[發(fā)明專利]深部高應(yīng)力碎脹圍巖的適時(shí)讓壓支護(hù)系統(tǒng)

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110419025.1
• 申請(qǐng)日: 2011-12-15
• 公開（公告）號(hào): CN102425432A
• 公開（公告）日: 2012-04-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 余偉健;朱永建
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 湖南科技大學(xué)
• 主分類號(hào): E21D11/00
• 分類號(hào): E21D11/00;G06F17/50
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種深部巷道圍巖的支護(hù)設(shè)計(jì)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和礦產(chǎn)資源的大量消耗，巷道開挖越來(lái)越向深部發(fā)展。但由于在開挖與建設(shè)當(dāng)中，地質(zhì)條件越來(lái)越復(fù)雜，各建設(shè)工程遇到前所未有的困難。特別是對(duì)于較深部處的開挖與支護(hù)工作，由于巖體整體破碎程度較大，加上深部地應(yīng)力作用，導(dǎo)致圍巖變形大，支護(hù)失效等現(xiàn)象。這都嚴(yán)重影響了各大礦區(qū)的開發(fā)進(jìn)展和投產(chǎn)計(jì)劃。

目前，對(duì)于深部軟弱圍巖的支護(hù)一般采用錨網(wǎng)噴、錨索、錨注或鋼拱架等中的一種或聯(lián)合形式；對(duì)于構(gòu)造復(fù)雜區(qū)域內(nèi)的高應(yīng)力、破碎圍巖，則提出了卸壓或讓壓支護(hù)技術(shù)。但讓壓位移或釋放應(yīng)力的多少并沒有統(tǒng)一衡量的標(biāo)準(zhǔn)，其系統(tǒng)的研究工作在國(guó)內(nèi)外尚不多見。因此，根據(jù)“優(yōu)化開挖順序，適當(dāng)讓壓后支護(hù)”的設(shè)計(jì)思想，提出一種深部巷道圍巖的支護(hù)設(shè)計(jì)方法及系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容

為解決以上問(wèn)題，本發(fā)明提供一種適合于深部高應(yīng)力碎脹圍巖的適時(shí)讓壓支護(hù)系統(tǒng)，本發(fā)明設(shè)計(jì)方案如下：一種深部高應(yīng)力碎脹圍巖的適時(shí)讓壓支護(hù)系統(tǒng)，主要包括圍巖分類及評(píng)價(jià)子模塊RC、適時(shí)讓壓支護(hù)設(shè)計(jì)子模塊SY、反饋設(shè)計(jì)子模塊DR；其中：

所述圍巖分類及評(píng)價(jià)子模塊RC用于將根據(jù)工程地質(zhì)調(diào)查的參數(shù)輸進(jìn)行計(jì)算分析，得出總體支護(hù)方案；

所述適時(shí)讓壓支護(hù)設(shè)計(jì)子模塊SY用于接收圍巖分類及評(píng)價(jià)子模塊RC中所得到的計(jì)算結(jié)果和總體支護(hù)方案，根據(jù)三因素四水平正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法得到16個(gè)方案，并分別對(duì)這些方案進(jìn)行數(shù)值分析，綜合優(yōu)化出最佳方案，根據(jù)此得出的最佳方案對(duì)高應(yīng)力軟巖巷道進(jìn)行施工和支護(hù)試驗(yàn)；

所述反饋設(shè)計(jì)子模塊DR用于在支護(hù)完成后的使用過(guò)程中，將實(shí)時(shí)地對(duì)巷道圍巖進(jìn)行監(jiān)測(cè)所得到的實(shí)時(shí)監(jiān)控資料對(duì)原支護(hù)方案進(jìn)行反饋設(shè)計(jì)，并得到調(diào)整支護(hù)方案，調(diào)整支護(hù)方案主要通過(guò)圖形處理與生成模塊CAD、顯示器及出圖設(shè)備等進(jìn)行圖形生成和處理。

所述適時(shí)讓壓支護(hù)設(shè)計(jì)子模塊SY用于正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)的模塊可為系統(tǒng)OET。采用這個(gè)系統(tǒng)可以盡可能的避免重復(fù)性工作，能讓我們?nèi)嬖囼?yàn)中挑選出部分有代表性的點(diǎn)進(jìn)行試驗(yàn)，具備均勻分散、齊整可比的特點(diǎn)，可以高效率、快速、經(jīng)濟(jì)的進(jìn)行試驗(yàn)設(shè)計(jì)。

所述適時(shí)讓壓支護(hù)設(shè)計(jì)子模塊SY用于對(duì)16個(gè)方案進(jìn)行數(shù)值分析的模塊可為有限差分?jǐn)?shù)值分析系統(tǒng)FLAC。該系統(tǒng)調(diào)用了巖土類大型軟件FLAC，它能在支護(hù)條件下計(jì)算巖土工程的變形過(guò)程，是一種顯式有限差分法連續(xù)介質(zhì)快速Lagrange分析程序，內(nèi)嵌彈性模型、莫爾-庫(kù)侖準(zhǔn)則、應(yīng)變強(qiáng)化和應(yīng)變軟化模型等6種材料，可以模擬不同加載條件下的地應(yīng)力場(chǎng)生成、地下硐室開挖和錨桿或錨索設(shè)置等優(yōu)點(diǎn)。

所述適時(shí)讓壓支護(hù)設(shè)計(jì)子模塊SY用于綜合優(yōu)化的系統(tǒng)可為綜合評(píng)價(jià)及優(yōu)化系統(tǒng)OMO。該系統(tǒng)綜合考慮了地下圍巖工程的穩(wěn)定性評(píng)價(jià)指標(biāo)，包括最大監(jiān)測(cè)位移、最終收斂速率、支護(hù)結(jié)構(gòu)所承受的最終抗力、塑性區(qū)環(huán)向范圍、安全系數(shù)等指標(biāo)值，從而可以較為合理地找出優(yōu)選最佳方案。

說(shuō)明書附圖：

圖1為本發(fā)明的工作流程圖。

具體實(shí)施例：

以下結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步闡述說(shuō)明。如流程圖所示：本實(shí)施例中的一種深部高應(yīng)力碎脹圍巖的適時(shí)讓壓支護(hù)系統(tǒng)，其主要包括圍巖分類及評(píng)價(jià)子模塊RC1、適時(shí)讓壓支護(hù)設(shè)計(jì)子模塊SY2以及反饋設(shè)計(jì)子模塊DR3；其中：

所述圍巖分類及評(píng)價(jià)子模塊RC1用于將根據(jù)工程地質(zhì)調(diào)查的參數(shù)輸進(jìn)行計(jì)算分析，得出總體支護(hù)方案；

所述適時(shí)讓壓支護(hù)設(shè)計(jì)子模塊SY2用于接收圍巖分類及評(píng)價(jià)子模塊RC1中所得到的計(jì)算結(jié)果和總體支護(hù)方案，采用系統(tǒng)OET4根據(jù)三因素四水平正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法得到16個(gè)方案，以有限差分?jǐn)?shù)值分析系統(tǒng)FLAC分別對(duì)這些方案進(jìn)行數(shù)值分析，綜合評(píng)價(jià)及優(yōu)化系統(tǒng)OMO6綜合優(yōu)化出最佳方案，根據(jù)此得出的最佳方案對(duì)高應(yīng)力軟巖巷道進(jìn)行施工和支護(hù)試驗(yàn)；

所述反饋設(shè)計(jì)子模塊DR(3)用于在支護(hù)完成后的使用過(guò)程中，將實(shí)時(shí)地對(duì)巷道圍巖進(jìn)行監(jiān)測(cè)所得到的實(shí)時(shí)監(jiān)控資料對(duì)原支護(hù)方案進(jìn)行反饋設(shè)計(jì)，并得到調(diào)整支護(hù)方案，調(diào)整支護(hù)方案主要通過(guò)圖形處理與生成模塊CAD、顯示器及出圖設(shè)備等進(jìn)行圖形生成和處理。

以上具體實(shí)施例是本發(fā)明的一項(xiàng)較好實(shí)施例，但并非本發(fā)明全部?jī)?nèi)容，采用相同功能模塊的替代本發(fā)明中的一些功能模塊達(dá)到同樣的目的等在本發(fā)明精神范圍內(nèi)所做的一切等同變換，都將在本發(fā)明保護(hù)范圍以內(nèi)。