[实用新型]一种超高应力区围岩超前卸压爆破结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种超高应力区围岩超前卸压爆破结构。适用于超高应力环境下的地下工程。

背景技术

深埋岩体开挖卸荷的极易造成围岩的高应力破坏，例如岩爆、片帮等。在高应力破坏的孕育演化和发生过程中，由于受到众多复杂控制因素的影响与控制，高应力条件下的围岩表现出更加复杂的力学行为，致使围岩破坏类型和成因机制也更加复杂，防治也更加困难。

国内外大量深埋地下工程实践显示，合理的支护系统能够有效地防治和规避高应力破坏的发生，减轻灾害造成的损失，确保人员和施工安全。但是，对于超高应力环境下可能产生的围岩破坏，已经无法通过支护方式来完全控制其发生，要有效控制启发生，需要加强对围岩破坏机理和控制因素的认识，其中高应力区的存在和聚集是发生围岩破坏的主要因素，也是需要解决的首要问题。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供一种超高应力区围岩超前卸压爆破结构，以使其应力集中向围岩深部转移，降低高应力破坏的风险，保证高应力区外的围岩和开挖质量。

本实用新型所采用的技术方案是：一种超高应力区围岩超前卸压爆破结构，用于洞室开挖时超前卸压，其特征在于：在洞室掌子面前端上方设置有人工破碎带，洞室与人工破碎带之间钻设有若干爆破孔，爆破孔分为容积补偿孔和用于装填炸药以爆破形成所述人工破碎带的装药孔。

所述人工破碎带在垂直于主应力方向离洞室壁距离为D，D取为0.5～1倍洞室洞径。

所述人工破碎带的厚度L为0.1～0.2洞室洞径。

所述爆破孔以90°范围向外扩散。

本实用新型的有益效果是：本实用新型通过合理控制爆破深度和破碎带宽度，实现对破碎带宽度和围岩完整性的人为控制，降低了爆破对更深层围岩的破坏，保证了地下洞室的开挖质量，并且能够在爆破后恢复围岩的完整性，保证了围岩的长期稳定性。

附图说明

图1为实施例的结构示意图。

图2为实施例的截面示意图。

具体实施方式

如图1、图2所示，本实施例为一种超高应力区围岩超前卸压爆破结构，在洞室1的掌子面11前端的上方位置设置有人工破碎带2，洞室1与人工破碎带2之间钻设有若干爆破孔，爆破孔分为容积补偿孔3和装药孔4，人工破碎带2由装于装药孔4内的炸药爆破形成。

(1)确定爆破深度

最大主应力对高应力破坏的发生具有决定性作用，所以超前卸压爆破可以在垂直于主应力方向离洞壁一定的安全距离D，用钻孔爆破的方法形成一个宽度为L的人工破碎带2，D一般可以取为0.5～1倍洞室1洞径。

(2)确定爆破宽度

由于应力集中区通常位于洞室上方，因此爆破孔布置通常以90°范围向外扩散，保证洞室1上方的围岩应力集中区能够有效卸压。

(3)确定破碎带厚度

人工破碎带2可用炸药爆破形成，破碎带的厚度L由药量控制，由于这种爆破属于坚硬岩石中的内部爆破，除装药孔4外，还需要钻一些容积补偿孔3，即非装药孔，才可以形成破碎带，破碎带上下的围岩完整性都较好，因此能够有效隔绝应力传递，形成一层保护结构。破碎带厚度L一般0.1～0.2洞径为宜，这样可以减少炸药用量和对围岩的破坏。

不同于应力解除爆破对围岩进行彻底爆破，围岩完全破碎，本实施例中破碎带的围岩完整性可以进行人为控制，主要由补偿容积和炸药量而定。由于本实施例对围岩不产生完全的破碎，因此对爆破孔和人工破碎带，可以在系统支护过后采用灌浆的方式将其填满，保证了围岩的长期稳定性。

当然，上述说明并非对本实用新型的限制，本实用新型也并不限于上述举例，本技术领域的普通技术人员，在本实用新型的范围内，做出的变化、添加或替换，都应属于本实用新型的保护范围。