[发明专利]一种高应力软岩巷道的支护方法

权利要求书

1.一种高应力软岩巷道的支护方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤一、在巷道开挖后，立即在巷道表面喷射钢纤维混凝土层，使巷道表面平整无坑洼部位；

步骤二、在混凝土层的表面安装力-电转化装置；

步骤三、力-电转化装置通过钢支撑紧紧固定于巷道壁上，使装置与巷道表面完全接触；依据巷道应力大小及力-电转化装置功率决定沿巷道掘进方向架设力-电转化装置的数目。

2.根据权利要求1所述的高应力软岩巷道的支护方法，其特征在于：沿巷道掘进方向每间隔1~2米架设安装一组力-电转化装置。

3.根据权利要求1所述的高应力软岩巷道的支护方法，其特征在于：力-电转化装置的具体安装过程为：在混凝土层的表面两帮位置各均匀钻取3个锚杆眼、顶板均匀钻取5个锚杆眼，架设钢支架并在钢支架上钻取对应位置的11个锚杆眼，将力-电转化装置放置在钢支撑与混凝土层锚杆眼之间的位置，安装锚杆并使锚杆依次穿过钢支撑锚杆眼、力-电转化装置预留锚杆眼、混凝土层锚杆眼，力-电转化装置被紧紧固定于巷道壁与钢支撑之间，使装置与巷道表面完全接触。

4.根据权利要求1所述的高应力软岩巷道的支护方法，其特征在于：所述的力-电转化装置为圆柱体结构，包括承压片、压力传送螺纹轴、基壳、中央转轴、轴承、滚轮转盘、滚轮式推杆、复位弹簧、介电弹性体薄膜发电板、矿用导线、防爆稳压二极管、矿用防爆LED灯；其中，所述力-电转化装置的中央转轴、轴承、滚轮转盘、滚轮式推杆、复位弹簧、介电弹性体薄膜发电板设置于基壳内部，承压片与喷射混凝土后的巷道围岩壁直接接触，所述承压片下部设置压力传送螺纹轴，所述压力传送螺纹轴通过中央转轴与基壳对接。

5.根据权利要求4所述的高应力软岩巷道的支护方法，其特征在于：所述承压片在围岩压力作用下，通过压力传送螺纹轴插入中央转轴中带动中央转轴旋转，所述中央转轴上设置多个滚轮转盘，每个滚轮转盘通过滚轮式推杆带动介电弹性体薄膜发电板进行拉伸-复位循环运功，利用介电弹性体薄膜材料的变形，从而实现力与电能的转换。

6.根据权利要求4所述的高应力软岩巷道的支护方法，其特征在于：所述压力传送螺纹轴自身固定在承压片下，同时在承压片和压力传送轴中央均设有贯通锚杆眼。

7.根据权利要求4所述的高应力软岩巷道的支护方法，其特征在于：所述中央转轴的上、下两端通过轴承焊接固定在基壳内部中央；

所述中央转轴外部设有多个滚轮转盘，内部设有贯通锚杆眼，锚杆眼内壁上设有螺纹；

所述压力传送螺纹轴的螺纹与中央转轴内部螺纹相匹配，压力传送螺纹轴高度与基座高度一致，两者贯通锚杆眼直径大小一致。

8.根据权利要求4所述的高应力软岩巷道的支护方法，其特征在于：所述滚轮转盘外轮廓上设有滚轮轨道；所述滚轮转盘与底座壁之间设有推杆支撑架；所述滚轮转盘与推杆支撑架之间的杆体上设有复位弹簧；

所述滚轮式推杆穿过支撑架上的通孔，一端固定有滚轮，滚轮与滚轮转盘接触，另一端固定有绝缘球，绝缘球与介电弹性体薄膜发电板接触；

所述介电弹性体薄膜发电板由多层介电弹性体薄膜叠加而成，形状为正方形，高度与基座高度一致，其左、右及下部通过插槽分别固定在底座壁和基座底上；所述介电弹性体薄膜发电板共设置四块，均匀插布在基座内部。

9.根据权利要求4所述的高应力软岩巷道的支护方法，其特征在于：所述防爆稳压二极管与所述矿用防爆LED灯环形安装在基壳外轮廓壁上；

所述矿用导线依次连接介电弹性体薄膜发电板、防爆稳压二极管和矿用防爆LED灯。

10.根据权利要求1所述的高应力软岩巷道的支护方法，其特征在于：所述钢支撑结构为U型钢支架或工字钢支架，钢支撑结构的左、右两侧各均匀设有三个锚杆孔，顶部均匀设有五个锚杆孔；

所述力-电转化装置沿巷道掘进方向架设安装组数为N组，N≥1；每个钢支撑结构上每个锚杆孔位置安装一个力-电转化装置，共安装11个，此为一组。