[发明专利]一种深部高应力隧道围岩微波卸压方法

说明书

本发明公开了一种深部高应力隧道围岩微波卸压方法，旨在应对各种地压条件下的卸压，同时又安全环保，能够减少对矿井的二次污染。为此，本发明实施例提供的深部高应力隧道围岩微波卸压方法，包括在隧道掘进掌子面布置钻孔；将微波发生设备的馈能波导管伸入钻孔内，并通过由阻波材料制作的堵塞将钻孔的孔口封堵；启动微波发生设备，通过馈能波导管向钻孔的孔壁中馈入微波，围岩中各矿物吸波微波后形成热应力，进而诱导钻孔周边围岩产生损伤；对微波辐射后的钻孔进行爆破卸压作业。

技术领域

本发明属于矿体开采技术领域，尤其涉及一种深部高应力隧道围岩微波卸压方法。

背景技术

随着地表矿产资源的逐渐减少，采矿工作逐渐向深部开展。深部采矿面临严峻的“三高一扰动”问题，其中高地应力问题尤为突出。高地应力会引起岩爆等危害，严重威胁人员及财产安全。因此很有必要对深部隧道围岩进行卸压处理。当前针对高应力围岩卸压的方法主要有钻孔卸压、掏槽卸压、爆破与水压致裂卸压等，但是以上卸压方法会对矿井造成二次污染，威胁矿井安全生产。

综上，有必要开发一种新的辅助卸压方法，以应对各种地压条件下的卸压，同时又安全环保，能够减少对矿井的二次污染。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种深部高应力隧道围岩微波卸压方法，旨在应对各种地压条件下的卸压，同时又安全环保，能够减少对矿井的二次污染。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供的深部高应力隧道围岩微波卸压方法，包括如下步骤：

步骤1、在隧道掘进掌子面布置钻孔；

步骤2、将微波发生设备的馈能波导管伸入钻孔内，并通过由阻波材料制作的堵塞将钻孔的孔口封堵；

步骤3、启动微波发生设备，通过馈能波导管向钻孔的孔壁中馈入微波，围岩中各矿物吸波微波后形成热应力，进而诱导钻孔周边围岩产生损伤；

步骤4、对微波辐射后的钻孔进行爆破卸压作业。

具体的，所述微波发生设备安装在移动小车上的升降平台上，通过所述移动小车的运动以及所述升降平台的举升，所述微波发生设备可以对各个钻孔依次馈入微波。

具体的，所述升降平台上还安装有对所述微波发生设备进行冷却的水冷设备。

具体的，所述馈能波导管的内壁上设有高导电率金属膜，所述馈能波导管的尾端包覆陶瓷纤维棉形成所述堵塞。

具体的，所述高导电率金属膜采用铜箔。

具体的，每个钻孔均沿隧道水平向内延伸至岩层中，每个钻孔深度控制在6-8m。

具体的，所述钻孔的孔径为75mm，相邻钻孔的间距为3.0m,所述馈能波导管直径为50mm，伸入钻孔内的长度为4.8m。

具体的，所述微波发生设备的微波功率控制在4.0-6.0kw，每个所述钻孔中馈入微波的时间控制在2-5分钟

具体的，所述微波发生设备包括电性连接的微波控制系统和微波发生器，所述馈能波导管与所述微波发生器的微波发射口对接。

与现有技术相比，本发明至少一个实施例具有如下有益效果：使用微波对围岩进行预处理，利用围岩内不同矿物微波吸收差异引起的热应力，使岩石内发生沿晶断裂和穿晶断裂，造成岩石产生损伤和微裂纹，最终引起岩石强度降低，从而达到大幅减少爆破卸压所需要的炸药当量，降低粉尘等污染的目的，该方法在实施过程中绿色高效、精准可控、辅助卸压效果明显。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。