[发明专利]一种调控岩爆孕育过程的吸波耗能支护方法

说明书

技术领域

本发明涉及巷道支护技术领域，特别涉及一种调控岩爆孕育过程的吸波耗能支护方法。

背景技术

常规支护方式在顶板采用树脂锚杆，在两帮使用常规锚杆及锚索与焊接网一起形成刚性支护。但这种刚性支护方式往往在动载荷条件下就会失效，最终岩爆对硐室和支护系统形成冲击破坏。

岩爆孕育过程指的是在高应力作用下或深部岩体开挖卸荷诱发岩体开裂到岩块(岩片)弹射出来的过程。其过程中岩体经历了新生裂纹萌生-扩展-贯通(或闭合)的过程和原生裂隙扩展-贯通-开展(或闭合)的过程以及形成弹射的过程。

当埋深极大且地应力极高时，开挖卸荷易诱发岩爆灾害。岩爆孕育过程中若不积极减少岩体裂化发展，极易发生岩爆。无支护状态下的围岩发生岩爆时，一方面会对开挖空间弹射出速度极大的块体。常规的锚杆如管缝式和螺纹钢锚杆，常常无法应对岩爆的冲击，在围岩变形过程中，发生塑形变形乃至屈服破坏。另一方面，岩爆及爆破等振动会产生巨大的声响及扰动，造成进一步的破坏，可能还会再次诱发岩爆。

耗能

发明内容

本发明提供一种调控岩爆孕育过程的吸波耗能支护方法，解决现有技术中无法主动耗散岩体积聚能量，支护可靠性不高，抗岩爆振动及扰动性能低下的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种调控岩爆孕育过程的吸波耗能支护方法，包括以下步骤：

在待支护巷道内确定岩爆倾向性区域，并钻应力释放孔；

在所述应力释放孔内采用吸波耗能锚杆进行支护；

在巷道壁上设置柔性菱形网，通过吸波耗能锚杆的托盘与所述吸波耗能锚杆紧固在一起并压紧在巷道壁上；

在所述柔性菱形网上涂覆混凝土层；

安装完成后，通过所述吸波耗能锚杆施加预应力；

其中，所述吸波耗能锚杆包括：锚头、吸波阻尼器、杆体、托盘以及紧固件；

所述吸波阻尼器连接在所述锚头与所述杆体之间；

所述杆体相对所述锚头轴向移动时，所述吸波阻尼器动作，抵抗所述杆体移动并做功使所述锚杆恢复初始状态；

所述混凝土层内混有钢纤维。

进一步地，所述吸波阻尼器包括：吸波弹簧、伸缩杆以及位于所述伸缩杆两端的限位底座；

所述吸波弹簧套接在所述伸缩杆外，两端抵靠在所述限位底座上；

所述限位底座分别与所述杆体以及所述锚头固定相连。

进一步地，所述锚头包括：螺纹杆身；

所述螺纹杆身与所述吸波阻尼器相连，另一端设置成扇形扁头。

进一步地，所述待支护巷道上还开设常规支护孔并通过支护锚杆支护；

所述支护锚杆通过其托盘与所述柔性菱形网紧固相连，并将所述柔性菱形网压紧在所述待支护巷道的岩壁上。

进一步地，所述柔性菱形网上设置加强双筋条。

进一步地，采用岩体胶囊锚固剂进行支护；

所述岩体胶囊锚固剂包括：修补胶囊、注浆材料、水以及附加剂；

所述修补胶囊、注浆材料、水的配比为(0.01～0.15):0.5:1。

本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本申请实施例中提供的调控岩爆孕育过程的吸波耗能支护方法，基于岩爆孕育过程调控思想，从岩爆孕育规律出发，采用综合措施来预防岩爆灾害；即，在施工开挖过程中钻应力释放孔，可主动地引导部分能量的释放，能够减小开挖后支护结构的应力集中；采用防岩爆的吸波耗能锚杆，通过吸收应力波抑制继续裂化的趋势，在岩爆孕育阶段抑制拉剪等破坏，抑制岩体裂化发展，避免形成块体，尽可能避免岩爆的发生，预防了岩爆；采用岩体胶囊锚固剂，锚固剂可粘结破碎岩体缝隙，减少岩体破碎程度。锚固剂含有修补胶囊，可修补锚固剂二次破裂，大大提升岩体结构强度，以一定程度上抑制延缓了岩爆的发生；钢纤维混凝土层能够一定程度上增强岩爆的能量门槛，一定程度上抑制延缓了岩爆的发生。

附图说明

图1为本发明实施例提供的巷道支护结构示意图；

图2为本发明实施例提供的柔性菱形网的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的吸波耗能锚杆结构示意图。

具体实施方式

本申请实施例通过提供一种调控岩爆孕育过程的吸波耗能支护方法，解决现有技术中抗裂化能力差，支护可靠性不高，抗岩爆振动及扰动性能低下的技术问题；达到了从岩爆孕育阶段吸收消耗能量，抑制预防岩爆的技术效果。

为解决上述技术问题，本申请实施例提供技术方案的总体思路如下：