[發(fā)明專利]沖擊地壓巷道底板緩沖減震結(jié)構(gòu)及其布置方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010930104.8
• 申請(qǐng)日: 2020-09-07
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112049659B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-08-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳擁政;褚曉威;吳志剛;付玉凱;陳金宇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天地科技股份有限公司
• 主分類號(hào): E21D11/00
• 分類號(hào): E21D11/00;E21F15/00;E02D31/08
• 代理公司: 北京路浩知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 周琦

本發(fā)明實(shí)施例提供了沖擊地壓巷道底板緩沖減震結(jié)構(gòu)及其布置方法。沖擊地壓巷道底板緩沖減震結(jié)構(gòu)包括依次疊置的上承載層、中間填充層和下平層。其中，所述中間填充層由高剛度凸型平滑顆粒、低摩擦滑動(dòng)性顆粒和可變形破壞吸能顆粒三者混合構(gòu)成。該結(jié)構(gòu)在靜載狀態(tài)下不易發(fā)生變形和破壞，受到底板沖擊載荷作用時(shí)中間填充層能發(fā)生快速滑移錯(cuò)動(dòng)和壓縮變形、吸收消耗部分能量，且能夠起到軟弱夾層衰減沖擊波的作用，因此可以大大降低沖擊速度和沖擊性能量在底板表面的釋放，避免了巷道對(duì)底板造成沖擊性破壞。同時(shí)，與現(xiàn)有的單獨(dú)支護(hù)加固措施相比較，工藝簡(jiǎn)單，便于操作。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及礦山開(kāi)采技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種沖擊地壓巷道底板緩沖減震結(jié)構(gòu)及其布置方法。

背景技術(shù)

沖擊地壓是煤礦開(kāi)采中遇到的重大動(dòng)力災(zāi)害，是礦山井巷和采場(chǎng)周圍煤巖體由于變形能的釋放而產(chǎn)生的以突然、急劇、猛烈的破壞為特征的動(dòng)力現(xiàn)象。簡(jiǎn)單的講，沖擊地壓就是煤巖體的突然破壞現(xiàn)象。我國(guó)煤炭資源豐富，但淺部地質(zhì)賦存的優(yōu)越煤炭資源日益枯竭，逐漸轉(zhuǎn)入深部開(kāi)采是煤炭行業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。隨著開(kāi)采深度增加，沖擊地壓災(zāi)害頻繁發(fā)生，給煤礦生產(chǎn)安全帶來(lái)嚴(yán)重威脅。

沖擊地壓災(zāi)害對(duì)巷道的破壞巨大，其中對(duì)巷道底板沖擊破壞所占的比例最高。同時(shí)，由于一般巷道底板很少或不采取支護(hù)和加固措施，巷道底板成為沖擊顯現(xiàn)的最佳突破口，其變形和破壞也是最嚴(yán)重的。

目前巷道底板沖擊地壓的防治主要方法是進(jìn)行底板爆破、開(kāi)槽和打設(shè)大直徑鉆孔等；對(duì)底板的支護(hù)和加固方法主要有O型棚支護(hù)、反底拱、錨桿錨索支護(hù)和注漿加固等。但當(dāng)沖擊地壓災(zāi)害發(fā)生后，巷道底板的被動(dòng)防護(hù)顯得尤為重要，僅僅依靠支護(hù)或加固無(wú)法解決巷道底板受到?jīng)_擊嚴(yán)重的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實(shí)施例提供一種沖擊地壓巷道底板緩沖減震結(jié)構(gòu)及其布置方法，借鑒隔震技術(shù)理念，基于滑動(dòng)、壓縮變形或破壞耗能的原理，使巷道底板能夠抵御或緩解地壓沖擊造成的破壞。

根據(jù)本發(fā)明第一方面的實(shí)施例，提供了一種沖擊地壓巷道底板緩沖減震結(jié)構(gòu)，包括依次疊置的上承載層、中間填充層和下平層，其中，所述中間填充層由高剛度凸型平滑顆粒、低摩擦滑動(dòng)性顆粒和可變形破壞吸能顆粒三者混合構(gòu)成。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述上承載層為金屬板或混凝土板并且厚度為10-50mm，所述下平層為金屬板、混凝土板或橡膠墊并且厚度為5-30mm。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述高剛度凸型平滑顆粒為礫石、卵石、鋼球或彈珠，所述低摩擦滑動(dòng)性顆粒為沙子或塑料顆粒，所述可變形破壞吸能顆粒為橡膠顆粒、陶粒或高分子脂類聚合物顆粒。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述高剛度凸型平滑顆粒的顆粒直徑為20-80mm，所述低摩擦滑動(dòng)性顆粒的顆粒直徑為0.5-8mm，所述可變形破壞吸能顆粒的顆粒直徑為1-20mm。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述高剛度凸型平滑顆粒、所述低摩擦滑動(dòng)性顆粒和所述可變形破壞吸能顆粒的體積比在1:1.5:1.5-1:2.5:2.5之間。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述中間填充層和所述下平層的寬度相同，所述上承載層的寬度尺寸比所述中間填充層和所述下平層的寬度尺寸大。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述上承載層和所述下平層均為平面結(jié)構(gòu)。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述中間填充層的厚度為100-600mm。

根據(jù)本發(fā)明第二方面的實(shí)施例，提供了一種沖擊地壓巷道底板緩沖減震結(jié)構(gòu)的布置方法，包括:

對(duì)巷道掘進(jìn)情況進(jìn)行判斷；

若判斷巷道處于掘進(jìn)階段，則進(jìn)行巷道開(kāi)挖并根據(jù)沖擊地壓巷道底板緩沖減震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)位置進(jìn)行底板超挖，然后按照下平層、中間填充層、上承載層的順序自下而上進(jìn)行沖擊地壓巷道底板緩沖減震結(jié)構(gòu)的鋪設(shè)，并且在上承載層以上按照巷道設(shè)計(jì)斷面要求進(jìn)行回填；