CN112922634A - 一种巷道围岩的支护结构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及支护结构技术领域，公开了一种巷道围岩的支护结构，包括：巷道上安装有锚杆和锚索，锚杆为中空管体，喷层喷覆在巷道的表层，吸热管固连于锚杆的内部，吸热管沿锚杆的长度方向设置，热交换介质充斥于吸热管内，冷却层设于喷层的内侧，冷却液充斥于空腔内，排液管固定于冷却层内，排液管的第一端设于空腔底部，排液管的第二端延伸出冷却层与外部的循环泵连接。本发明提供的一种巷道围岩的支护结构可有效吸收巷道内围岩中的热量，避免了巷道围岩的破坏，进而保证了支护结构的支护作用。
Description
技术领域
本发明涉及支护结构技术领域，特别涉及一种巷道围岩的支护结构。
背景技术
“高地温、地热水、高地应力”已成为当前位于板块活动区的水利水电、交通和矿山等隧道工程的主要特点，当隧道埋深过大，或受到岩浆活动、温泉等地下热水的影响时，在高岩温作用下，隧道内的巷道结构内产生附加温度应力，可能引起隧道开裂，与此同时，在高地温、高地应力耦合作用下，岩体内积聚的高温温降、应变能释放时将导致强烈的围岩破坏，导致巷道围岩稳定性降低，巷道支护难度急剧增大。
发明内容
本发明提供一种巷道围岩的支护结构，目的在于提供一种可以有效吸收想到围岩热量的巷道围岩支护结构。
本发明提供了一种巷道围岩的支护结构，包括：
巷道，巷道上安装有锚杆和锚索；
锚杆为中空管体；
喷层，喷层喷覆在巷道的表层；
第一吸热管，第一吸热管固连于锚杆的内部，第一吸热管沿锚杆的长度方向设置，第一吸热管两端封闭；
热交换介质，热交换介质充斥于第一吸热管内；
冷却层，冷却层设于喷层的内侧，其中，内侧为远离巷道的一侧，冷却层具有空腔，锚杆贯穿冷却层的内外侧壁；
冷却液，冷却液充斥于空腔内；
排液管，排液管固定于冷却层内，排液管的第一端设于空腔底部，排液管的第二端延伸出冷却层与外部的循环泵连接。
可选的，冷却层的内侧设有隔热层。
可选的，隔热层的内侧壁均匀分布有多个凹槽，凹槽固定有第二吸热管，第二吸热管垂直于锚杆设置，第二吸热管平行于巷道底面设置，第二吸热管内充斥有热交换介质。
可选的，隔热层的外侧壁上开设有多个通孔，通孔与凹槽连通。
可选的，喷层与冷却层之间设有隔热层。
可选的，隔热层为玻璃棉。
可选的，喷层为柔性喷层。
可选的，隔热层的内侧设有防水层。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明通过将锚杆设计为中空杆体，在其中固定第一吸热管的方式，可以使巷道内围岩中的热量进入锚杆内，从而被第一吸热管内的热交换介质吸收，而通过设置在喷层的内侧的充斥有冷却液的冷却层可以使第一吸热管内的热交换介质在冷却层被冷却，此外，排液管的设置可保证当冷却液失效时将其有效排出，再注入新的冷却液，进而保证了第一吸热管的吸热效率，有效吸收巷道内围岩中的热量，避免了巷道围岩的破坏，进而保证了支护结构的支护作用。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种巷道围岩的支护结构的结构示意图；
图2为图1中G处的局部结构放大示意图；
图3为图1中H处的局部结构放大示意图。
附图标记说明：
1-巷道，2-锚杆，3-锚索，4-喷层，5-第一吸热管，6-热交换介质，7-冷却层，71-空腔，8-冷却液，9-排液管，10-隔热层，11-凹槽，12-第二吸热管，13-通孔。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的一个具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明的技术方案和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
如图1-2所示，本发明实施例提供的一种巷道围岩的支护结构，包括：巷道1、锚杆2、锚索3、喷层4、第一吸热管5、热交换介质6、冷却层7、冷却液8和排液管9，巷道1上安装有锚杆2和锚索3，锚杆2为中空管体，喷层4喷覆在巷道1的表层，第一吸热管5固连于锚杆2的内部，第一吸热管5沿锚杆2的长度方向设置，第一吸热管5两端封闭，热交换介质6充斥于吸热管5内，冷却层7设于喷层4的内侧，其中，内侧为远离巷道1的一侧，冷却层7具有空腔71，锚杆2贯穿冷却层7的内外侧壁，冷却液8充斥于空腔71内，排液管9固定于冷却层7内，排液管9的第一端设于空腔71底部，排液管9的第二端延伸出冷却层7与外部的循环泵连接。
在本实施例中，热交换介质6可以为油或水，冷却液8可以为水等，锚杆2的固定方式为锚固。
本发明通过将锚杆设计为中空杆体，在其中固定第一吸热管的方式，可以使巷道内围岩中的热量进入锚杆内，从而被第一吸热管内的热交换介质吸收，而通过设置在喷层的内侧的充斥有冷却液的冷却层可以使第一吸热管内的热交换介质在冷却层被冷却，此外，排液管的设置可保证当冷却液失效时将其有效排出，再注入新的冷却液，进而保证了第一吸热管的吸热效率，有效吸收巷道内围岩中的热量，避免了巷道围岩的破坏，进而保证了支护结构的支护作用。
可选的，冷却层7的内侧设有隔热层10，隔热层10可将未被第一吸热管5吸收的余热吸收掉，进一步保证了支护结构的吸热效率，有效吸收巷道内围岩中的热量，避免了巷道围岩的破坏，进而保证了支护结构的支护作用。
可选的，隔热层10的内侧壁均匀分布有多个凹槽11，凹槽11固定有第二吸热管12，第二吸热管12垂直于锚杆2设置，第二吸热管12平行于巷道1底面设置，第二吸热管12内充斥有热交换介质6，在本实施例中，凹槽11和第二吸热管12尺寸配合，可通过螺纹紧固件将第二吸热管12固定在凹槽11内，第二吸热管12可为软性金属材料，可以弯折，使第二吸热管12也可延伸至冷却层7内进行散热，第二吸热管12可将隔热层10吸收的热量进行有效吸收，进一步保证了支护结构的吸热效率，有效吸收巷道内围岩中的热量，避免了巷道围岩的破坏，进而保证了支护结构的支护作用。
可选的，隔热层10的外侧壁上开设有多个通孔13，通孔13与凹槽11连通，隔热层10吸收的热量可直接进入通孔13从而被与通孔13连通的凹槽11内的第二吸热管12吸收，进一步保证了支护结构的吸热效率，有效吸收巷道内围岩中的热量，避免了巷道围岩的破坏，进而保证了支护结构的支护作用。
可选的，喷层4与冷却层7之间设有隔热层10，隔热层10可有效吸收巷道内的热量，避免了巷道围岩的破坏，进而保证了支护结构的支护作用。。
可选的，隔热层10为玻璃棉，在本实施例中，隔热层10内部可为层状结构或蜂窝状结构，如此内部会形成多个小型腔室用以储存吸收的热量，进而可以成倍数的吸收热量，进一步保证了支护结构的吸热效率，有效吸收巷道内围岩中的热量，避免了巷道围岩的破坏，进而保证了支护结构的支护作用。
可选的，喷层4为柔性喷层，高温可能会使巷道围岩等结构产生微小形变，柔性喷层可随着巷道围岩等结构的变化而变化，进而保证了支护结构的稳定性，在本实施例中，柔性喷层的材质可以为聚亚胺胶脂材料。
可选的，隔热层10的内侧设有防水层，避免冷却层7内的冷却液渗入围岩中，进而保证了支护结构的稳定性。
使用方法及工作原理：将喷层4、防水层、隔热层10、冷却层7、隔热层10按照从内向外的顺序依次固定于巷道围岩上，喷层4紧贴围岩，冷却层7内通过排液管9和外部的循环泵注入冷却液8，锚杆2内固定第一吸热管5，再将锚杆2锚依次穿过层4、防水层、隔热层10、冷却层7、隔热层10和围岩进行锚固，随后施工锚索。
以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是，本发明实施例并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种巷道围岩的支护结构，包括：巷道(1)，所述巷道(1)上安装有锚杆(2)和锚索(3)，其特征在于，
所述锚杆(2)为中空管体；
喷层(4)，所述喷层(4)喷覆在所述巷道(1)的表层；
第一吸热管(5)，所述第一吸热管(5)固连于所述锚杆(2)的内部，所述第一吸热管(5)沿所述锚杆(2)的长度方向设置，所述第一吸热管(5)两端封闭；
热交换介质(6)，所述热交换介质(6)充斥于所述第一吸热管(5)内；
冷却层(7)，所述冷却层(7)设于所述喷层(4)的内侧，其中，所述内侧为远离所述巷道(1)的一侧，所述冷却层(7)具有空腔(71)，所述锚杆(2)贯穿所述冷却层(7)的内外侧壁；
冷却液(8)，所述冷却液(8)充斥于所述空腔(71)内；
排液管(9)，所述排液管(9)固定于所述冷却层(7)内，所述排液管(9)的第一端设于所述空腔(71)底部，所述排液管(9)的第二端延伸出所述冷却层(7)与外部的循环泵连接。
2.如权利要求1所述的巷道围岩的支护结构，其特征在于，所述冷却层(7)的内侧设有隔热层(10)。
3.如权利要求2所述的巷道围岩的支护结构，其特征在于，所述隔热层(10)的内侧壁均匀分布有多个凹槽(11)，所述凹槽(11)固定有第二吸热管(12)，所述第二吸热管(12)垂直于所述锚杆(2)设置，所述第二吸热管(12)平行于所述巷道(1)底面设置，所述第二吸热管(12)内充斥有热交换介质(6)。
4.如权利要求3所述的巷道围岩的支护结构，其特征在于，所述隔热层(10)的外侧壁上开设有多个通孔(13)，所述通孔(13)与所述凹槽(11)连通。
5.如权利要求1所述的巷道围岩的支护结构，其特征在于，所述喷层(4)与所述冷却层(7)之间设有隔热层(10)。
6.如权利要求2或5所述的巷道围岩的支护结构，其特征在于，所述隔热层(10)为玻璃棉。
7.如权利要求1所述的巷道围岩的支护结构，其特征在于，所述喷层(4)为柔性喷层。
8.如权利要求2所述的巷道围岩的支护结构，其特征在于，所述隔热层(10)的内侧设有防水层。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN114033457A (zh) * | 2021-10-21 | 2022-02-11 | 武汉理工大学 | 一种解决深井矿山三高问题的巷道支护系统及方法 |
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2021
- 2021-02-01 CN CN202110136752.0A patent/CN112922634A/zh not_active Withdrawn
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