[發明專利]一種調控巖爆孕育過程的吸波耗能支護方法

有效

• 申請號: 201610240597.6
• 申請日: 2016-04-18
• 公開（公告）號: CN105863669B
• 公開（公告）日: 2018-05-01
• 發明（設計）人: 馮夏庭;趙曰茂;王兆豐;劉繼光
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: E21D11/00
• 分類號: E21D11/00;E21D11/10;E21D21/00;E21D20/02;C04B28/04
• 代理公司: 北京華沛德權律師事務所11302
• 代理人: 房德權

技術領域

本發明涉及巷道支護技術領域，特別涉及一種調控巖爆孕育過程的吸波耗能支護方法。

背景技術

常規支護方式在頂板采用樹脂錨桿，在兩幫使用常規錨桿及錨索與焊接網一起形成剛性支護。但這種剛性支護方式往往在動載荷條件下就會失效，最終巖爆對硐室和支護系統形成沖擊破壞。

巖爆孕育過程指的是在高應力作用下或深部巖體開挖卸荷誘發巖體開裂到巖塊(巖片)彈射出來的過程。其過程中巖體經歷了新生裂紋萌生-擴展-貫通(或閉合)的過程和原生裂隙擴展-貫通-開展(或閉合)的過程以及形成彈射的過程。

當埋深極大且地應力極高時，開挖卸荷易誘發巖爆災害。巖爆孕育過程中若不積極減少巖體裂化發展，極易發生巖爆。無支護狀態下的圍巖發生巖爆時，一方面會對開挖空間彈射出速度極大的塊體。常規的錨桿如管縫式和螺紋鋼錨桿，常常無法應對巖爆的沖擊，在圍巖變形過程中，發生塑形變形乃至屈服破壞。另一方面，巖爆及爆破等振動會產生巨大的聲響及擾動，造成進一步的破壞，可能還會再次誘發巖爆。

耗能

發明內容

本發明提供一種調控巖爆孕育過程的吸波耗能支護方法，解決現有技術中無法主動耗散巖體積聚能量，支護可靠性不高，抗巖爆振動及擾動性能低下的技術問題。

為解決上述技術問題，本發明提供了一種調控巖爆孕育過程的吸波耗能支護方法，包括以下步驟：

在待支護巷道內確定巖爆傾向性區域，并鉆應力釋放孔；

在所述應力釋放孔內采用吸波耗能錨桿進行支護；

在巷道壁上設置柔性菱形網，通過吸波耗能錨桿的托盤與所述吸波耗能錨桿緊固在一起并壓緊在巷道壁上；

在所述柔性菱形網上涂覆混凝土層；

安裝完成后，通過所述吸波耗能錨桿施加預應力；

其中，所述吸波耗能錨桿包括：錨頭、吸波阻尼器、桿體、托盤以及緊固件；

所述吸波阻尼器連接在所述錨頭與所述桿體之間；

所述桿體相對所述錨頭軸向移動時，所述吸波阻尼器動作，抵抗所述桿體移動并做功使所述錨桿恢復初始狀態；

所述混凝土層內混有鋼纖維。

進一步地，所述吸波阻尼器包括：吸波彈簧、伸縮桿以及位于所述伸縮桿兩端的限位底座；

所述吸波彈簧套接在所述伸縮桿外，兩端抵靠在所述限位底座上；

所述限位底座分別與所述桿體以及所述錨頭固定相連。

進一步地，所述錨頭包括：螺紋桿身；

所述螺紋桿身與所述吸波阻尼器相連，另一端設置成扇形扁頭。

進一步地，所述待支護巷道上還開設常規支護孔并通過支護錨桿支護；

所述支護錨桿通過其托盤與所述柔性菱形網緊固相連，并將所述柔性菱形網壓緊在所述待支護巷道的巖壁上。

進一步地，所述柔性菱形網上設置加強雙筋條。

進一步地，采用巖體膠囊錨固劑進行支護；

所述巖體膠囊錨固劑包括：修補膠囊、注漿材料、水以及附加劑；

所述修補膠囊、注漿材料、水的配比為(0.01～0.15):0.5:1。

本申請實施例中提供的一個或多個技術方案，至少具有如下技術效果或優點：

本申請實施例中提供的調控巖爆孕育過程的吸波耗能支護方法，基于巖爆孕育過程調控思想，從巖爆孕育規律出發，采用綜合措施來預防巖爆災害；即，在施工開挖過程中鉆應力釋放孔，可主動地引導部分能量的釋放，能夠減小開挖后支護結構的應力集中；采用防巖爆的吸波耗能錨桿，通過吸收應力波抑制繼續裂化的趨勢，在巖爆孕育階段抑制拉剪等破壞，抑制巖體裂化發展，避免形成塊體，盡可能避免巖爆的發生，預防了巖爆；采用巖體膠囊錨固劑，錨固劑可粘結破碎巖體縫隙，減少巖體破碎程度。錨固劑含有修補膠囊，可修補錨固劑二次破裂，大大提升巖體結構強度，以一定程度上抑制延緩了巖爆的發生；鋼纖維混凝土層能夠一定程度上增強巖爆的能量門檻，一定程度上抑制延緩了巖爆的發生。

附圖說明

圖1為本發明實施例提供的巷道支護結構示意圖；

圖2為本發明實施例提供的柔性菱形網的結構示意圖；

圖3為本發明實施例提供的吸波耗能錨桿結構示意圖。

具體實施方式

本申請實施例通過提供一種調控巖爆孕育過程的吸波耗能支護方法，解決現有技術中抗裂化能力差，支護可靠性不高，抗巖爆振動及擾動性能低下的技術問題；達到了從巖爆孕育階段吸收消耗能量，抑制預防巖爆的技術效果。

為解決上述技術問題，本申請實施例提供技術方案的總體思路如下：