一种多功能用采动围岩冲击震动屏蔽结构和方法技术

本发明专利技术公开了一种多功能用采动围岩冲击震动屏蔽结构和方法，解决的是采动开挖过程中围岩渗水及冲击应力波对巷道破坏等问题，该屏蔽结构为一种多功能层，包括防渗屏蔽层和吸波缓冲层，该多功能层位于裸露围岩和巷道之间，所述巷道位于裸露围岩内侧，通过喷涂方式制备的防渗屏蔽层与围岩紧密粘合在一起，不仅很好地固化了围岩，同时具有很好的防渗作用，同样通过喷涂方式制备的吸波缓冲层，紧密粘合在防渗屏蔽层上，形成一体化结构，不仅起到很好的支持和稳固作用，同时吸收地震波、应力冲击波，吸附巷道内产生震动、噪声，适用于巷道围岩冲击震动屏蔽防护，能有效保障地下工程开挖建造和使用安全。

【技术实现步骤摘要】
一种多功能用采动围岩冲击震动屏蔽结构和方法
本专利技术涉及巷道动力灾害防治领域，具体是一种多功能用采动围岩冲击震动屏蔽结构和方法。
技术介绍
地下工程建造情况复杂，巷道的开采开挖过程中极易发生动力灾害，在建设或运营阶段往往会遇有地震波或冲击应力波，目前巷道建造均采用强力支护措施防治，其基本原理仍是以吸收变形能为主，国内外未提出巷道屏蔽冲击应力波的防护措施，人们也在进行这方面的研究。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种多功能用采动围岩冲击震动屏蔽结构和方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本专利技术实施例提供如下技术方案：一种多功能用采动围岩冲击震动屏蔽结构，位于巷道和裸露围岩之间，所述巷道位于裸露围岩内侧，其特征在于，裸露围岩和巷道之间通过喷填设置多功能层屏蔽结构，所述多功能层由防渗屏蔽层和吸波缓冲层组成；所述防渗屏蔽层，具有阻断地下水渗流及固化裸露围岩的作用；所述吸波缓冲层，具有吸收和缓冲地震波、冲击应力波作用。进一步的，所述防渗屏蔽层由以下原料按照重量份组成：烯烃类树脂18-20份、苯乙烯类树脂24-26份、玻璃纤维3-4份、粉煤灰46-49份、AB环氧胶4-6份。进一步的，所述吸波缓冲层由以下原料按照重量份组成：石墨6-8份、水泥16-20份、细沙石24-27份、粉煤灰16-18份、减水剂6-10份、建筑胶水4-5份、碳酸钙2-4份、聚合纤维2-3份、柠檬酸2-4份、水12-14份。进一步的，所述防渗屏蔽层的制备和使用包括以下步骤：(1)按照设计配比分别称取各个物料；(2)将烯烃类树脂、苯乙烯类树脂混合，加热熔化，形成熔体；(3)向熔体中加入玻璃纤维、粉煤灰，继续搅拌20-25min；(4)继续加入环氧胶A剂，搅拌10-12min至均匀；(1)加入环氧胶B剂继续搅拌5min得到混合熔体；(6)将经过上述步骤处理后的熔体直接喷填在需要部位，自然冷却后，固化成为防渗屏蔽层；(7)步骤(6)中的混合熔体需在两小时内用完。进一步的，所述吸波缓冲层的制备和使用包括以下步骤：(1)按照设计配比分别称取各个物料；(2)先将水泥、粉煤灰、减水剂和水混合搅拌均匀，得到混合浆料；(3)将石墨、碳酸钙投入球磨机中球磨4-6h，得到混合粉末；(4)将步骤(3)得到的混合粉末加入到步骤(2)的混合浆料中继续搅拌10-15min，得到混合浆料；(5)浆料中加入聚合纤维，继续搅拌20-25min；(6)加入研磨后的柠檬酸，搅拌10-15min，得到混合浆料；(7)将经过上述步骤处理后的混合浆料直接喷填在需要部位，自然干燥后，固化成为吸波缓冲层。进一步的，所述多功能层可根据实际使用需要采用重复间隔喷涂防渗屏蔽层和吸波缓冲层构建多层夹芯叠层防护结构。进一步的，所述聚合纤维包括聚丙烯纤维、聚丙烯腈纤维、聚乙烯醇纤维及聚酯纤维中的一种或几种。进一步的，所述吸波缓冲层中可添加由细竹、竹条、钢筋等材料编制成的空间网格结构主筋。进一步的，所述吸波缓冲层对巷道内产生震动、噪声具有吸纳作用，适用于巷道裸露围岩冲击震动屏蔽防护，保障地下工程开挖建造和使用安全。进一步的，所述主筋添加方法包括如下步骤：(2)根据实际需要厚度，编制好空间网格结构主筋；(3)将主筋结构贴靠在防渗屏蔽层并固定在准备设置吸波缓冲层的位置；(4)向主筋结构喷射吸波缓冲层浆料，喷涂浆料和防渗屏蔽层粘合在一起；(5)喷涂4-5cm厚度，自然干燥固化后，可继续喷涂，直至将主筋全覆盖包埋。本专利技术的有益效果如下：本专利技术公开了一种多功能用采动围岩冲击震动屏蔽结构和方法，采用了新工艺制备得到两种喷填原料，采用喷填方式制备防渗屏蔽层和吸波缓冲层，得到一种无缝结合的多功能层屏蔽结构，操作方便，而且便于组合，可以根据巷道实际需求，通过两种喷填原料反复间隔喷填的方法，制备多层夹芯叠层防护结构，可满足不同的防护需求。新型喷填材料制成的防渗屏蔽层，粘附性好，屏蔽层内部结合紧密，不仅能很好的阻断地下水渗流进入巷道，喷涂工艺使得防渗屏蔽层与裸露围岩壁结合紧密，自然固化后，能很好的与裸露围岩壁结合成为一个整体，起到很好的整体固化作用。新型喷填材料制成的吸波缓冲层，是一种新型的多孔防护材料，该材料不仅具有很好的韧性强度，内部有大量封闭孔隙，孔隙周围有很多韧性纤维结构，这种结构具有很好的吸波作用，能有效吸收屏蔽地震波、应力冲击波，也可吸收巷道内产生震动、噪声，适用于巷道围岩冲击震动屏蔽防护。吸波缓冲层同样采用喷填的方式构建，不仅操作方便，而且与相邻防渗屏蔽层间结合更为紧密，具有一体化结构，稳固型性和防护性也更好，实际操作中，还可以根据巷道情况，决定是否需要在吸波缓冲层中设置主筋，设置什么材质的主筋，从而实现更灵活的构建针对性更强的吸波缓冲层，满足不同的防护需求。本专利技术通过防渗屏蔽层和吸波缓冲层自由组合形成的一种多功能用采动围岩冲击震动屏蔽结构，同时实现了稳固围岩，阻断地下水渗流，吸收地震波，吸收应力冲击波，吸附巷道内产生震动、噪声，适用于巷道围岩冲击震动屏蔽防护，保障地下工程开挖建造和使用安全。此外，通过喷填方式进行防渗屏蔽层和吸波缓冲层的设置，避免了在屏蔽层设置过程中过多采用固定装置，由于围岩结构等因素的影响，过多固定装置有时会造成裸露围岩破坏，且完全通过固定装置组合的屏蔽层，一体化程度不高，会降低其在实际使用中屏蔽保护效果，本专利技术采用全喷填方式设置屏蔽结构，不仅实现了防渗屏蔽层和吸波缓冲层组成的多功能层成为一体化结构，还实现了多功能层和围岩成为一体化结构，提高了防护效果，也为多层屏蔽组合结构在实际设置中提供了一种很好的参考方式。综上所述，本专利技术的有益效果明显，因而本专利技术公开的一种多功能用采动围岩冲击震动屏蔽结构和方法具有很好的应用前景和推广价值。附图说明图1为多功能用采动围岩冲击震动屏蔽结构的结构示意图；其中：1-围岩，2-裸露围岩，3-多功能层，4-巷道，5-地震波，6-冲击应力波，7-地下水，8-空间震动；图2为吸波缓冲层制备方法流程图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利的技术方案作进一步说明。实施例1防渗屏蔽层由以下原料按照重量份组成：烯烃类树脂20份、苯乙烯类树脂24份、玻璃纤维4份、粉煤灰46份、AB环氧胶6份；防渗屏蔽层制备步骤：(1)按照设计配比分别称取各个物料；(2)将烯烃类树脂、苯乙烯类树脂混合，加热至170℃熔化，形成熔体；(3)向熔体中加入玻璃纤维、粉煤灰，继续搅拌20min；(4)继续加入环氧胶A剂，搅拌10min至均匀；(5)加入环氧胶B剂继续搅拌5min得到混合熔体；(6)将经过上述步骤处理后的熔体直接喷填在需要部位，自然冷却后，固化成型；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多功能用采动围岩冲击震动屏蔽结构，所述屏蔽结构位于巷道和裸露围岩之间，所述巷道位于裸露围岩内侧，其特征在于，裸露围岩和巷道之间通过喷填设置该多功能层屏蔽结构，所述多功能层屏蔽结构由防渗屏蔽层和吸波缓冲层组成；/n所述防渗屏蔽层，具有阻断地下水渗流及固化裸露围岩的作用；/n所述吸波缓冲层，具有吸收和缓冲地震波、冲击应力波作用。/n

【技术特征摘要】
1.一种多功能用采动围岩冲击震动屏蔽结构，所述屏蔽结构位于巷道和裸露围岩之间，所述巷道位于裸露围岩内侧，其特征在于，裸露围岩和巷道之间通过喷填设置该多功能层屏蔽结构，所述多功能层屏蔽结构由防渗屏蔽层和吸波缓冲层组成；
所述防渗屏蔽层，具有阻断地下水渗流及固化裸露围岩的作用；
所述吸波缓冲层，具有吸收和缓冲地震波、冲击应力波作用。


2.根据权利要求1所述的一种多功能用采动围岩冲击震动屏蔽结构，其特征在于，所述防渗屏蔽层由以下原料按照重量份组成：烯烃类树脂18-20份、苯乙烯类树脂24-26份、玻璃纤维3-4份、粉煤灰46-49份、AB环氧胶4-6份。


3.根据权利要求1所述的一种多功能用采动围岩冲击震动屏蔽结构，其特征在于所述吸波缓冲层由以下原料按照重量份组成：石墨6-8份、水泥16-20份、细沙石24-27份、粉煤灰16-18份、减水剂6-10份、建筑胶水4-5份、碳酸钙2-4份、聚合纤维2-3份、柠檬酸2-4份、水12-14份。


4.一种多功能用采动围岩冲击震动屏蔽结构的制备方法，所述方法用于权利要求1所述的一种多功能用采动围岩冲击震动屏蔽结构，其特征在于，所述防渗屏蔽层的制备包括以下步骤：
(1)按照设计配比分别称取各个物料；
(2)将烯烃类树脂、苯乙烯类树脂混合，加热熔化，形成熔体；
(3)向熔体中加入玻璃纤维、粉煤灰，继续搅拌20-25min；
(4)继续加入环氧胶A剂，搅拌10-12min至均匀；
(5)加入环氧胶B剂继续搅拌5min得到混合熔体；
(6)将经过上述步骤处理后的熔体直接喷填在需要部位，自然冷却后，
固化成为防渗屏蔽层；
(7)步骤(6)中的混合熔体需在两小时内用完。


5.一种多功能用采动围岩冲击震动屏蔽结构的制备方法，用于权利要求1所述的一种多功能用采动围岩冲击震动屏蔽结构，其特征在于，所述吸波缓冲层的制备...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕祥锋，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：北京;11