作品名稱:地下工程動(dòng)力災(zāi)害卸-錨-充協(xié)同智能調(diào)控系統(tǒng)及裝備
學(xué)校名稱:山東理工大學(xué)
參賽隊(duì)伍:Struggle
參賽學(xué)生:王靖濤 王奇模 任恒
指導(dǎo)老師:張曉君
地下工程圍巖存在片幫、頂板冒落、突水及巖爆動(dòng)力災(zāi)害等危險(xiǎn),不僅造成支護(hù)失效,影響工程進(jìn)度,甚至產(chǎn)生地震,對(duì)工作人員和設(shè)備構(gòu)成了直接威脅。隨著地下空間開發(fā)和開采深度的不斷增加,地壓力越來(lái)越高,巖爆等動(dòng)力災(zāi)害的頻度和強(qiáng)度均明顯增加,工程災(zāi)害日益嚴(yán)重,安全問(wèn)題亟待解決,已是深部工程安全施工和工程防災(zāi)減災(zāi)急待解決的關(guān)鍵難題,成為我國(guó)未來(lái)深部地下工程的一大技術(shù)瓶頸問(wèn)題,因此,需深入開展地下工程圍巖尤其動(dòng)力災(zāi)害圍巖的防控技術(shù)研究。施工壓力釋放孔和注水是常用的局部解危技術(shù),但動(dòng)力防控效果十分有限,錨桿支護(hù)是常用的圍巖控制技術(shù),但用于動(dòng)力災(zāi)害防控仍存在很多問(wèn)題。
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是:克服現(xiàn)有技術(shù)的不足,提供一種通過(guò)卸壓孔耗散圍巖能量,通過(guò)錨固孔進(jìn)行端錨,持續(xù)耗散圍巖能量并減震緩沖。在測(cè)力傳感器的監(jiān)測(cè)下,通過(guò)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)調(diào)控螺母轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)對(duì)卸荷破碎區(qū)圍巖施加可調(diào)節(jié)的預(yù)壓力,可有效避免動(dòng)力災(zāi)害發(fā)生的地下工程動(dòng)力災(zāi)害的卸荷、錨固及緩沖調(diào)控方法。包括安裝在錨桿上的調(diào)控系統(tǒng),還包括如下步驟:
步驟a~b,開設(shè)卸壓孔及錨固孔;
步驟c,固定錨桿;
步驟d,填充柔性膨脹材料(緩沖作用);
步驟e,安裝調(diào)控系統(tǒng);
步驟f,對(duì)圍巖進(jìn)行壓力監(jiān)測(cè);
步驟g,判斷圍巖的壓力值是否超出閾值;
步驟h,通過(guò)調(diào)控螺母向圍巖施加壓力。
在本地下工程動(dòng)力災(zāi)害的卸荷、錨固及緩沖調(diào)控方法中,通過(guò)卸壓孔耗散圍巖能量,通過(guò)錨固孔進(jìn)行端錨,持續(xù)耗散圍巖能量并減震緩沖。在測(cè)力傳感器的監(jiān)測(cè)下,通過(guò)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)調(diào)控螺母轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)對(duì)卸荷破碎區(qū)圍巖施加可調(diào)節(jié)的預(yù)壓力,可有效避免動(dòng)力災(zāi)害的發(fā)生。通過(guò)鉆機(jī)形成卸壓孔和錨桿鉆孔及放入錨固劑和充入柔性膨脹材料的操作過(guò)程均較為簡(jiǎn)單,整個(gè)監(jiān)測(cè)過(guò)程不影響后期工程的正常進(jìn)行,監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析簡(jiǎn)單,根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果采取進(jìn)一步的智能化措施,可實(shí)現(xiàn)真正的地下工程圍巖動(dòng)力災(zāi)害防控,節(jié)約了施工和材料成本。