[发明专利]一种冲击地压防治方法

权利要求书

1.一种冲击地压防治方法，其特征在于，包括：

将超声波发射器专用放置装置支设于巷道内；

将超声波发射器放置在专用放置装置上，并通过超声波换能器与巷道内壁契合；

通过超声波发射器产生高频交流电信号，从而驱动超声波换能器产生超声波；

使超声波在抵达目标岩石时与该岩石的共振频率一致；

利用激励，即作用于目标岩石的波的频率与目标岩石的共振频率一致，引发该岩石发生共振现象；

通过持续目标岩石的共振现象，使目标岩石承受循环载荷；其中，所述循环载荷是指使结构或结构构件在正反两个方向重复加载和卸载的过程，即上述内部微观层次上发生的剧烈位移，使目标岩石受到损伤；

利用循环荷载的不断作用，使目标岩石在疲劳累积损伤下发生破碎，形成含有大量裂隙的碎裂岩石圈；

利用在巷道周边形成的所述破碎岩石圈缓冲与吸收冲击地压传递的部分能量；

使超声波在抵达目标岩石时与该岩石的共振频率一致包括：

通过超深钻探探测出地层的岩性；

将所取得地层的岩性的相关参数传送到计算机的数值模拟软件中，基于所述岩性的相关参数，构建地层的数值模型，通过数值模拟的方法分析出波在地层中的传导和递减规律，由此反演出波在现场地层中的传导和递减规律；

根据地层的岩性以及得到的波的传导和递减规律，在数值模拟软件中，依次向地层中发射不同频率的波，所述不同频率的波包括高频波和低频波，由此得到一个特定频率的波，当其经过衰减抵达目标岩石时的频率刚好为该岩石的共振频率的波，此特定频率即为超声波的初始频率；

将高频波占比较高，低频波占比较低的超声波输入岩石；

利用波在岩石中继续传播时高频波比低频波递减的快的特性，使其在抵达目标岩石时低频波占据主导地位；其中，占据主导地位的低频波中包含与岩石发生共振所需频率的第一低频波。

2.根据权利要求1所述的冲击地压防治方法，其特征在于，所述通过持续目标岩石的共振现象，使目标岩石承受循环载荷包括：

通过累计不断的发射超声波，持续目标岩石的共振现象；

持续一个固定时间后，使用地质雷达探测破碎带的产生，直至目标岩石的破碎满足要求，停止发射超声波。

3.根据权利要求1所述的冲击地压防治方法，其特征在于，通过超深钻探探测出地层的岩性包括：

通过超深钻探探取长度深于目标岩石所处位置的岩样；

测试岩样的物理力学性质及其中结构面的产状；

同时通过使用固有频率测试仪对岩样进行测试，得出目标岩石的固有频率即共振频率。

4.根据权利要求2或3所述的冲击地压防治方法，其特征在于，持续一个固定时间后，使用地质雷达探测破碎带的产生，直至目标岩石的破碎满足要求，停止发射超声波包括：

取出超深钻探探取的完整岩样，对目标岩石施加其共振频率使该岩石破碎；

记录目标岩石在其共振频率下破碎的时间；

在巷道内使用地质雷达检测巷道外目标岩石的破碎情况；

当地质雷达检测到破碎带形成情况良好后，停止发射超声波。

5.根据权利要求1所述的冲击地压防治方法，其特征在于，将超声波发射器放置在专用放置装置上，并通过超声波换能器与巷道内壁契合包括：

在超声波发射器专用放置装置上沿巷道截面呈田字布置4台超声波发射器，在超声波发射器专用放置装置顶端沿中心线布置一台超声波发射器；

超声波发射器与超声波换能器朝向巷道内壁电连接；

超声波换能器用超声波设备专用粘接剂与巷道内壁相连。