[发明专利]装配式巷道加固支护结构

说明书

本发明涉及岩土工程技术领域，公开一种装配式巷道加固支护结构，包括贴合巷道顶壁设置的多个竖向吸能单元和设置在巷道两侧的支撑柱，还包括在相邻竖向吸能单元之间、竖向吸能单元和支撑柱之间起柔性连接作用的横向缓冲单元；竖向吸能单元内置弹性部件用于消耗冲击地压产生的能量。对支护结构进行单元体设计，采用模数化思路，将支护结构由竖向吸能单元、横向缓冲单元和支撑柱三者联合组成，三者均可在工厂预制加工完成，便于施工作业，有效地提高工作效率，降低生产成本，且组合好的竖向吸能单元、和横向缓冲单元沿巷道内壁贴合布置，形成稳定的整体，最后再与支撑柱相连接，将荷载传递于地面，实现稳定加固效果。

技术领域

本发明涉及岩土工程技术领域，具体地，涉及一种尤其适用于岩爆多发区域的装配式巷道加固支护结构。

背景技术

由于深部岩体应力场的复杂性，深井矿巷道首先面临的是岩爆灾害，使得已有巷道面临塌落等安全隐患。随着开采深度的增加，岩爆发生的频率也明显增加，并且在深部条件下，高应力岩爆型岩体破坏具有剧烈的冲击破坏特征，破坏过程往往是突发的。

目前常用的巷道支护方式是利用锚杆或者锚索并结合支护顶板对巷道进行支护，这种支护方式要求锚杆和锚索与支护顶板以及巷帮板成为一个整体，对岩壁或者岩壁的脱落提供支护力。但是在产生冲击地压时，这种支护结构容易发生不可恢复的破坏，导致支护板无法提供原有的支护力并且还会出现断裂等问题，这是由于支护板以及锚杆支护方式几乎全部采用刚性连接，长期使用无法根据岩层的沉积等现象进行自我纠正，无法保证受力的均匀性，无法减少受力集中。

发明内容

本发明解决的技术问题在于克服现有技术的缺陷，提供一种可有效降低冲击地压对巷道破坏程度的装配式巷道加固支护结构。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种装配式巷道加固支护结构，包括贴合巷道顶壁设置的多个竖向吸能单元和设置在巷道两侧的支撑柱，还包括在相邻竖向吸能单元之间、竖向吸能单元和支撑柱之间起柔性连接作用的横向缓冲单元；竖向吸能单元内置弹性部件用于消耗冲击地压产生的能量。

进一步地，竖向吸能单元包括自巷道顶壁开始依次设置的固定层、消耗层和加固层，固定层和消耗层之间、消耗层和加固层之间还分别设有上传导层和下传导层，上传导层对冲击地压产生的能量进行传递，下传导层用于承载竖向吸能单元的重量，固定层包括用于将竖向吸能单元锚固至巷道顶壁的锚杆和锚索，弹性部件设置在消耗层内，加固层包括将竖向吸能单元连接成整体的连接件，通过调节连接件的松紧度可使加固层发生位移变化。

更进一步地，传导层为高强度钢板层。

更进一步地，消耗层包括两块将弹性部件夹设在中间形成三明治结构的缓冲板。

再进一步地，缓冲板由垫板和泡沫金属板贴合组成，垫板贴合传导层布置。

还进一步地，弹性部件为弹簧。

进一步地，横向缓冲单元包括弹性缓冲件及设置在弹性缓冲件两端的连接层，横向缓冲单元通过连接层分别与竖向吸能单元侧壁及支撑柱相接。

更进一步地，横向缓冲单元还包括设于两个连接层之间的高强连杆。

再进一步地，弹性缓冲件为缓冲弹簧，高强连杆为位于缓冲弹簧中心。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1)对支护结构进行单元体设计，采用模数化思路，将支护结构由竖向吸能单元、横向缓冲单元和支撑柱三者联合组成，三者均可在工厂预制加工完成，便于施工作业，有效地提高工作效率，降低生产成本，且组合好的竖向吸能单元、和横向缓冲单元沿巷道内壁贴合布置，形成稳定的整体，最后再与支撑柱相连接，将荷载传递于地面，实现稳定支护效果；