[發(fā)明專利]一種針對高沖擊地壓應(yīng)力下松軟巖石巷道圍巖的支護(hù)方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111030127.4
• 申請日: 2021-09-03
• 公開（公告）號(hào): CN113605927B
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李明遠(yuǎn);張延偉;王士奎;曹淑良;喬曉純;王滿;胡長嶺;張景玉;劉寶珠;劉建莊
• 申請（專利權(quán)）人: 淮北市平遠(yuǎn)軟巖支護(hù)工程技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): E21D11/00
• 分類號(hào): E21D11/00;E21D11/10
• 代理公司: 宿州智海知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 34145
• 代理人: 朱海琳

1.一種針對高沖擊地壓應(yīng)力下松軟巖石巷道圍巖的支護(hù)方法，其特征在于：包括以下步驟：

A：開挖出的深部巷道需做好完整可靠的第一層次支護(hù)后，在距離迎頭5m左右，軟巖巷道兩幫底角處各開挖出不小于600mm×600mm的泄壓槽，泄壓槽深入幫部不小于300mm，在泄壓槽內(nèi)布置震動(dòng)炮的炮眼，根據(jù)圍巖強(qiáng)度的差異，炮眼的眼距為800mm～1200mm，鉆鑿炮眼的垂直角度為5°～25°，水平角度為0°，炮眼的深度選擇為1800mm～2200mm，實(shí)際操作時(shí)炮眼中的裝藥量為200～300克，裝炮后對炮眼進(jìn)行封孔作業(yè)，炮泥封孔的總長度大于600mm；

B：完成A步驟后，通過放炮在炮眼底部炸出壺形腔，同時(shí)激活圍巖體內(nèi)裂隙，提高裂隙的空隙度，炮震激隙8個(gè)小時(shí)后，巷道周圍圍巖的應(yīng)力通過激隙拓展出的裂隙通道有序泄出，將產(chǎn)生的矸石進(jìn)行清理，把采用細(xì)骨料的混凝土通過炮眼注入壺形腔后，部分混凝土流入巖體的裂隙中，另一部分儲(chǔ)存在壺形腔內(nèi)；

C：完成B步驟后，將高壓氣體釋放機(jī)構(gòu)安裝在炮眼內(nèi)，啟動(dòng)高壓氣體釋放機(jī)構(gòu)，釋放出的氣體使壺形腔產(chǎn)生高壓沖擊波，混凝土受沖擊波的推動(dòng)，將泄壓槽內(nèi)的巖體進(jìn)一步的破碎和分離，同時(shí)高壓氣體將壺形腔內(nèi)的混凝土擠進(jìn)新產(chǎn)生的縫隙，使注入的漿液膠結(jié)的更加緊密，4小時(shí)后通過注漿錨桿向泄壓槽內(nèi)進(jìn)行注漿作業(yè)，漿液凝固后在泄壓槽內(nèi)形成石鞋，在巷道兩幫底角處構(gòu)成兩個(gè)“強(qiáng)結(jié)構(gòu)”；

D：完成C步驟后，在巷道的底板形成“強(qiáng)-弱-強(qiáng)”的支護(hù)結(jié)構(gòu)，有效地控制了巷道出現(xiàn)底臌，當(dāng)巷道的兩幫變形和頂板下沉速度穩(wěn)定以后，對巷道的兩幫和頂板進(jìn)行注漿加固，從提高巷道的圍巖支護(hù)強(qiáng)度和降低圍巖應(yīng)力兩個(gè)方面，實(shí)現(xiàn)巷道圍巖和錨注支護(hù)系統(tǒng)趨于平衡，松軟圍巖長期處于穩(wěn)定狀態(tài)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種針對高沖擊地壓應(yīng)力下松軟巖石巷道圍巖的支護(hù)方法，其特征在于：所述A步驟中的巷道在跨度較大、底鼓嚴(yán)重的狀態(tài)下，開挖出不小于800mm×800mm的泄壓槽，且在巷道的底板中部增開1～2道不小于600mm×800mm泄壓槽，所述巷道在底鼓嚴(yán)重的地段泄壓槽方向與底板成45°以上角度。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種針對高沖擊地壓應(yīng)力下松軟巖石巷道圍巖的支護(hù)方法，其特征在于：所述A步驟中的炮眼的眼口位置要低于巷道的底板100mm～200mm，所述巷道寬度較大和底鼓十分嚴(yán)重的區(qū)域鉆鑿的炮眼眼距為1000mm，震動(dòng)放炮每次施工的段距應(yīng)控制在10～20米范圍內(nèi)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種針對高沖擊地壓應(yīng)力下松軟巖石巷道圍巖的支護(hù)方法，其特征在于：所述高壓氣體釋放機(jī)構(gòu)包括外殼體、儲(chǔ)存盒和內(nèi)殼體，所述儲(chǔ)存盒和內(nèi)殼體位于外殼體的內(nèi)部，所述儲(chǔ)存盒位于內(nèi)殼體的上端面，所述內(nèi)殼體的內(nèi)側(cè)設(shè)置有泄壓球，所述泄壓球的直徑與內(nèi)殼體的內(nèi)徑相同，所述儲(chǔ)存盒的底部連接固定有復(fù)位彈簧，若干個(gè)所述復(fù)位彈簧的下端均與泄壓球的頂部連接，所述泄壓球的軸心處設(shè)有開口，所述外殼體和內(nèi)殼體的下部均開設(shè)有通孔，所述內(nèi)殼體上開設(shè)的通孔直徑大于外殼體上開設(shè)的通孔直徑，每個(gè)所述通孔的內(nèi)部均放置有固定釘，所述固定釘?shù)奈膊恐睆酱笥谕鈿んw上通孔的直徑而小于內(nèi)殼體上通孔的直徑，所述外殼體的外側(cè)的底部開設(shè)有空腔，所述空腔的內(nèi)部放置有橡膠膜，所述橡膠膜的邊沿與空腔連接，所述內(nèi)殼體的內(nèi)側(cè)的底部安裝有限位塊用于防止泄壓球滑出內(nèi)殼體，所述泄壓球工作時(shí)在內(nèi)殼體中滑動(dòng)，所述泄壓球的外側(cè)覆蓋有一層磁性材料。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種針對高沖擊地壓應(yīng)力下松軟巖石巷道圍巖的支護(hù)方法，其特征在于：所述儲(chǔ)存盒的內(nèi)壁的頂部安裝有加熱器，所述加熱器的下端連接有高導(dǎo)熱棒，所述儲(chǔ)存盒的內(nèi)部存放有液態(tài)二氧化碳，所述儲(chǔ)存盒的底部安裝有泄壓閥。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種針對高沖擊地壓應(yīng)力下松軟巖石巷道圍巖的支護(hù)方法，其特征在于：所述高壓氣體釋放機(jī)構(gòu)的外側(cè)安裝有支撐架，所述支撐架根據(jù)高壓氣體釋放機(jī)構(gòu)的放置角度進(jìn)行調(diào)節(jié)用于避免高壓氣體釋放機(jī)構(gòu)掉入炮眼中。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種針對高沖擊地壓應(yīng)力下松軟巖石巷道圍巖的支護(hù)方法，其特征在于：所述高壓氣體釋放機(jī)構(gòu)的使用步驟如下：

1）：將高壓氣體釋放機(jī)構(gòu)放入炮眼內(nèi)，根據(jù)炮眼的角度調(diào)整支撐架將高壓氣體釋放機(jī)構(gòu)放置完成，啟動(dòng)高壓氣體釋放機(jī)構(gòu)中的加熱器，高導(dǎo)熱棒迅速升溫，液態(tài)二氧化碳迅速氣化沖出儲(chǔ)存盒，泄壓球受高壓氣體沖擊向下滑動(dòng)，直到被限位塊擋住，同時(shí)復(fù)位彈簧拉伸，高壓氣體從泄壓球的開口瀉出；

2）：通孔內(nèi)的固定釘同樣受到高壓氣體的沖擊，固定釘?shù)募舛吮粩D出外殼體，與炮眼內(nèi)的巖體固定，防止高壓氣體釋放機(jī)構(gòu)由于高壓氣體的反作用力被沖出炮眼，且高壓氣體的沖擊力越大，固定釘與炮眼內(nèi)的巖體固定的就越牢固；

3）：從泄壓球沖出的高壓氣體有一部分通過高壓氣體釋放機(jī)構(gòu)與炮眼間的空隙，高壓氣體通過此處的速度很快，空氣張力會(huì)使空腔內(nèi)的橡膠膜扯出，直到橡膠膜將高壓氣體釋放機(jī)構(gòu)與炮眼間的空隙填充完畢，避免高壓氣體的浪費(fèi)；

4）：高壓氣體釋放完畢后，氣體對泄壓球的沖擊力無法抵擋復(fù)位彈簧的拉力，泄壓球復(fù)位的過程中經(jīng)過固定釘，泄壓球外側(cè)的一層磁性材料將固定釘吸回通孔內(nèi)，便于將高壓氣體釋放機(jī)構(gòu)收回，進(jìn)行重復(fù)使用。