[发明专利]一种高地应力巷道支护装置与施工方法

权利要求书

1.一种高地应力巷道支护装置的施工方法，其特征在于：装置包括巷道围岩表面控制系统、巷道支护应力位移控制系统以及巷道内部地平系统；

所述的巷道围岩表面控制系统包括短锚索（1）、锚索锚固剂（13）、锚索托盘（14）以及巷道围岩表面混凝土层（2）；巷道围岩表面混凝土层（2）环形设置，巷道围岩表面混凝土层（2）外圈环向均匀安装有锚索托盘（14），锚索托盘（14）上安装向外伸出的短锚索（1），短锚索（1）端部为锚索锚固剂（13）；

所述的巷道支护应力位移控制系统包括弧形钢托板（3）、液压支架（4）、液压支架底座（6）、钢管（7）以及液压控制系统（8）；弧形钢托板（3）沿巷道围岩表面混凝土层（2）内圈设置有若干个，弧形钢托板（3）内侧设置有环形的钢管（7），每个弧形钢托板（3）与环形的钢管（7）之间设置有一个液压支架（4），液压支架（4）安装在液压支架底座（6）上，液压支架底座（6）沿钢管（7）外侧环向设置，液压控制系统（8）通过液压支架进液管路（9）分别与每个液压支架（4）连接；

所述的巷道内部地平系统包括地平钢板（11）与地平纵梁（12），地平钢板（11）水平安装在钢管（7）内圈，地平钢板（11）下部与钢管（7）之间支撑地平纵梁（12）；

施工方法包括以下步骤，

S100～巷道掘进：开掘圆形巷道；

S200～巷道围岩表面控制系统安装：步骤S100巷道掘进完毕后，在圆形巷道表面以巷道断面圆心为原点间隔36°钻打短锚索孔，安设短锚索，并在巷道表面浇筑混凝土层；

S300～巷道支护应力位移控制系统地面制作：同步骤S100同时进行，制作弧形钢托板（3），将其内弧面焊接于液压支架（4）顶部；在钢管（7）表面以钢管圆心为原点以36°为间隔，焊接与液压支架底部相适应的液压支架底座（6）；在液压支架底座（6）附近于钢管钻打液压支架进液孔（15），以便液压支架进液管道能够通过，在钢管（7）内部液压支架进液孔附近焊接液压支架进液管路钩环（17），以便液压支架进液管路能够与钢管紧密连接，液压支架进液管道（16）穿过液压支架进液孔（15）与液压支架进液孔（10）相连；将焊有弧形钢拖板的液压支架焊接于液压支架底座（6）上，并在钢管内部焊接钢平板与钢纵梁，形成巷道内部地平系统；

S400～装置运送：将步骤S300制作而成的装置运送至井下巷道支护段；

S500～液压控制系统安装：利用液压管将液压控制系统连接完毕，进行试打压，检测液压控制系统密闭性，检查完毕后进行打压，对巷道围岩表面控制系统施加支护应力；

S600～观测：在步骤S500完毕后，实时观测液压数据，调节液压系统初步应力值为40MPa；

S700～按照步骤S200~S500重复实施，直至巷道完全支护完毕；

S800～撤回：待巷道使用完毕后，卸去液压支架压力，回收装置。

2.根据权利要求1所述的高地应力巷道支护装置的施工方法，其特征在于：所述的液压控制系统（8）根据预先设置的压力，向巷道表面提供直接支护阻力，当巷道围岩地应力增大到液压支架泄压阀阈值时，泄压阀开启卸压，释放巷道围岩应力，并给出位移空间，随后又给出预定支护强度，实现巷道围岩控制。