[發(fā)明專利]一種降低深部巖體應(yīng)力集中的致裂裝置

有效

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• 申請日: 2017-03-24
• 公開（公告）號: CN106812527B
• 公開（公告）日: 2023-05-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李震;余永強;張宇;張亮亮;姚家李
• 申請（專利權(quán)）人: 河南理工大學
• 主分類號: E21C37/04
• 分類號: E21C37/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明涉及工程巖體高應(yīng)力卸壓裝置，更具體涉及可降低深部巖體應(yīng)力集中的致裂裝置，屬于巖土工程技術(shù)領(lǐng)域。該裝置由頂進鉆頭、限位環(huán)、第一傳動管、第二傳動管、第三傳動管、第一外擴桿、致裂鉆頭、第二外擴桿、第一推拉桿、第二推拉桿、第一密封圈、第二密封圈組成，本發(fā)明的降低深部巖體應(yīng)力集中的致裂裝置解決了深埋長大巷道中由于大埋深和擾動作用導(dǎo)致的應(yīng)力集中的難題，降低深部巖體應(yīng)力集中的致裂裝置結(jié)構(gòu)科學合理，使用方便，實用性強，可重復(fù)使用，可普遍用于深埋長大巷道應(yīng)力集中區(qū)的卸壓和圍巖穩(wěn)定性控制。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及工程巖體高應(yīng)力卸壓裝置，更具體涉及可降低深部巖體應(yīng)力集中的致裂裝置，屬于巖土工程技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

近年來，已經(jīng)并將繼續(xù)出現(xiàn)大量復(fù)雜地質(zhì)條件下的深埋長大巷(隧)道工程，這些工程的顯著特點是高地應(yīng)力現(xiàn)象顯現(xiàn)，高地溫，高巖溶水壓，突水災(zāi)害更為嚴重。在深埋高應(yīng)力條件下，軟巖工程出現(xiàn)巖體的非線性大變形現(xiàn)象，硬巖工程巖體發(fā)生沖擊地壓、巖爆等非線性動力學現(xiàn)象。因此，基于工程安全性考慮，亟需解決深埋工程穩(wěn)定性控制問題。

工程穩(wěn)定性控制應(yīng)針對誘發(fā)因素，揭示產(chǎn)生的機理和提出解決的措施。以煤礦沖擊地壓為例，引起沖擊地壓發(fā)生的因素主要可以歸納為3個方面：①煤巖沖擊傾向特性，即煤巖固有的沖擊破壞的性質(zhì)和能力，是沖擊地壓發(fā)生的內(nèi)在因素；②煤巖體結(jié)構(gòu)特性，指煤層在形成過程中的軟弱夾層、斷層或褶皺等地質(zhì)構(gòu)造，一般無法量化和人為改變，亦屬內(nèi)在因素；③煤巖體所受應(yīng)力，是影響沖擊地壓是否發(fā)生的關(guān)鍵因素。無論是哪種類型的沖擊地壓現(xiàn)象，均是應(yīng)力作用導(dǎo)致煤巖體突然破壞的結(jié)果。具有沖擊傾向性的煤巖體，受構(gòu)造應(yīng)力的影響內(nèi)部積聚了一定的原始應(yīng)力，煤層開采引起采場應(yīng)力的重新分布并在局部形成高應(yīng)力集中，此時處于非穩(wěn)定動態(tài)平衡狀態(tài)的煤巖體在外界擾動應(yīng)力的作用下就會誘發(fā)沖擊地壓的發(fā)生。對于沖擊地壓問題，煤巖沖擊傾向特性和煤巖體結(jié)構(gòu)特性均屬于內(nèi)在因素，不易改變由此可見，沖擊地壓問題實質(zhì)上就是煤巖體的應(yīng)力問題，控制沖擊地壓災(zāi)害的發(fā)生，實質(zhì)上就是改變煤巖體的應(yīng)力狀態(tài)或控制高應(yīng)力區(qū)和應(yīng)力集中的出現(xiàn)，以保證煤巖體不足以發(fā)生失穩(wěn)破壞或非穩(wěn)定破壞。

綜上所述，深埋長大巷(隧)道存在由于高應(yīng)力誘發(fā)的非線性大變形、沖擊地壓或巖爆等工程問題，研發(fā)一種可降低深部巖體應(yīng)力集中的致裂裝置，改變圍巖體高應(yīng)力區(qū)分布，可為深埋工程穩(wěn)定性控制問題提供重要的技術(shù)支撐。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是在于提供一種使用方便，實用性強，可重復(fù)使用的可降低深部巖體應(yīng)力集中的致裂裝置。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)措施：