[实用新型]一种基于高性能纤维金属层板的井下深部巷道防岩爆保护装置

说明书

本实用新型涉及一种基于高性能纤维金属层板的井下深部巷道防岩爆保护装置，属于矿山安全技术领域。本装置包括保护构件、固定构件、连接构件，保护构件为沿巷道围岩依次拼接设置的纤维金属层板，固定构件包括内侧直角垫板、外侧直角垫板、钢钉，内侧直角垫板设置在纤维金属层板侧壁下端的内侧，外侧直角垫板设置在纤维金属层板侧壁下端的外侧，外侧直角垫板的水平板设置在内侧直角垫板的水平板下方，钢钉穿过内侧直角垫板的水平板和外侧直角垫板的水平板，纤维金属层板通过钢钉、内侧直角垫板、外侧直角垫板固定设置在巷道地面上，连接构件包括方形的连接钢板、铆钉，连接钢板设置在纤维金属层板的拼接处内侧，铆钉穿过连接钢板和纤维金属层板。

技术领域

本实用新型涉及一种基于高性能纤维金属层板的井下深部巷道防岩爆保护装置，属于矿山安全技术领域。

背景技术

随着我国矿山逐渐向深部开采面临的许多实际工程问题，其中深部高应力问题就是一难题，地应力随着深度的增加而增大，深部高应力将可能导致岩石发生破坏性的活动，包括岩爆、塌方、冒顶等由采矿开挖引起的动力灾害。岩爆就是其中最主要的灾害之一。

岩爆是在高地应力主导下产生的动力破坏灾害，是采矿开挖使岩体结构的平衡受到破坏，扰动能量在采矿开挖形成的围岩中聚集、演化，使围岩岩体出现破裂、剥离、爆裂、弹射等突然释放的过程。采矿尚未开挖前地层岩体处于自然平衡状态，采矿开挖后引起地应力向开挖空间释放，形成“释放荷载”，导致围岩变形和应力集中，产生扰动能量。当岩体中聚集的扰动能量达到很高水平，并且在围岩出现破裂等情况下突然释放，就产生冲击破坏，即岩爆。

岩爆是井下深部巷道内时常发生的灾害，因其发生时具有难以预测且破坏性大的特点，对井下施工人员和机械设备的构成了很大的安全风险，岩爆发生时可能造成开挖巷道的严重破坏、设备损坏和人员伤亡，这一问题是岩石地下工程、采矿工程和岩石力学领域的世界性难题。轻微的岩爆仅剥落岩片，无弹射现象，一般的岩爆有大小不等的、数量不一的岩石碎块从巷道围岩弹射出来，严重的可发生矿震使巷道塌方、冒顶，堵塞巷道。

岩爆的研究历史已有大半个世纪，国内外学者提出了各种岩爆的理论和学说，但大多仍停留在探讨和经验阶段，至今没有形成对岩爆机理的准确认识，因此现今不能从根本上防止岩爆的发生，也没有针对岩爆发生的保护装置。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术存在的问题，提供一种基于高性能纤维金属层板的井下深部巷道防岩爆保护装置，该装置可以针对金属矿山井下不同位置，不同形状的巷道内围岩的应力应变特点，构造不同厚度、不同形状、不同力学性质的防岩爆保护挡板，并可开展在不同深度和微震条件下发生岩爆时保护挡板可靠性实验，以研究考虑多因素影响条件下的岩爆的冲击力强度。

本实用新型为解决其技术问题而采用的技术方案是：

一种基于高性能纤维金属层板的井下深部巷道防岩爆保护装置，包括保护构件、固定构件、连接构件，保护构件为沿巷道围岩依次拼接设置的纤维金属层板，固定构件包括内侧直角垫板、外侧直角垫板、钢钉，内侧直角垫板设置在纤维金属层板侧壁下端的内侧，外侧直角垫板设置在纤维金属层板侧壁下端的外侧，外侧直角垫板的水平板设置在内侧直角垫板的水平板下方，钢钉穿过内侧直角垫板的水平板和外侧直角垫板的水平板，纤维金属层板通过钢钉、内侧直角垫板、外侧直角垫板固定设置在巷道地面上，连接构件包括方形的连接钢板、铆钉，连接钢板设置在纤维金属层板的拼接处内侧，铆钉穿过连接钢板和纤维金属层板。

所述纤维金属层板可依据不同井下工作条件不同形状的巷道和巷道内岩层的应力应变程度进行定制，厚度可根据岩爆冲击力的大小进行制定，大小形状可根据运输到井下巷道内进行安装的便捷程度进行定制；

所述内侧直角垫板、外侧直角垫板均为金属合金板，具有强度高，受循环扰动不易变形，可靠性高，耐腐蚀，耐高温的特点；内侧直角垫板、外侧直角垫板的大小、厚度及数量和钢钉的尺寸由纤维金属层板保护挡板的大小及质量和发生岩爆时对保护挡板可能的冲击量来进行定制；