[发明专利]一种针对高冲击地压应力下松软岩石巷道围岩的支护方法

权利要求书

1.一种针对高冲击地压应力下松软岩石巷道围岩的支护方法，其特征在于：包括以下步骤：

A：开挖出的深部巷道需做好完整可靠的第一层次支护后，在距离迎头5m左右，软岩巷道两帮底角处各开挖出不小于600mm×600mm的泄压槽，泄压槽深入帮部不小于300mm，在泄压槽内布置震动炮的炮眼，根据围岩强度的差异，炮眼的眼距为800mm～1200mm，钻凿炮眼的垂直角度为5°～25°，水平角度为0°，炮眼的深度选择为1800mm～2200mm，实际操作时炮眼中的装药量为200～300克，装炮后对炮眼进行封孔作业，炮泥封孔的总长度大于600mm；

B：完成A步骤后，通过放炮在炮眼底部炸出壶形腔，同时激活围岩体内裂隙，提高裂隙的空隙度，炮震激隙8个小时后，巷道周围围岩的应力通过激隙拓展出的裂隙通道有序泄出，将产生的矸石进行清理，把采用细骨料的混凝土通过炮眼注入壶形腔后，部分混凝土流入岩体的裂隙中，另一部分储存在壶形腔内；

C：完成B步骤后，将高压气体释放机构安装在炮眼内，启动高压气体释放机构，释放出的气体使壶形腔产生高压冲击波，混凝土受冲击波的推动，将泄压槽内的岩体进一步的破碎和分离，同时高压气体将壶形腔内的混凝土挤进新产生的缝隙，使注入的浆液胶结的更加紧密，4小时后通过注浆锚杆向泄压槽内进行注浆作业，浆液凝固后在泄压槽内形成石鞋，在巷道两帮底角处构成两个“强结构”；

D：完成C步骤后，在巷道的底板形成“强-弱-强”的支护结构，有效地控制了巷道出现底臌，当巷道的两帮变形和顶板下沉速度稳定以后，对巷道的两帮和顶板进行注浆加固，从提高巷道的围岩支护强度和降低围岩应力两个方面，实现巷道围岩和锚注支护系统趋于平衡，松软围岩长期处于稳定状态。

2.根据权利要求1所述的一种针对高冲击地压应力下松软岩石巷道围岩的支护方法，其特征在于：所述A步骤中的巷道在跨度较大、底鼓严重的状态下，开挖出不小于800mm×800mm的泄压槽，且在巷道的底板中部增开1～2道不小于600mm×800mm泄压槽，所述巷道在底鼓严重的地段泄压槽方向与底板成45°以上角度。

3.根据权利要求2所述的一种针对高冲击地压应力下松软岩石巷道围岩的支护方法，其特征在于：所述A步骤中的炮眼的眼口位置要低于巷道的底板100mm～200mm，所述巷道宽度较大和底鼓十分严重的区域钻凿的炮眼眼距为1000mm，震动放炮每次施工的段距应控制在10～20米范围内。

4.根据权利要求1所述的一种针对高冲击地压应力下松软岩石巷道围岩的支护方法，其特征在于：所述高压气体释放机构包括外壳体、储存盒和内壳体，所述储存盒和内壳体位于外壳体的内部，所述储存盒位于内壳体的上端面，所述内壳体的内侧设置有泄压球，所述泄压球的直径与内壳体的内径相同，所述储存盒的底部连接固定有复位弹簧，若干个所述复位弹簧的下端均与泄压球的顶部连接，所述泄压球的轴心处设有开口，所述外壳体和内壳体的下部均开设有通孔，所述内壳体上开设的通孔直径大于外壳体上开设的通孔直径，每个所述通孔的内部均放置有固定钉，所述固定钉的尾部直径大于外壳体上通孔的直径而小于内壳体上通孔的直径，所述外壳体的外侧的底部开设有空腔，所述空腔的内部放置有橡胶膜，所述橡胶膜的边沿与空腔连接，所述内壳体的内侧的底部安装有限位块用于防止泄压球滑出内壳体，所述泄压球工作时在内壳体中滑动，所述泄压球的外侧覆盖有一层磁性材料。

5.根据权利要求4所述的一种针对高冲击地压应力下松软岩石巷道围岩的支护方法，其特征在于：所述储存盒的内壁的顶部安装有加热器，所述加热器的下端连接有高导热棒，所述储存盒的内部存放有液态二氧化碳，所述储存盒的底部安装有泄压阀。

6.根据权利要求5所述的一种针对高冲击地压应力下松软岩石巷道围岩的支护方法，其特征在于：所述高压气体释放机构的外侧安装有支撑架，所述支撑架根据高压气体释放机构的放置角度进行调节用于避免高压气体释放机构掉入炮眼中。

7.根据权利要求6所述的一种针对高冲击地压应力下松软岩石巷道围岩的支护方法，其特征在于：所述高压气体释放机构的使用步骤如下：

1）：将高压气体释放机构放入炮眼内，根据炮眼的角度调整支撑架将高压气体释放机构放置完成，启动高压气体释放机构中的加热器，高导热棒迅速升温，液态二氧化碳迅速气化冲出储存盒，泄压球受高压气体冲击向下滑动，直到被限位块挡住，同时复位弹簧拉伸，高压气体从泄压球的开口泻出；

2）：通孔内的固定钉同样受到高压气体的冲击，固定钉的尖端被挤出外壳体，与炮眼内的岩体固定，防止高压气体释放机构由于高压气体的反作用力被冲出炮眼，且高压气体的冲击力越大，固定钉与炮眼内的岩体固定的就越牢固；

3）：从泄压球冲出的高压气体有一部分通过高压气体释放机构与炮眼间的空隙，高压气体通过此处的速度很快，空气张力会使空腔内的橡胶膜扯出，直到橡胶膜将高压气体释放机构与炮眼间的空隙填充完毕，避免高压气体的浪费；

4）：高压气体释放完毕后，气体对泄压球的冲击力无法抵挡复位弹簧的拉力，泄压球复位的过程中经过固定钉，泄压球外侧的一层磁性材料将固定钉吸回通孔内，便于将高压气体释放机构收回，进行重复使用。