[发明专利]一种地下工程动力灾害的卸荷、锚固及缓冲调控方法

说明书

一种地下工程动力灾害的卸荷、锚固及缓冲调控方法，属于矿业和岩土工程安全防控技术领域。其特征在于：包括如下步骤：步骤a~b，开设卸压孔（4）及锚固孔（2）；步骤c，固定锚杆（3）；步骤d，填充膨胀材料；步骤e，安装调控系统；步骤f，对围岩（1）进行压力监测；步骤g，判断围岩（1）的压力值是否超出阈值，步骤h，通过调控螺母（12）向围岩（1）施加压力。在本地下工程动力灾害的卸荷、锚固及缓冲调控方法中，通过卸压孔耗散围岩能量，通过锚固孔进行端锚，并通过膨胀材料实现减震缓冲。在测力传感器的监测下，通过驱动机构驱动调控螺母转动实现对卸荷破碎区围岩预压力的调节，可有效避免动力灾害的发生。

技术领域

一种地下工程动力灾害的卸荷、锚固及缓冲调控方法，属于矿业和岩土工程安全防控技术领域。

背景技术

地下工程围岩存在片帮、顶板冒落、突水及岩爆动力灾害等危险，不仅造成支护失效，影响工程进度，甚至产生地震，对工作人员和设备构成了直接威胁。随着地下空间开发和开采深度的不断增加，地压力越来越高，岩爆等动力灾害的频度和强度均明显增加，工程灾害日益严重，安全问题亟待解决，已是深部工程安全施工和工程防灾减灾急待解决的关键难题，成为我国未来深部地下工程的一大技术瓶颈问题，因此，需深入开展地下工程围岩尤其动力灾害围岩的防控技术研究。施工压力释放孔和注水是常用的局部解危技术，但动力防控效果十分有限，锚杆支护是常用的围岩控制技术，但用于动力灾害防控仍存在很多问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种通过卸压孔耗散围岩能量，通过锚固孔进行端锚，持续耗散围岩能量并减震缓冲。在测力传感器的监测下，通过驱动机构驱动调控螺母转动实现对卸荷破碎区围岩预压力的调节，可有效避免动力灾害发生的地下工程动力灾害的卸荷、锚固及缓冲调控方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该地下工程动力灾害的卸荷、锚固及缓冲调控方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤a，在围岩处进行钻孔作业形成若干卸压孔，并对卸压孔进行清孔；

步骤b，在卸压孔的尽头处，沿卸压孔的轴向向内继续开孔，形成直径小于卸压孔的锚固孔，并对锚固孔进行清孔；

步骤c，向锚固孔内放入锚固剂，并将锚杆固定在锚固孔内；

步骤d，在将锚杆固定之后，向卸压孔内注入膨胀材料，使膨胀材料充满卸压孔；

步骤e，将锚固垫板、测力传感器以及驱动机构依次安装在锚杆外端，锚固垫板的直径大于卸压孔的孔径，并使锚固垫板紧贴在卸压孔的孔口处；

步骤f，由测力传感器对围岩的压力进行监测，并将检测到的压力数值送入驱动机构；

步骤g，驱动机构判断测力传感器检测到的围岩的压力值是否超出预设定的阈值，如果超出预设定的阈值，执行步骤h，如果未超出预设定的阈值，返回步骤f；

步骤h，驱动机构驱动调控螺母转动，通过锚杆使围岩压力释放。

优选的，所述的驱动机构包括微处理器、由微处理器控制的驱动电机以及与锚杆螺纹连接的调控螺母，所述测力传感器的输出端连接微处理器的输入端，驱动电机驱动调控螺母转动。

优选的，在所述测力传感器的外侧还设置有调控垫板，测力传感器为环形测力传感器，锚杆依次从锚固垫板、环形测力传感器、调控垫板以及调控螺母中穿过，在调控螺母外侧套装有传动套，驱动机构中的驱动电机与传动套连接。

优选的，所述卸压孔的孔径大于90mm，孔深大于1m；所述锚固孔的孔径大于32mm，孔深大于30cm。

优选的，在卸压孔的外侧还设置有外罩，外罩的端口固定在围岩的岩壁上，并将锚固垫板、环形测力传感器以及调控垫板罩设在其内，驱动电机的本体与外罩固定，驱动电机的输出轴固定在传动套的封闭端，并与传动套同轴固定。