一种适应于瓦斯赋存岩段隧道支护结构制造技术

本发明专利技术公开了一种适应于瓦斯赋存岩段隧道支护结构，属于煤矿均压通风技术领域，包括支护拱，用于支承隧洞瓦斯赋存岩段的围岩；让压支护机构，用于连接支护拱与围岩，由主锚杆、副锚杆、托盘、上让压件、下让压件组成；监控装置，用于监测围岩应力、围岩瓦斯和隧洞瓦斯，由第一瓦斯传感器、第一应力传感器、第二瓦斯传感器、第二应力传感器、数据采集器组成。本发明专利技术在支护隧洞的同时可以监控隧道围岩和隧道支护结构的受力状态、瓦斯浓度，广泛应用于矿山或隧道安全监测领域，具有结构简单、操作方便、检测及时等优点。

A tunnel supporting structure suitable for gas bearing rock section

The invention discloses a tunnel support structure adapted to gas-hosted rock section, which belongs to the technical field of uniform pressure ventilation in coal mine, including supporting arch used to support the surrounding rock of gas-hosted rock section of tunnel, concessional supporting mechanism used to connect supporting arch with surrounding rock, main bolt, auxiliary bolt, pallet, upper concessional parts and lower concessional parts. The monitoring device is used to monitor surrounding rock stress, surrounding rock gas and tunnel gas. It is composed of a first gas sensor, a first stress sensor, a second gas sensor, a second stress sensor and a data acquisition device. The invention can monitor the stress state and gas concentration of the surrounding rock and the supporting structure of the tunnel while supporting the tunnel. It is widely used in the field of mine or tunnel safety monitoring, and has the advantages of simple structure, convenient operation and timely detection.

【技术实现步骤摘要】
一种适应于瓦斯赋存岩段隧道支护结构
本专利技术属于隧道安全监测
，具体涉及一种适应于瓦斯赋存岩段隧道支护结构。
技术介绍
随着国家经济的发展，道路交通系统覆盖范围越来越大，连通区域的划分越来越细化，隧道工程发挥的作用也越来越大。隧道交通系统的发展不可避免的遇到瓦斯赋存地区，这给隧道的建设和运营带来极大的威胁。为了监测隧区瓦斯情况和隧道围岩应力、应变状况，保障隧道安全施工和运营，隧道的信号系统必须包括安全监测系统。目前隧道应力的监测一般是通过置入式应变传感器进行测量或是采用光学方法，如光栅技术进行测量，但是这些测量方式价格昂贵，只能进行区域式监测，监测范围有限。此外，我国瓦斯隧道主要依据煤矿巷道的经验来分类，工程人员对瓦斯隧道认识不足、重视不够，即便隧道处于瓦斯赋存地区，瓦斯的监测一般也只在隧道施工期间进行人工监测或是利用瓦斯监控仪器进行监测，监测范围小，不能整体上反映隧区瓦斯赋存情况，不能对于隧道运营期间的隧道围岩瓦斯赋存状况进行监测。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术目的在于提供一种适应于瓦斯赋存岩段隧道支护结构，以解决目前隧道开挖和运营阶段的隧道围岩及隧洞内部瓦斯及应力监测问题。为达到上述目的，本专利技术提供了如下技术方案：本专利技术提供一种适应于瓦斯赋存岩段隧道支护结构，包括：支护拱，用于支承隧洞瓦斯赋存岩段的围岩；让压支护机构，用于连接支护拱与围岩，由主锚杆、副锚杆、托盘、上让压件、下让压件组成，托盘和上让压件设于支护拱外侧，下让压件设于支护拱内侧，主锚杆依次穿设下让压件、支护拱、上让压件和托盘后打入围岩中，副锚杆穿设托盘后打入围岩中；监控装置，用于监测围岩应力、围岩瓦斯和隧洞瓦斯，由第一瓦斯传感器、第一应力传感器、第二瓦斯传感器、第二应力传感器、数据采集器组成，托盘面向围岩的对应面上设置第一瓦斯传感器，托盘与上让压件之间设置第一应力传感器，下让压件背离支护拱的背离面设置第二瓦斯传感器，下让压件与支护拱之间设置第二应力传感器，数据采集器安装在支护拱上，且数据采集器与第一瓦斯传感器、第一应力传感器、第二瓦斯传感器、第二应力传感器通过信号线连接。进一步，所述托盘呈“弓”型结构，其中央鼓凸部面向支护拱设置，两翼边上对称设置至少一组副锚杆。进一步，所述托盘的中央鼓凸部内侧上还设有用于置放第一瓦斯传感器的保护壳，所述保护壳的四周侧壁上设有通孔。进一步，所述托盘的两翼边面对围岩的对应面上设置若干个突起的抓点。进一步，所述支护拱由上壳和下壳组成，上壳为凹陷面四周设有垂直边条的弧形结构，下壳为凸出面四周设有垂直边条的弧形结构，且上壳和下壳之间通过螺栓连接成具有一定厚度，而截面吻合于隧洞的弧形箱体，所述弧形箱体上设有用于贯穿主锚杆的支护孔。进一步，在支护拱上且根据支护拱的轴向长度和径向弧长设置呈阵列式排布的多个让压支护机构，且监控装置的数量与让压支护机构的数量一一对应。进一步，还包括设置在支护拱上且与多个数据采集器通过光纤连接的信号收集终端，所述信号收集终端把收集到的信号通过有线或无线传输方式向外输送。本专利技术的有益效果是：(1)本专利技术通过主锚杆、副锚杆打入围岩内部，起到加固围岩的作用，同时把监控体系、让压体系固定于相应部位起到连接作用，增加了隧道支护结构的整体性。(2)本专利技术通过托盘、上让压件、支护拱、下让压件在隧道围岩应力、变形发生突变时可以发生不同程度的变形，抵消突然出现的冲击力；下让压件、支护拱在隧道内部有突然的应力冲击时会产生变形，抵消冲击力对围岩及锚杆等的影响，保持内部支护结构的安全性，提高隧道的安全储备。(3)本专利技术通过上、下让压件受力后具有较大变形，为工程人员警示有危险的区域，便于及时处理。(4)本专利技术通过支护拱分为可拆卸的上下两部分，中空的钢板构造可以有效保护内部光纤和数据采集仪；在光纤和数据采集仪需要更换时操作方便。(5)本专利技术通过第一应力传感器、第一瓦斯传感器安放于围岩一侧，可以在隧道的全寿命周期进行瓦斯和应力检测，可以在隧道运营期间了解隧道围岩的受力、瓦斯赋存情况，提前预知危险，做好安全技术措施。(6)本专利技术通过第二应力传感器、第二瓦斯传感器监测隧洞内应力、瓦斯浓度的变化，保障隧道的运营安全。(7)本专利技术支护结构在安装时结构简单，施工方便。总的说来，本专利技术在支护隧洞的同时可以监控隧道围岩和隧道支护结构的受力状态、瓦斯浓度，广泛应用于矿山或隧道安全监测领域，具有结构简单、操作方便、检测及时等优点。本专利技术的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本专利技术的实践中得到教导。本专利技术的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。附图说明为了使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术作优选的详细描述，其中：图1为本专利技术隧道支护结构的剖面图；图2为本专利技术隧道支护结构的局部图；图3为本专利技术隧道支护结构的托盘俯视图；图4为本专利技术隧道支护结构的上让压件或下让压件结构示意图；图5为本专利技术隧道支护结构的第一应力传感器或第二应力传感器结构示意图；图6为本专利技术隧道支护结构的支护拱上壳右视图；图7为本专利技术隧道支护结构的支护拱下壳右视图；附图标记：支护拱1、支护机构2、监控装置3、信号收集终端4；其中，主锚杆21、副锚杆22、托盘23、上让压件24、下让压件25、抓点26；第一瓦斯传感器31、第一应力传感器32、第二瓦斯传感器33、第二应力传感器34、数据采集器35、信号线36、保护壳37、光纤38。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利技术作进一步的说明。其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本专利技术的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。本专利技术实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本专利技术的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。实施例基本如附图所示：本实施例提供的一种适应于瓦斯赋存岩段隧道支护结构，主要包括支护拱1、让压支护机构2和监控装置3，其中支护拱1用于支承隧洞瓦斯赋存岩段的围岩(未画出)，由上壳和下壳组成，上壳为凹陷面四周连接有钢板条的弧形钢板结构，下壳为凸出区域四周连接有钢板条弧形钢板结构，上壳和下壳之间通过螺栓连接成具有一定厚度，其组成的截面吻合于隧洞的弧形箱体，箱体适当部位有贯穿的支护孔；让压支护机构2用于连接支护拱1与围岩，由主锚杆21、副锚杆22、托盘23、上让压件24、下让压件25组成，托盘23和上让压件24设于支护拱1外侧，下让压件25设于支护拱1内侧，主锚杆21依次穿设下让压件25、支护拱1的支护孔、上让压件24和托盘23后打入围岩中，副锚杆22穿设托盘23后打入围本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适应于瓦斯赋存岩段隧道支护结构，其特征在于，包括：支护拱(1)，用于支承隧洞瓦斯赋存岩段的围岩；让压支护机构(2)，用于连接支护拱与围岩，由主锚杆(21)、副锚杆(22)、托盘(23)、上让压件(24)、下让压件(25)组成，托盘和上让压件设于支护拱外侧，下让压件设于支护拱内侧，主锚杆依次穿设下让压件、支护拱、上让压件和托盘后打入围岩中，副锚杆穿设托盘后打入围岩中；监控装置(3)，用于监测围岩应力、围岩瓦斯和隧洞瓦斯，由第一瓦斯传感器(31)、第一应力传感器(32)、第二瓦斯传感器(33)、第二应力传感器(34)、数据采集器(35)组成，托盘面向围岩的对应面上设置第一瓦斯传感器，托盘与上让压件之间设置第一应力传感器，下让压件背离支护拱的背离面设置第二瓦斯传感器，下让压件与支护拱之间设置第二应力传感器，数据采集器安装在支护拱上，且数据采集器与第一瓦斯传感器、第一应力传感器、第二瓦斯传感器、第二应力传感器通过信号线(36)连接。

【技术特征摘要】
1.一种适应于瓦斯赋存岩段隧道支护结构，其特征在于，包括：支护拱(1)，用于支承隧洞瓦斯赋存岩段的围岩；让压支护机构(2)，用于连接支护拱与围岩，由主锚杆(21)、副锚杆(22)、托盘(23)、上让压件(24)、下让压件(25)组成，托盘和上让压件设于支护拱外侧，下让压件设于支护拱内侧，主锚杆依次穿设下让压件、支护拱、上让压件和托盘后打入围岩中，副锚杆穿设托盘后打入围岩中；监控装置(3)，用于监测围岩应力、围岩瓦斯和隧洞瓦斯，由第一瓦斯传感器(31)、第一应力传感器(32)、第二瓦斯传感器(33)、第二应力传感器(34)、数据采集器(35)组成，托盘面向围岩的对应面上设置第一瓦斯传感器，托盘与上让压件之间设置第一应力传感器，下让压件背离支护拱的背离面设置第二瓦斯传感器，下让压件与支护拱之间设置第二应力传感器，数据采集器安装在支护拱上，且数据采集器与第一瓦斯传感器、第一应力传感器、第二瓦斯传感器、第二应力传感器通过信号线(36)连接。2.根据权利要求1所述的适应于瓦斯赋存岩段隧道支护结构，其特征在于，所述托盘呈“弓”型结构，其中央鼓凸部面向支护拱设置，两翼边上对称设置至少一组副锚杆。3....

【专利技术属性】
技术研发人员：王斌，何清，康建东，董洪凯，饶吉来，罗春凤，余同勇，
申请(专利权)人：中煤科工集团重庆研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆,50