[發(fā)明專利]一種沖擊地壓防治方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011573213.5
• 申請日: 2020-12-25
• 公開（公告）號: CN112664227B
• 公開（公告）日: 2023-05-05
• 發(fā)明（設計）人: 王雁冰;陳劍雷;潘長春;張航;張瑤瑤;王寶珠
• 申請（專利權）人: 中國礦業(yè)大學（北京）;安徽理工大學
• 主分類號: E21D11/00
• 分類號: E21D11/00;E21F17/00
• 代理公司: 北京科衡知識產權代理有限公司 11928
• 代理人: 王淑靜

1.一種沖擊地壓防治方法，其特征在于，包括：

將超聲波發(fā)射器專用放置裝置支設于巷道內；

將超聲波發(fā)射器放置在專用放置裝置上，并通過超聲波換能器與巷道內壁契合；

通過超聲波發(fā)射器產生高頻交流電信號，從而驅動超聲波換能器產生超聲波；

使超聲波在抵達目標巖石時與該巖石的共振頻率一致；

利用激勵，即作用于目標巖石的波的頻率與目標巖石的共振頻率一致，引發(fā)該巖石發(fā)生共振現(xiàn)象；

通過持續(xù)目標巖石的共振現(xiàn)象，使目標巖石承受循環(huán)載荷；其中，所述循環(huán)載荷是指使結構或結構構件在正反兩個方向重復加載和卸載的過程，即上述內部微觀層次上發(fā)生的劇烈位移，使目標巖石受到損傷；

利用循環(huán)荷載的不斷作用，使目標巖石在疲勞累積損傷下發(fā)生破碎，形成含有大量裂隙的碎裂巖石圈；

利用在巷道周邊形成的所述破碎巖石圈緩沖與吸收沖擊地壓傳遞的部分能量；

使超聲波在抵達目標巖石時與該巖石的共振頻率一致包括：

通過超深鉆探探測出地層的巖性；

將所取得地層的巖性的相關參數(shù)傳送到計算機的數(shù)值模擬軟件中，基于所述巖性的相關參數(shù)，構建地層的數(shù)值模型，通過數(shù)值模擬的方法分析出波在地層中的傳導和遞減規(guī)律，由此反演出波在現(xiàn)場地層中的傳導和遞減規(guī)律；

根據(jù)地層的巖性以及得到的波的傳導和遞減規(guī)律，在數(shù)值模擬軟件中，依次向地層中發(fā)射不同頻率的波，所述不同頻率的波包括高頻波和低頻波，由此得到一個特定頻率的波，當其經過衰減抵達目標巖石時的頻率剛好為該巖石的共振頻率的波，此特定頻率即為超聲波的初始頻率；

將高頻波占比較高，低頻波占比較低的超聲波輸入巖石；

利用波在巖石中繼續(xù)傳播時高頻波比低頻波遞減的快的特性，使其在抵達目標巖石時低頻波占據(jù)主導地位；其中，占據(jù)主導地位的低頻波中包含與巖石發(fā)生共振所需頻率的第一低頻波。

2.根據(jù)權利要求1所述的沖擊地壓防治方法，其特征在于，所述通過持續(xù)目標巖石的共振現(xiàn)象，使目標巖石承受循環(huán)載荷包括：

通過累計不斷的發(fā)射超聲波，持續(xù)目標巖石的共振現(xiàn)象；

持續(xù)一個固定時間后，使用地質雷達探測破碎帶的產生，直至目標巖石的破碎滿足要求，停止發(fā)射超聲波。

3.根據(jù)權利要求1所述的沖擊地壓防治方法，其特征在于，通過超深鉆探探測出地層的巖性包括：

通過超深鉆探探取長度深于目標巖石所處位置的巖樣；

測試巖樣的物理力學性質及其中結構面的產狀；

同時通過使用固有頻率測試儀對巖樣進行測試，得出目標巖石的固有頻率即共振頻率。

4.根據(jù)權利要求2或3所述的沖擊地壓防治方法，其特征在于，持續(xù)一個固定時間后，使用地質雷達探測破碎帶的產生，直至目標巖石的破碎滿足要求，停止發(fā)射超聲波包括：

取出超深鉆探探取的完整巖樣，對目標巖石施加其共振頻率使該巖石破碎；

記錄目標巖石在其共振頻率下破碎的時間；

在巷道內使用地質雷達檢測巷道外目標巖石的破碎情況；

當?shù)刭|雷達檢測到破碎帶形成情況良好后，停止發(fā)射超聲波。

5.根據(jù)權利要求1所述的沖擊地壓防治方法，其特征在于，將超聲波發(fā)射器放置在專用放置裝置上，并通過超聲波換能器與巷道內壁契合包括：

在超聲波發(fā)射器專用放置裝置上沿巷道截面呈田字布置4臺超聲波發(fā)射器，在超聲波發(fā)射器專用放置裝置頂端沿中心線布置一臺超聲波發(fā)射器；

超聲波發(fā)射器與超聲波換能器朝向巷道內壁電連接；

超聲波換能器用超聲波設備專用粘接劑與巷道內壁相連。