为第i个子区间内底板两端的水平向距离，δy为第i个子区间内底板两端的竖直向距离，δl
i
为所述第一土工格栅(5)在第i个子区间上的铺设长度，l为所述第一土工格栅(5)沿巷道底板上的铺设长度。11.根据权利要求2所述的一种巷道底板整体式平整加固结构施工方法，其特征在于，所述锚杆(82)的数量选取方法包括如下步骤：步骤a：对采用等间距锚杆控制巷道层状底板的实际情况进行基本条件假设，建立等间距底锚巷道层状底板力学模型；步骤b：对力学模型进行力学解析，以材料力学、岩石力学、弹性力学为理论基础，解析锚杆数n为单数和偶数且等间距布置时组合岩梁结构的最大正应力σmax和剪应力τmax方程；n为单数时sin(0)与cos(0)为组合岩梁结构左端位置，即x＝0时；a
(n+1)/2
与b
(n+1)/2
为组合岩梁结构中间位置力学方程系数，且满足以下方程:n为偶数时cos(0)与sin(0)为组合岩梁结构左端位置，即x＝0时；a1、b1、a
n/2
与b
n/2
为组合岩梁结构中间位置力学方程系数，且满足以下方程：
式中：n为锚杆根数、l为底板跨度、p
s
为组合岩梁结构侧向水平应力、p
c
为底部所承受的均匀载荷、f
m
为锚杆支护集中应力、k2＝psd(ei)-1
、i为组合岩梁结构惯性矩、d为组合岩梁结构的厚度、y为组合岩梁结构横截面的对称轴；步骤c：根据结构破坏形式与条件，建立锚杆数n分别为单数和偶数且等间距布置时，巷道层状底板任分层鼓起失稳的力学判别准则；n为单数n为偶数式中，e1i1、e2i2、e3i3..........e
i
i
i
分别为第1分层的抗弯刚度、第2分层的抗弯刚度、第3分层的抗弯刚度........第i分层的抗弯刚度，i＝1、2、3、4.......m，m为层状底板的层数；σ
i
为第i分层围岩的正应力；σ为组合岩梁结构围岩的正应力；τ
i
为第i分层围岩的剪应力；τ为组合岩梁结构围岩的剪应力；[σ
t
]i为第i分层抗拉强度设计值；[σ
c
]i为第i分层抗压强度设计值；为第i分层围岩内摩擦角。
各分层破坏条件：各分层正应力、剪应力与组合岩梁结构的正应力、剪应力满足如下关系：步骤d：从现场挠曲褶皱性底鼓矿井巷道围岩资料中获取模型基本参数的数值；步骤e：将步骤d中所述基本参数的数值代入步骤c中的稳定性力学判定方程，计算方程两边的值并进行判定，若判定结果认为采用等间距锚杆控制巷道层状底板结构稳定，则锚杆的数量选用合适，若判定结果认为采用等间距锚杆控制巷道层状底板结构不稳定，则重新选取锚杆数n直到判定结果认为该结构稳定为止。

技术总结
本发明涉及矿内巷道加固结构技术领域，具体地，涉及一种巷道底板整体式平整加固结构的施工方法，包括如下步骤：清理巷道底板(1)，在所述底板(1)上表面铺设并固定第一土工格栅(5)，在所述第一土工格栅(5)上表面填补煤矸石形成平整层(2)，在所述平整层(2)上表面铺设并固定第二土工格栅(6)，在所述第二土工格栅(6)上表面铺设加固层(3)，在所述加固层(3)浇筑水泥形成水泥层。该巷道底板整体式平整加固结构的施工方法能够对煤矸石进行废弃物再利用，不仅节约了对煤矸石的运输成本，还能够对巷道底板进行加固，提高了巷道底板的结构强度。提高了巷道底板的结构强度。提高了巷道底板的结构强度。


技术研发人员：左政 郝秀强 李会强 卫玉花 王炜 李彬 张保 吴德山
受保护的技术使用者：国能经济技术研究院有限责任公司
技术研发日：2023.03.29
技术公布日：2023/7/28