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CN114575878B - 矿山巷道爆破施工时的减震缓冲方法及装置 - Google Patents

矿山巷道爆破施工时的减震缓冲方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种矿山巷道爆破施工时的减震缓冲方法及装置，属于矿山井巷工程技术领域。本发明的上行巷道底部安装缓冲装置，既有巷道顶部安装有隔震弧面；缓冲装置包括缓冲预制板、减震垫和加固塔板，缓冲预制板利用水泥通过二次浇注与上行巷道底部的基础固连成一体，减震垫包括位于底部的防滑垫、设置在防滑垫边缘的密封垫、以及设置在防滑垫中部的调高垫，加固塔板采用由外侧向内侧逐渐降低的斜面；隔震弧面包括加固层，以及安装于加固层两侧的水准仪；加固层包括防水板、隔振橡胶和支护筋网，水准仪将既有巷道倾斜角的信息经由光纤传递至预警服务器；本发明可以减少施工周期；利用水准仪，获知爆破预警信息，整个施工周期缩短，爆破数据精准。

Description

矿山巷道爆破施工时的减震缓冲方法及装置
技术领域
本发明涉及一种矿山巷道爆破施工时的减震缓冲方法及装置，属于矿山井巷工程技术领域。
背景技术
针对部分矿山采用斜坡道开拓，上下分层难以避免出现上下交叉、重叠，在巷道施工过程中巷道爆破极易对既有巷道造成震荡，从而引发一系列安全事故的缺陷，往往在上行巷道还需要配合减震缓冲装置进一步安全防护。由于缓冲层基本不具有支撑强度，还需要上附大于缓冲层长度且能够有力支撑两侧围岩的加固搭板；施工比较复杂，对围岩扰动大。而现有的专利针对施工复杂现场浇筑周期长等问题已经有较多的解决办法，如何妥善将预制板技术与矿山巷道爆破技术结合，实现减震的同时获得第一时间预警，是本领域前沿的研究课题。
发明内容
针对现有技术存在的上述缺陷，本发明提出了一种矿山巷道爆破施工时的减震缓冲方法及装置，在上行巷道内铺设缓冲装置，减少施工周期；在既有巷道内铺设水准仪，获知爆破预警信息，整个施工周期缩短，爆破数据精准。
本发明所述的矿山巷道爆破施工时的减震缓冲装置，包括上行巷道和既有巷道，上行巷道底部安装缓冲装置，既有巷道顶部安装有隔震弧面，上行巷道的爆破点产生的震动作用经由缓冲装置、隔震弧面传递到既有巷道，其中：
缓冲装置包括缓冲预制板、减震垫和加固塔板，缓冲预制板利用水泥通过二次浇注与上行巷道底部的基础固连成一体，减震垫包括位于底部的防滑垫、设置在防滑垫边缘的密封垫、以及设置在防滑垫中部的调高垫，加固塔板采用由外侧向内侧逐渐降低的斜面；
隔震弧面包括加固层，以及安装于加固层两侧的水准仪；加固层包括防水板、隔振橡胶和支护筋网，水准仪将既有巷道倾斜角的信息经由光纤传递至预警服务器。
本发明减震缓冲装置的有益效果是：通过预制板技术，将现场需要浇筑的减震缓冲材料进行预制，减少施工周期；利用减震垫实现减震的同时可以调节加固塔板的高度，适应不同场合的矿山地质环境；在已经建成的巷道内，利用隔震弧面进行二次防护的同时，利用水准仪进行精准预警。
优选地，所述调高垫为灰浆袋或弹簧隔振器，防滑垫为弹性聚氨酯垫或弹性聚氨酯套，密封垫为尼龙条。
优选地，所述缓冲预制板上开设有灌浆孔，水泥通过灌浆孔注入至缓冲预制板底部，注入底部的水泥与基础固连成共同构成上行巷道新的基础。
优选地，所述加固塔板底面与缓冲预制板顶面形成10°～15°夹角，缓冲预制板上附大于缓冲预制板长度且能够有力支撑两侧围岩的加固搭板。
优选地，所述隔振橡胶设置有预留注浆孔，预留注浆孔填充注浆加固支护筋网和防水板。
优选地，所述水准仪型号为JH-FGD-C2，内部光纤应变元件采用金属化封装，尾纤采用耐腐蚀PU披覆铠装光缆。
本发明所述的矿山巷道爆破施工时的减震缓冲装置的方法，包括如下步骤：
S1：缓冲装置的设置：按照施工组织设计，在近距爆破影响区为缓冲装置铺设缓冲装置，即：
S11：由于需要挖掘出缓冲预制板占有的空间，需要超挖中间夹层围岩，待找平处理后，利用工具通过抬升机构将缓冲预制板抬起，落至上行矿山地质巷道内；
S12：在缓冲预制板上装入防滑垫、调高垫，通过抬升机构将加固塔板抬起，落至缓冲预制板上，在缓冲预制板和加固塔板之间的缝隙处封堵上密封垫；
S13：重新调整调高垫的高度，并通过缓冲预制板的灌浆孔向基础底部灌注水泥，形成更牢固的新基础；
S2：隔震弧面的设置：按照施工组织设计，在近距爆破影响区为缓冲装置铺设缓冲装置，即：
S21：向既有巷道拱顶内轮廓范围超挖一定距离用以铺设支护筋网，其施作时，小进尺铺设，支护筋网抵住进行初支工作；
S22：然后铺设防水板、隔振橡胶，即在防水板与支护筋网之间夹一层隔振橡胶，形成隔震弧面；
S23：通过隔振橡胶上的预留注浆孔注浆进行二次衬砌封闭，完成整个减震缓冲装置的设置；
S3：巷道变形变位预警采集：准确测量出既有巷道局部或整体变形的准确位置，大小量值，变形方向和变化速率，实时动态和准确的掌握爆破过程中对既有巷道影响的程度，步骤如下：
沿既有巷道侧壁开设有长槽，长槽内嵌有光纤，光纤上铺装有水准仪，且水准仪集中于隔震弧面两侧布设；预警服务器发射的光脉冲经采集解调器入射到光纤中，水准仪将既有巷道倾斜角的信息经由光纤传递至预警服务器。
优选地，所述步骤S3中的预警服务器根据倾斜角信号作如下判断：
若一个水准仪的倾斜角变化超出上限值，则发出振动预警信号；
若二至五个水准仪的倾斜角变化超出上限值，则发出变形预警信号；
若超过五个水准仪的倾斜角变化超出上限值，则发出变位预警信号。
优选地，所述步骤S13中的调整调高垫的高度，在缓冲预制板上设置螺杆，利用螺杆与带有浇筑支撑螺纹孔的锚固件将缓冲装置锁紧连接成为一个牢固的整体。
本发明减震缓冲方法的有益效果是：矿山巷道施工过程分为三步，实际可以同步进行，在缓冲装置进行铺设的同时，隔震弧面也可以进行加固，在巷道内的光纤也允许及时安装，因此施工周期较为快速且实际效果突出；同一矿山地质条件下，收集到一次爆破数据后作为参考，可以在相似矿山地质场景下精简施工过程，具有突出的现实意义。
附图说明
图1是本发明装置的结构示意图。
图2是图1中的局部放大图。
图3是本发明方法的流程框图。
图中：1、上行巷道；2、加固塔板；3、减震垫；31、密封垫；32、防滑垫；33、调高垫；4、缓冲预制板；5、既有巷道；6、隔震弧面；7、水准仪；8、光纤。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
实施例1：
如图1和图2所示，本发明所述的矿山巷道爆破施工时的减震缓冲装置，包括上行巷道1和既有巷道5，上行巷道1底部安装缓冲装置，既有巷道5顶部安装有隔震弧面6，上行巷道1的爆破点产生的震动作用经由缓冲装置、隔震弧面6传递到既有巷道5，其中：
缓冲装置包括缓冲预制板4、减震垫3和加固塔板2，缓冲预制板4利用水泥通过二次浇注与上行巷道1底部的基础固连成一体，减震垫3包括位于底部的防滑垫32、设置在防滑垫32边缘的密封垫31、以及设置在防滑垫32中部的调高垫33，加固塔板2采用由外侧向内侧逐渐降低的斜面；
隔震弧面6包括加固层，以及安装于加固层两侧的水准仪7；加固层包括防水板、隔振橡胶和支护筋网，水准仪7将既有巷道5倾斜角的信息经由光纤8传递至预警服务器。
本发明减震缓冲装置的有益效果是：通过预制板技术，将现场需要浇筑的减震缓冲材料进行预制，减少施工周期；利用减震垫3实现减震的同时可以调节加固塔板2的高度，适应不同场合的矿山地质环境；在已经建成的巷道内，利用隔震弧面6进行二次防护的同时，利用水准仪7进行精准预警。
优选地，所述调高垫33为灰浆袋或弹簧隔振器，防滑垫32为弹性聚氨酯垫或弹性聚氨酯套，密封垫31为尼龙条。
优选地，所述缓冲预制板4上开设有灌浆孔，水泥通过灌浆孔注入至缓冲预制板4底部，注入底部的水泥与基础固连成共同构成上行巷道1新的基础。
优选地，所述加固塔板2底面与缓冲预制板4顶面形成10°～15°夹角，缓冲预制板4上附大于缓冲预制板4长度且能够有力支撑两侧围岩的加固搭板。
优选地，所述隔振橡胶设置有预留注浆孔，预留注浆孔填充注浆加固支护筋网和防水板。
优选地，所述水准仪7型号为JH-FGD-C2，内部光纤8应变元件采用金属化封装，尾纤采用耐腐蚀PU披覆铠装光缆。
实施例2：
本实施例2中给出具体的减震缓冲方法。
如图3所示，本发明所述的矿山巷道爆破施工时的减震缓冲装置的方法，包括如下步骤：
S1：缓冲装置的设置：按照施工组织设计，在近距爆破影响区为缓冲装置铺设缓冲装置，即：
S11：由于需要挖掘出缓冲预制板4占有的空间，需要超挖中间夹层围岩，待找平处理后，利用工具通过抬升机构将缓冲预制板4抬起，落至上行巷道1基础内；
S12：在缓冲预制板4上装入防滑垫32、调高垫33，通过抬升机构将加固塔板2抬起，落至缓冲预制板4上，在缓冲预制板4和加固塔板2之间的缝隙处封堵上密封垫31；
S13：重新调整调高垫33的高度，并通过缓冲预制板4的灌浆孔向基础底部灌注水泥，形成更牢固的新基础；
S2：隔震弧面6的设置：按照施工组织设计，在近距爆破影响区为缓冲装置铺设缓冲装置，即：
S21：向既有巷道5拱顶内轮廓范围超挖一定距离用以铺设支护筋网，其施作时，小进尺铺设，支护筋网抵住进行初支工作；
S22：然后铺设防水板、隔振橡胶，即在防水板与支护筋网之间夹一层隔振橡胶，形成隔震弧面6；
S23：通过隔振橡胶上的预留注浆孔注浆进行二次衬砌封闭，完成整个减震缓冲装置的设置；
S3：巷道变形变位预警采集：准确测量出既有巷道5局部或整体变形的准确位置，大小量值，变形方向和变化速率，实时动态和准确的掌握爆破过程中对既有巷道5影响的程度，步骤如下：
沿既有巷道5侧壁开设有长槽，长槽内嵌有光纤8，光纤8上铺装有水准仪7，且水准仪7集中于隔震弧面6两侧布设；预警服务器发射的光脉冲经采集解调器入射到光纤8中，水准仪7将既有巷道5倾斜角的信息经由光纤8传递至预警服务器。
优选地，所述步骤S3中的预警服务器根据倾斜角信号作如下判断：
若一个水准仪7的倾斜角变化超出上限值，则发出振动预警信号；
若二至五个水准仪7的倾斜角变化超出上限值，则发出变形预警信号；
若超过五个水准仪7的倾斜角变化超出上限值，则发出变位预警信号。
优选地，所述步骤S13中的调整调高垫33的高度，在缓冲预制板4上设置螺杆，利用螺杆与带有浇筑支撑螺纹孔的锚固件将缓冲装置锁紧连接成为一个牢固的整体。
本发明减震缓冲方法的有益效果是：矿山巷道施工过程分为三步，实际可以同步进行，在缓冲装置进行铺设的同时，隔震弧面6也可以进行加固，在巷道内的光纤8也允许及时安装，因此施工周期较为快速且实际效果突出；同一矿山地质条件下，收集到一次爆破数据后作为参考，可以在相似矿山地质场景下精简施工过程，具有突出的现实意义。
综上所述，本发明提出了一种矿山巷道爆破施工时的减震缓冲方法及装置，在上行巷道内铺设缓冲装置，减少施工周期；在既有巷道内铺设水准仪，获知爆破预警信息，整个施工周期缩短，爆破数据精准。
本发明可广泛运用于矿山井巷工程施工场合。
当然，上述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定对本发明的实施例范围。本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的均等变化与改进等，均应归属于本发明的发明涵盖范围内。

Claims (1)

1.一种矿山巷道爆破施工时的减震缓冲方法，基于矿山巷道爆破施工时的减震缓冲装置，矿山巷道爆破施工时的减震缓冲装置包括上行巷道(1)和既有巷道(5)，其特征在于，上行巷道(1)底部安装缓冲装置，既有巷道(5)顶部安装有隔震弧面(6)，上行巷道(1)的爆破点产生的震动作用经由缓冲装置、隔震弧面(6)传递到既有巷道(5)，其中：缓冲装置包括缓冲预制板(4)、减震垫(3)和加固塔板(2)，缓冲预制板(4)利用水泥通过二次浇注与上行巷道(1)底部的基础固连成一体，减震垫(3)包括位于底部的防滑垫(32)、设置在防滑垫(32)边缘的密封垫(31)、以及设置在防滑垫(32)中部的调高垫(33)，加固塔板(2)采用由外侧向内侧逐渐降低的斜面；隔震弧面(6)包括加固层，以及安装于加固层两侧的水准仪(7)；加固层包括防水板、隔振橡胶和支护筋网，水准仪(7)将既有巷道(5)倾斜角的信息经由光纤(8)传递至预警服务器，所述减震缓冲方法包括如下步骤：
S1：缓冲装置的设置：按照施工组织设计，在近距爆破影响区铺设缓冲装置，即：
S11：由于需要挖掘出缓冲预制板(4)占有的空间，需要超挖中间夹层围岩，待找平处理后，利用工具通过抬升机构将缓冲预制板(4)抬起，落至上行巷道(1)基础内；
S12：在缓冲预制板(4)上装入防滑垫(32)、调高垫(33)，通过抬升机构将加固塔板(2)抬起，落至缓冲预制板(4)上，在缓冲预制板(4)和加固塔板(2)之间的缝隙处封堵上密封垫(31)；
S13：重新调整调高垫(33)的高度，并通过缓冲预制板(4)的灌浆孔向基础底部灌注水泥，形成更牢固的新基础；在缓冲预制板(4)上设置螺杆，利用螺杆与带有浇筑支撑螺纹孔的锚固件将缓冲装置锁紧连接成为一个牢固的整体；
S2：隔震弧面(6)的设置：按照施工组织设计，在近距爆破影响区铺设隔震弧面(6)，即：
S21：向既有巷道(5)拱顶内轮廓范围超挖一定距离用以铺设支护筋网，其施作时，小进尺铺设，支护筋网抵住进行初支工作；
S22：然后铺设防水板、隔振橡胶，即在防水板与支护筋网之间夹一层隔振橡胶，形成隔震弧面(6)；
S23：通过隔振橡胶上的预留注浆孔注浆进行二次衬砌封闭，完成整个减震缓冲装置的设置；
S3：巷道变形变位预警采集：准确测量出既有巷道(5)局部或整体变形的准确位置、大小量值、变形方向和变化速率，实时动态和准确的掌握爆破过程中对既有巷道(5)影响的程度，步骤如下：
沿既有巷道(5)侧壁开设有长槽，长槽内嵌有光纤(8)，光纤(8)上铺装有水准仪(7)，且水准仪(7)集中于隔震弧面(6)两侧布设；预警服务器发射的光脉冲经采集解调器入射到光纤(8)中，水准仪(7)将既有巷道(5)倾斜角的信息经由光纤(8)传递至预警服务器；
预警服务器根据倾斜角信号作如下判断：
若一个水准仪(7)的倾斜角变化超出上限值，则发出振动预警信号；
若二至五个水准仪(7)的倾斜角变化超出上限值，则发出变形预警信号；
若超过五个水准仪(7)的倾斜角变化超出上限值，则发出变位预警信号。
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