一种柔性抗冲击支护方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施例公开一种柔性抗冲击支护方法及装置，涉及工程施工支护领域，能抵御地层冲击压力，对围岩起到积极有效的支护作用。所述方法包括：在巷道内支设刚性支架；在所述刚性支架上铺设弹性层；所述弹性层铺设完成后，当围岩遭受冲击地压时，所述弹性层通过自身的破坏主动对围岩进行至少一次让压；通过让压，主动释放一部分作用于刚性支架上的压力，使所述刚性支架的承载力与剩余的冲击地压最终达到动态平衡。所述装置包括：第一支架、第二支架及弹性层，所述第二支架与所述第一支架间隔且平行设置，在所述第一支架及第二支架之间架设有横梁，所述弹性层铺设在所述第一支架、第二支架及横梁上。本发明专利技术适用于巷道、隧道、矿井及峒室支护工程中。

【技术实现步骤摘要】
一种柔性抗冲击支护方法及装置
本专利技术涉及工程施工支护领域，尤其涉及一种柔性抗冲击支护方法及装置。
技术介绍
目前，在煤矿巷道、边坡、隧道等工程施工中，普遍采用金属支架或锚杆等支护装置进行刚性支护，其主要利用本身结构的刚度和强度来加固围岩，防止地层压力对围岩的破坏。但是，支护体作为一种刚性支护，围岩变形时挤压破坏的应力全部作用在支护体上，当有地层冲击压过大时，超过支护体本身的结构刚度和强度，支护体仅仅靠硬性支撑抵御冲击压力，很容易造成自身的破坏；所以支护装置需要具有一定的伸缩性，允许围岩产生一定的变形，这样当围岩受到地层冲击压力时，围岩受到应力就会部分释放和重新分布，形成一个塑性变形区，集中地弹性应力转移到围岩深处，从而作用在支护体上的压力就会减少，有效地抵御地层冲击压的破坏，保证了支护装置发挥其积极有效的支护作用。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例提供一种柔性抗冲击支护方法及装置，能够抵御地层冲击压力，从而对围岩起到积极有效的支护作用。本专利技术实施例一种柔性抗冲击支护方法，包括：在巷道内支设刚性支架；在所述刚性支架上铺设弹性层；所述弹性层铺设完成后，当围岩遭受冲击地压时，所述弹性层通过自身的破坏主动对围岩进行至少一次让压；通过让压，主动释放一部分作用于刚性支架上的压力，使所述刚性支架的承载力与剩余的冲击地压最终达到动态平衡。可选地，所述在巷道内支设刚性支架包括：每隔一段距离支设一组支架；在两两相邻的一组支架之间架设横梁。可选地，所述在所述刚性支架上铺设弹性层包括：在所述刚性支架上和/或横梁上预先设置限位柱；在所述弹性层上设置与所述限位柱匹配的限位孔；通过所述限位柱与所述限位孔配合，将所述弹性层铺设在所述刚性支架及所述横梁上。可选地，所述将所述弹性层铺设在所述刚性支架及所述横梁上包括：预制弹性囊垫；在所述弹性囊垫内设置密封气囊；在所述密封气囊上设置进气口；将所述弹性囊垫铺设到所述刚性支架及所述横梁上；通过所述进气口向所述密封气囊内充气。可选地，所述在所述弹性囊垫内设置密封气囊包括：在所述弹性囊垫内至少设置上、下两层密封气囊；在所述上层密封气囊上设置第一泄压阀；在所述下层密封气囊上设置第二泄压阀；将所述第一泄压阀的临界开启压力设置为低于第二泄压阀临界开启压力；在所述上层密封气囊与下层密封气囊之间设置隔离网。可选地，将所述弹性囊垫铺设到所述刚性支架及所述横梁上包括：在所述上层密封气囊顶部铺设防护板；在所述防护板位于上层密封气囊的表面设置所述限位柱；在所述上、下层密封气囊上设置孔结构；在所述孔结构内放置压缩弹簧；将所述压缩弹簧两端固定在所述刚性支架和/或横梁及防护板上的限位上。可选地，所述弹性层铺设完成后，当围岩遭受冲击地压时，所述弹性层通过自身的破坏主动对围岩进行至少一次让压；通过让压，主动释放一部分作用于刚性支架上的压力，使所述刚性支架的承载力与剩余的冲击地压最终达到动态平衡包括：当出现冲击地压时，冲击地压达到所述上层密封气囊上的第一泄压阀的临界开启压力值时，所述第一泄压阀阀门打开，所述上层密封气囊通过所述泄压阀泄压；同时，在所述上层密封气囊通过所述泄压阀泄压的过程中，所述冲击压力一部分被缓冲并释放到围岩中重新分布，所述作用于所述支架上的压力相应减少；在上层密封气囊泄压过程中，当作用所述支架上的压力达到第二泄压阀的临界开启压力时，所述下层密封气囊也开始泄压；在上层密封气囊完全泄压后，所述下层密封气囊的泄压还在进行中；通过所述下层密封气囊的泄压再缓冲一部分冲击压力，将缓冲的压力也释放到围岩周围重新分布，进一步减轻作用与所述支架上的压力；通过所述弹性层至少两次主动让压，使缓冲后的冲击地压与所述刚性支架的承载力达到动态平衡。另一方面，本专利技术实施例提供一种柔性抗冲击支护装置，包括：第一支架、第二支架及弹性层，所述第二支架与所述第一支架间隔且平行设置，在所述第一支架及第二支架之间架设有横梁，所述弹性层铺设在所述第一支架、第二支架及横梁上。可选地，所述第一支架包括：所述弹性层为一弹性囊垫，在所述弹性囊垫内设有密封气囊。可选地，所述第一支架及第二支架为拱形门式结构，所述第一支架及第二支架上设有限位柱，在所述弹性层上还设有与所述限位柱形状匹配的孔结构，在所述孔结构端口处安装有气眼，所述弹性层通过所述安装有气眼的孔结构套在所述限位柱上固定于所述第一支架及第二支架上。可选地，所述弹性层包括：第一气囊、第二气囊、隔离网及气囊防护板，所述第一气囊及第二气囊上分别包裹有帆布套，所述第二气囊位于所述第一气囊上面，所述隔离网位于所述第一气囊及第二气囊之间，所述防护板位于所述第二气囊顶部，在所述第一气囊、第二气囊及隔离网上设有多个孔结构，在所述孔结构内设有铜气眼，在所述防护板下表面、位于所述孔结构的位置设有向下的定位柱，在所述孔结构内还设置有压缩弹簧，所述压缩弹簧两端分别套在所述限位柱及定位柱上；所述弹性层分别通过所述孔结构套在所述限位柱上，固定于所述横梁上。可选地，所述横梁表面设有孔，所述第一气囊上、与所述孔接触的位置设有减压气门芯，所述减压气门芯露出端插入所述孔内；所述防护板表面设有所述孔，所述第二气囊上、与所述孔接触的位置设有气门芯，当岩体遭受压力时，所述气门芯露出端压在所述岩体上，气门芯被反向推动，气门芯密封顶针被推开，所述第二气囊通过所述气门芯自动放气让压。结合本专利技术实施例，在本专利技术实施例的第五种实施方式中，所述第一支架包括：第一支腿、第二支腿及第一拱梁，所述第一支腿的顶部设有第一凹槽，在所述第一支腿上还设有第一螺纹孔，所述第一螺纹孔与第一凹槽垂直贯通，所述第一拱梁的一端设有与所述第一凹槽相配合连接的第一凸起，所述第一凸起的侧面还设有竖直方向的一排螺纹孔，所述螺纹孔的尺寸与所述第一螺纹孔相同；所述第二支腿的顶部设有第二凹槽，在所述第二支腿上还设有第二螺纹孔，所述第二螺纹孔与第二凹槽垂直贯通，所述第一拱梁的另一端设有与所述第二凹槽相配合连接的第二凸起，所述第二凸起的侧面还设有竖直方向的一排螺纹孔，所述第二凸起侧面的螺纹孔的尺寸与所述第二螺纹孔相同，所述第一拱梁通过所述第一凸起及第二凸起分别插入所述第一凹槽及第二凹槽中，与所述第一支腿及第二支腿连接，用螺钉穿过所述第一螺纹孔、第二螺纹孔分别锁入所述第一凸起及第二凸起侧面的螺纹孔中，并用卡箍分别将所述第一支腿与所述第一拱梁连接处箍紧、第二支腿与所述第一拱梁连接处箍紧；所述卡箍与所述第一支腿、第二支腿及第一拱梁接触表面之间还设有防松垫片；所述第二支架包括：第三支腿、第四支腿及第二拱梁，所述第三支腿的顶部设有第三凹槽，在所述第三支腿上还设有第第三螺纹孔，所述第三螺纹孔与第三凹槽垂直贯通，所述第二拱梁的一端设有与所述第三凹槽相配合连接的第三凸起，所述第三凸起的侧面还设有竖直方向的一排螺纹孔，所述第三凸起侧面的螺纹孔的尺寸与所述第三螺纹孔相同；所述第四支腿的顶部设有第四凹槽，在所述第四支腿上还设有第四螺纹孔，所述第四螺纹孔与第四凹槽垂直贯通，所述第二拱梁的另一端设有与所述第四凹槽相配合连接的第四凸起，所述第四凸起的侧面还设有竖直方向的一排螺纹孔，所述第四凸起侧面的螺纹孔的尺寸与所述第四螺纹孔相同，所述第二拱梁通过所述第三凸起及第四凸起分别插入所述第三凹槽及第四凹槽中，与所述第三支本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种柔性抗冲击支护方法，其特征在于，包括：在巷道内支设刚性支架；在所述刚性支架上铺设弹性层；所述弹性层铺设完成后，当围岩遭受冲击地压时，所述弹性层通过自身的破坏主动对围岩进行至少一次让压；通过让压，主动释放一部分作用于刚性支架上的压力，使所述刚性支架的承载力与剩余的冲击地压最终达到动态平衡。

【技术特征摘要】
1.一种柔性抗冲击支护方法，其特征在于，包括：在巷道内支设刚性支架；在所述刚性支架上铺设弹性层；所述弹性层铺设完成后，当围岩遭受冲击地压时，所述弹性层通过自身的破坏主动对围岩进行至少一次让压；通过让压，主动释放一部分作用于刚性支架上的压力，使所述刚性支架的承载力与剩余的冲击地压最终达到动态平衡。2.根据权利要求1所述的柔性抗冲击支护方法，其特征在于，所述在巷道内支设刚性支架包括：每隔一段距离支设一组支架；在两两相邻的一组支架之间架设横梁。3.根据权利要求1或2所述的柔性抗冲击支护方法，其特征在于，所述在所述刚性支架上铺设弹性层包括：在所述刚性支架上和/或横梁上预先设置限位柱；在所述弹性层上设置与所述限位柱匹配的限位孔；通过所述限位柱与所述限位孔配合，将所述弹性层铺设在所述刚性支架及所述横梁上。4.根据权利要求1所述的柔性抗冲击支护方法，其特征在于，所述将所述弹性层铺设在所述刚性支架及所述横梁上包括：预制弹性囊垫；在所述弹性囊垫内设置密封气囊；在所述密封气囊上设置进气口；将所述弹性囊垫铺设到所述刚性支架及所述横梁上；通过所述进气口向所述密封气囊内充气。5.根据权利要求4所述的柔性抗冲击支护方法，其特征在于，所述在所述弹性囊垫内设置密封气囊包括：在所述弹性囊垫内至少设置上、下两层密封气囊；在所述上层密封气囊上设置第一泄压阀；在所述下层密封气囊上设置第二泄压阀；将所述第一泄压阀的临界开启压力设置为低于第二泄压阀临界开启压力；在所述上层密封气囊与下层密封气囊之间设置隔离网。6.根据权利要求4或5所述的柔性抗冲击支护方法，其特征在于将所述弹性囊垫铺设到所述刚性支架及所述横梁上包括：在所述上层密封气囊顶部铺设防护板；在所述防护板位于上层密封气囊的表面设置所述限位柱；在所述上、下层密封气囊上设置孔结构；在所述孔结构内放置压缩弹簧；将所述压缩弹簧两端固定...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭东明，刘康，
申请(专利权)人：中国矿业大学北京，
类型：发明
国别省市：北京,11