一种基于围岩应变软化特性的抗冲击地压支护及监控设备制造技术

本发明专利技术公开了一种基于围岩应变软化特性的抗冲击地压支护及监控设备，具体包括以下步骤：对存在应变软化特性围岩的隧道内安装下支护底板，再在下支护底板的上端设置有外支护拱架，即先将外支护侧板安装在下支护底板上，再将支护顶板安装在外支护侧板上，并在支护顶板的外侧安装多组应变传感器。本发明专利技术所述的一种基于围岩应变软化特性的支护方法及监控支护设备，通过设置的外层检测机构和内层检测机构配合使用，可以对支护体两侧容易发生损坏的位置进行支护并进行实时监测，便于可以及时做到防护，并配合在固定锚杆的内部设置有第一传感光纤和支护顶板的外侧设置有应变传感器可以实时监测围岩内部应力与变化，可以对支护体周边区域进行连续监测。

【技术实现步骤摘要】
一种基于围岩应变软化特性的抗冲击地压支护及监控设备
本专利技术涉及土木工程
，也涉及煤矿支护方法及支护状态监控领域，特别涉及一种基于围岩应变软化特性的抗冲击地压支护及监控设备。
技术介绍
在地下工程围岩中,非贯通裂隙岩体是较为常见的，由于风化等因素作用,裂隙岩体地下工程稳定性较差,破坏模式不同于一般岩体工程，裂隙岩体具有力学特征复杂、非线性等特点,构建一个能准确描述裂隙发展演化下岩体非线性力学模型较为困难,而描述裂隙岩体峰后应变软化行为则更加困难。
技术实现思路
由于裂隙和结构面作用,埋深较浅围岩一般呈现出应变软化行为,而设计者对此缺乏深入认识,将引发安全事故，支护结构稳定性评价、围岩破坏模式、围岩-支护结构相互作用行为和最佳支护时机、参数是裂隙岩体地下工程设计中重要问题,解决这些问题无不涉及围岩本构模型，因此,构建裂隙发展演化条件下围岩应变软化模型,对深入了解裂隙围岩破坏行为有着重要现实意义，通过设计的围岩本构模型可以分析研究围岩应变软化区、破碎区及巷道周边变化趋势，可以通过地质雷达和钻孔超前探测关键技术，得到围岩应变软化区、断层带构造，位置及水文情况，从而对容易发生围岩应变软化区进行支护与实时监控，由于支护体两侧受到的挤压力较大，容易发生损坏，因此在进行支护时需要重点支撑并进行实时监控，并及时对测量得到的数据进行分析对比，以便于可以及时做到防护，为此，我们提出一种基于围岩应变软化特性的抗冲击地压支护方法及支护的监控设备，可以有效解决
技术介绍
中的问题：由于支护体两侧受到的挤压力较大，容易发生损坏，因此在进行支护时需要重点支撑并进行实时监控，并及时对测量得到的数据进行分析对比，以便于可以及时做到防护。为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：一种基于围岩应变软化特性的抗冲击地压支护方法，具体包括以下步骤：A：对存在应变软化特性围岩的隧道内安装下支护底板，再在下支护底板的上端设置有外支护拱架，即先将外支护侧板安装在下支护底板上，再将支护顶板安装在外支护侧板上，并在支护顶板的外侧安装多组应变传感器，用力检测混凝土应力应变，再通过将多组固定锚杆以适当的间距安装在围岩内，使得外支护侧板与支护顶板上与围岩固定，再将钢丝绳与多组固定锚杆连接，即将钢丝绳与多组固定锚杆组合形成锚杆连接群，进而可以对锚杆起到一定固定作用，防止后期锚杆脱落，再将内支护拱架安装在外支护拱架的内部，通过设置的外支护拱架和内支护拱架配合使用，进一步增加了支撑作用，且在后期需要巩固加强支护的同时，通过打开安装盖板，对其内部浇筑混凝土，使得外支护拱架和内支护拱架之间构成一个支护整体，进而加强了支护效果，也有利于后期加固；B:完成A步骤后，再将外层检测机构安装在外支护拱架外侧设有的安装检测槽的内部，通过设置的外层检测机构可以对外支护拱架外侧受到的围岩的压力，可以实时监控围岩形变对外支护拱架外侧的压力，再将内层检测机构安装在外支护拱架与内支护拱架之间，通过设置的内层检测机构可以实时监测围岩挤压外支护拱架后，外支护拱架受到的形变大小，进而可以判定围岩的压力对支护装置的支护强度的影响，并对可能产生的危害进行防治；C:完成B步骤后，再将多组连接支撑机构安装在外支护侧板的一侧，进而可以对整个支护装置最薄弱的地区进行加固，其中连接支撑机构包括第一连接座、第二连接座和连接凸起杆，即通过将第一连接座安装在外支护拱架的内侧，将第二连接座安装在内支护拱架的外侧，连接凸起杆设置在第一连接座和第二连接座之间，进而可以起到支撑的作用，安装完成后再浇筑混凝土；所述固定锚杆的一端设置有托盘座，所述固定锚杆的一端外侧设置有安装螺母，所述固定锚杆的另一端设置有锚头，靠近所述锚头固定锚杆的一侧开设有安装槽，所述安装槽的内部设置有第一传感光纤；其中，所述外层检测机构包括连接安装板、第一连接杆、检测连接杆、检测安装杆、第一弹簧、弹性检测块和第一压力传感器，所述检测连接杆位于第一连接杆的内部并与连接安装板连接，所述检测安装杆的一端位于第一连接杆的内部，所述检测安装杆的一端开设有检测放置槽，所述第一弹簧的一端与检测连接杆连接，所述第一弹簧的另一端与弹性检测块连接，所述，位于所述检测放置槽一侧检测安装杆的一端开设有防护槽，所述防护槽的上端连接有上连接杆，所述防护槽的下端连接有下连接杆，所述上连接杆与下连接杆之间连接有防护连接板；所述内层检测机构包括第二连接杆、第三连接杆、外检测壳体、第一检测杆、第一检测块和第二压力传感器，所述第二连接杆的一端位于外检测壳体的内部并连接有滑动块，所述第三连接杆的一端位于外检测壳体的内部并连接有滑动块，所述外检测壳体的内部开设有滑动槽，所述滑动槽的内部设置有多组对称设置的弧形弹性板，所述外检测壳体的内部下端开设有滑动检测槽，所述第一检测杆的下端位于滑动检测槽的内部，所述检测槽的内部还设置有第二弹簧，围岩挤压外支护拱架并带动第二连接杆移动，并进一步带动下端的第一检测杆移动，使得第一检测杆带动第一检测块挤压设置的第二压力传感器，通过检测压力的变化进而可以对外支护拱架受到的挤压力进行检测，便于进行后期巩固工作。其中，所述检测安装杆与内支护拱架的外侧连接，所述弹性检测块位于第一压力传感器的一侧，所述防护连接板位于第一压力传感器的另一侧。其中，所述上连接杆与下连接杆的强度较弱，所述弹性检测块的大小大于防护槽，使得弹性检测块不能进入防护槽的内部，设置的连接安装板将收到的挤压力传递给检测连接杆，并带动设置的第一弹簧和弹性检测块移动对第一压力传感器进行挤压，从而可以得到外支护拱架外侧收到的挤压力，进而可以得知围岩的应力，当第一压力传感器受到的挤压力较大，此时防护连接板与上连接杆与下连接杆断开连接，使得防护连接板可以带动第一压力传感器进入防护槽的内部，进而可以起到保护作用，防止挤压力过大超过第一压力传感器的承受值造成损坏。其中，所述第二连接杆的另一端与外支护拱架的内侧连接，所述第三连接杆的另一端与内支护拱架的外侧连接。其中，所述滑动块位于滑动槽的内部，两组所述弧形弹性板的侧视图设置为椭圆形，进而使得弧形弹性板可以发生一定的形变，进而具有一定的弹性，多组所述弧形弹性板位于两组滑动块之间。其中，所述第一检测块的一侧与第一检测杆连接，所述第二弹簧的一端与滑动检测槽的内壁连接，所述第二弹簧的另一端与第二压力传感器连接，所述第二压力传感器位于第一检测块的一侧。其中，所述第一传感光纤通过连接线缆与外部的信号接收器连接，所述安装螺母设在托盘座的一侧，所述托盘座设置在外支护侧板的一侧，通过在设置的固定锚杆的内部设置有第一传感光纤测得锚杆的形变，并将测量的结果传递给信号接收器，进而可以测得围岩的应力，并通过测得的数据进行分析，起到实时监控的作用。其中，所述连接凸起杆的内部开设有支撑连接槽，所述第一连接座和第二连接座的一侧均连接有支撑连接杆，所述支撑连接杆的一端连接有支撑连接块，两组所述支撑连接块位于支撑连接槽的内部，所述连接凸起杆的中间部位设置有凸起端，使得在连接支撑机构在一定的挤压力的作用下具有一定的形变能本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于围岩应变软化特性的抗冲击地压支护方法，其特征在于：具体包括以下步骤：/nA：对存在应变软化特性围岩的隧道内安装下支护底板，再在下支护底板的上端设置有外支护拱架，即先将外支护侧板安装在下支护底板上，再将支护顶板安装在外支护侧板上，并在支护顶板的外侧安装多组应变传感器，用力检测混凝土应力应变，再通过将多组固定锚杆以适当的间距安装在围岩内，使得外支护侧板与支护顶板上与围岩固定，再将钢丝绳与多组固定锚杆连接，即将钢丝绳与多组固定锚杆组合形成锚杆连接群，再将内支护拱架安装在外支护拱架的内部，且在后期需要巩固加强支护的同时，通过打开安装盖板，对其内部浇筑混凝土，使得外支护拱架和内支护拱架之间构成一个支护整体；/nB:完成A步骤后，再将外层检测机构安装在外支护拱架外侧设有的安装检测槽的内部，再将内层检测机构安装在外支护拱架与内支护拱架之间；/nC:完成B步骤后，再将多组连接支撑机构安装在外支护侧板的一侧，进而可以对整个支护装置最薄弱的地区进行加固，其中连接支撑机构包括第一连接座、第二连接座和连接凸起杆，即通过将第一连接座安装在外支护拱架的内侧，将第二连接座安装在内支护拱架的外侧，连接凸起杆设置在第一连接座和第二连接座之间，安装完成后再浇筑混凝土；/n所述固定锚杆的一端设置有托盘座，所述固定锚杆的一端外侧设置有安装螺母，所述固定锚杆的另一端设置有锚头，靠近所述锚头固定锚杆的一侧开设有安装槽，所述安装槽的内部设置有第一传感光纤；/n其中，所述外层检测机构包括连接安装板、第一连接杆、检测连接杆、检测安装杆、第一弹簧、弹性检测块和第一压力传感器，所述检测连接杆位于第一连接杆的内部并与连接安装板连接，所述检测安装杆的一端位于第一连接杆的内部，所述检测安装杆的一端开设有检测放置槽，所述第一弹簧的一端与检测连接杆连接，所述第一弹簧的另一端与弹性检测块连接，所述，位于所述检测放置槽一侧检测安装杆的一端开设有防护槽，所述防护槽的上端连接有上连接杆，所述防护槽的下端连接有下连接杆，所述上连接杆与下连接杆之间连接有防护连接板；/n所述内层检测机构包括第二连接杆、第三连接杆、外检测壳体、第一检测杆、第一检测块和第二压力传感器，所述第二连接杆的一端位于外检测壳体的内部并连接有滑动块，所述第三连接杆的一端位于外检测壳体的内部并连接有滑动块，所述外检测壳体的内部开设有滑动槽，所述滑动槽的内部设置有多组对称设置的弧形弹性板，所述外检测壳体的内部下端开设有滑动检测槽，所述第一检测杆的下端位于滑动检测槽的内部，所述检测槽的内部还设置有第二弹簧，围岩挤压外支护拱架并带动第二连接杆移动，并进一步带动下端的第一检测杆移动，使得第一检测杆带动第一检测块挤压设置的第二压力传感器，通过检测压力的变化进而可以对外支护拱架受到的挤压力进行检测。/n...

【技术特征摘要】
1.一种基于围岩应变软化特性的抗冲击地压支护方法，其特征在于：具体包括以下步骤：
A：对存在应变软化特性围岩的隧道内安装下支护底板，再在下支护底板的上端设置有外支护拱架，即先将外支护侧板安装在下支护底板上，再将支护顶板安装在外支护侧板上，并在支护顶板的外侧安装多组应变传感器，用力检测混凝土应力应变，再通过将多组固定锚杆以适当的间距安装在围岩内，使得外支护侧板与支护顶板上与围岩固定，再将钢丝绳与多组固定锚杆连接，即将钢丝绳与多组固定锚杆组合形成锚杆连接群，再将内支护拱架安装在外支护拱架的内部，且在后期需要巩固加强支护的同时，通过打开安装盖板，对其内部浇筑混凝土，使得外支护拱架和内支护拱架之间构成一个支护整体；
B:完成A步骤后，再将外层检测机构安装在外支护拱架外侧设有的安装检测槽的内部，再将内层检测机构安装在外支护拱架与内支护拱架之间；
C:完成B步骤后，再将多组连接支撑机构安装在外支护侧板的一侧，进而可以对整个支护装置最薄弱的地区进行加固，其中连接支撑机构包括第一连接座、第二连接座和连接凸起杆，即通过将第一连接座安装在外支护拱架的内侧，将第二连接座安装在内支护拱架的外侧，连接凸起杆设置在第一连接座和第二连接座之间，安装完成后再浇筑混凝土；
所述固定锚杆的一端设置有托盘座，所述固定锚杆的一端外侧设置有安装螺母，所述固定锚杆的另一端设置有锚头，靠近所述锚头固定锚杆的一侧开设有安装槽，所述安装槽的内部设置有第一传感光纤；
其中，所述外层检测机构包括连接安装板、第一连接杆、检测连接杆、检测安装杆、第一弹簧、弹性检测块和第一压力传感器，所述检测连接杆位于第一连接杆的内部并与连接安装板连接，所述检测安装杆的一端位于第一连接杆的内部，所述检测安装杆的一端开设有检测放置槽，所述第一弹簧的一端与检测连接杆连接，所述第一弹簧的另一端与弹性检测块连接，所述，位于所述检测放置槽一侧检测安装杆的一端开设有防护槽，所述防护槽的上端连接有上连接杆，所述防护槽的下端连接有下连接杆，所述上连接杆与下连接杆之间连接有防护连接板；
所述内层检测机构包括第二连接杆、第三连接杆、外检测壳体、第一检测杆、第一检测块和第二压力传感器，所述第二连接杆的一端位于外检测壳体的内部并连接有滑动块，所述第三连接杆的一端位于外检测壳体的内部并连接有滑动块，所述外检测壳体的内部开设有滑动槽，所述滑动槽的内部设置有多组对称设置的弧形弹性板，所述外检测壳体的内部下端开设有滑动检测槽，所述第一检测杆的下端位于滑动检测槽的内部，所述检测槽的内部还设...

【专利技术属性】
技术研发人员：李明远，何希霖，刘宏军，张建国，曹淑良，胡长岭，张景玉，
申请(专利权)人：淮北市平远软岩支护工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34