[發明專利]一種柔性抗沖擊支護方法及裝置

在審

• 申請號: 201710361382.4
• 申請日: 2017-05-19
• 公開（公告）號: CN107100652A
• 公開（公告）日: 2017-08-29
• 發明（設計）人: 郭東明;劉康
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學（北京）
• 主分類號: E21D11/18
• 分類號: E21D11/18;E21D11/05
• 代理公司: 北京市廣友專利事務所有限責任公司11237
• 代理人: 祁獻民

技術領域

本發明涉及工程施工支護領域，尤其涉及一種柔性抗沖擊支護方法及裝置。

背景技術

目前，在煤礦巷道、邊坡、隧道等工程施工中，普遍采用金屬支架或錨桿等支護裝置進行剛性支護，其主要利用本身結構的剛度和強度來加固圍巖，防止地層壓力對圍巖的破壞。

但是，支護體作為一種剛性支護，圍巖變形時擠壓破壞的應力全部作用在支護體上，當有地層沖擊壓過大時，超過支護體本身的結構剛度和強度，支護體僅僅靠硬性支撐抵御沖擊壓力，很容易造成自身的破壞；所以支護裝置需要具有一定的伸縮性，允許圍巖產生一定的變形，這樣當圍巖受到地層沖擊壓力時，圍巖受到應力就會部分釋放和重新分布，形成一個塑性變形區，集中地彈性應力轉移到圍巖深處，從而作用在支護體上的壓力就會減少，有效地抵御地層沖擊壓的破壞，保證了支護裝置發揮其積極有效的支護作用。

發明內容

有鑒于此，本發明實施例提供一種柔性抗沖擊支護方法及裝置，能夠抵御地層沖擊壓力，從而對圍巖起到積極有效的支護作用。

本發明實施例一種柔性抗沖擊支護方法，包括：

在巷道內支設剛性支架；

在所述剛性支架上鋪設彈性層；

所述彈性層鋪設完成后，當圍巖遭受沖擊地壓時，所述彈性層通過自身的破壞主動對圍巖進行至少一次讓壓；

通過讓壓，主動釋放一部分作用于剛性支架上的壓力，使所述剛性支架的承載力與剩余的沖擊地壓最終達到動態平衡。

可選地，所述在巷道內支設剛性支架包括：

每隔一段距離支設一組支架；

在兩兩相鄰的一組支架之間架設橫梁。

可選地，所述在所述剛性支架上鋪設彈性層包括：

在所述剛性支架上和/或橫梁上預先設置限位柱；

在所述彈性層上設置與所述限位柱匹配的限位孔；

通過所述限位柱與所述限位孔配合，將所述彈性層鋪設在所述剛性支架及所述橫梁上。

可選地，所述將所述彈性層鋪設在所述剛性支架及所述橫梁上包括：

預制彈性囊墊；

在所述彈性囊墊內設置密封氣囊；

在所述密封氣囊上設置進氣口；

將所述彈性囊墊鋪設到所述剛性支架及所述橫梁上；

通過所述進氣口向所述密封氣囊內充氣。

可選地，所述在所述彈性囊墊內設置密封氣囊包括：

在所述彈性囊墊內至少設置上、下兩層密封氣囊；

在所述上層密封氣囊上設置第一泄壓閥；

在所述下層密封氣囊上設置第二泄壓閥；

將所述第一泄壓閥的臨界開啟壓力設置為低于第二泄壓閥臨界開啟壓力；

在所述上層密封氣囊與下層密封氣囊之間設置隔離網。

可選地，將所述彈性囊墊鋪設到所述剛性支架及所述橫梁上包括：

在所述上層密封氣囊頂部鋪設防護板；

在所述防護板位于上層密封氣囊的表面設置所述限位柱；

在所述上、下層密封氣囊上設置孔結構；

在所述孔結構內放置壓縮彈簧；

將所述壓縮彈簧兩端固定在所述剛性支架和/或橫梁及防護板上的限位上。

可選地，所述彈性層鋪設完成后，當圍巖遭受沖擊地壓時，所述彈性層通過自身的破壞主動對圍巖進行至少一次讓壓；通過讓壓，主動釋放一部分作用于剛性支架上的壓力，使所述剛性支架的承載力與剩余的沖擊地壓最終達到動態平衡包括：

當出現沖擊地壓時，沖擊地壓達到所述上層密封氣囊上的第一泄壓閥的臨界開啟壓力值時，所述第一泄壓閥閥門打開，所述上層密封氣囊通過所述泄壓閥泄壓；

同時，在所述上層密封氣囊通過所述泄壓閥泄壓的過程中，所述沖擊壓力一部分被緩沖并釋放到圍巖中重新分布，所述作用于所述支架上的壓力相應減少；

在上層密封氣囊泄壓過程中，當作用所述支架上的壓力達到第二泄壓閥的臨界開啟壓力時，所述下層密封氣囊也開始泄壓；

在上層密封氣囊完全泄壓后，所述下層密封氣囊的泄壓還在進行中；

通過所述下層密封氣囊的泄壓再緩沖一部分沖擊壓力，將緩沖的壓力也釋放到圍巖周圍重新分布，進一步減輕作用與所述支架上的壓力；

通過所述彈性層至少兩次主動讓壓，使緩沖后的沖擊地壓與所述剛性支架的承載力達到動態平衡。