專利名稱：深部高應(yīng)力碎脹圍巖的適時讓壓支護系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種深部巷道圍巖的支護設(shè)計系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著經(jīng)濟的發(fā)展和礦產(chǎn)資源的大量消耗，巷道開挖越來越向深部發(fā)展。但由于在開挖與建設(shè)當(dāng)中，地質(zhì)條件越來越復(fù)雜，各建設(shè)工程遇到前所未有的困難。特別是對于較深部處的開挖與支護工作，由于巖體整體破碎程度較大，加上深部地應(yīng)力作用，導(dǎo)致圍巖變形大，支護失效等現(xiàn)象。這都嚴(yán)重影響了各大礦區(qū)的開發(fā)進展和投產(chǎn)計劃。目前，對于深部軟弱圍巖的支護一般采用錨網(wǎng)噴、錨索、錨注或鋼拱架等中的一種或聯(lián)合形式；對于構(gòu)造復(fù)雜區(qū)域內(nèi)的高應(yīng)力、破碎圍巖，則提出了卸壓或讓壓支護技術(shù)。但讓壓位移或釋放應(yīng)力的多少并沒有統(tǒng)一衡量的標(biāo)準(zhǔn)，其系統(tǒng)的研究工作在國內(nèi)外尚不多見。因此，根據(jù)“優(yōu)化開挖順序，適當(dāng)讓壓后支護”的設(shè)計思想，提出一種深部巷道圍巖的支護設(shè)計方法及系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
為解決以上問題，本發(fā)明提供一種適合于深部高應(yīng)力碎脹圍巖的適時讓壓支護系統(tǒng)，本發(fā)明設(shè)計方案如下一種深部高應(yīng)力碎脹圍巖的適時讓壓支護系統(tǒng)，主要包括圍巖分類及評價子模塊RC、適時讓壓支護設(shè)計子模塊SY、反饋設(shè)計子模塊DR ；其中所述圍巖分類及評價子模塊RC用于將根據(jù)工程地質(zhì)調(diào)查的參數(shù)輸進行計算分析，得出總體支護方案；所述適時讓壓支護設(shè)計子模塊SY用于接收圍巖分類及評價子模塊RC中所得到的計算結(jié)果和總體支護方案，根據(jù)三因素四水平正交試驗設(shè)計方法得到16個方案，并分別對這些方案進行數(shù)值分析，綜合優(yōu)化出最佳方案，根據(jù)此得出的最佳方案對高應(yīng)力軟巖巷道進行施工和支護試驗；所述反饋設(shè)計子模塊DR用于在支護完成后的使用過程中，將實時地對巷道圍巖進行監(jiān)測所得到的實時監(jiān)控資料對原支護方案進行反饋設(shè)計，并得到調(diào)整支護方案，調(diào)整支護方案主要通過圖形處理與生成模塊CAD、顯示器及出圖設(shè)備等進行圖形生成和處理。所述適時讓壓支護設(shè)計子模塊SY用于正交試驗設(shè)計的模塊可為系統(tǒng)0ΕΤ。采用這個系統(tǒng)可以盡可能的避免重復(fù)性工作，能讓我們?nèi)嬖囼炛刑暨x出部分有代表性的點進行試驗，具備均勻分散、齊整可比的特點，可以高效率、快速、經(jīng)濟的進行試驗設(shè)計。所述適時讓壓支護設(shè)計子模塊SY用于對16個方案進行數(shù)值分析的模塊可為有限差分?jǐn)?shù)值分析系統(tǒng)FLAC。該系統(tǒng)調(diào)用了巖土類大型軟件FLAC，它能在支護條件下計算巖土工程的變形過程，是一種顯式有限差分法連續(xù)介質(zhì)快速Lagrange分析程序，內(nèi)嵌彈性模型、莫爾-庫侖準(zhǔn)則、應(yīng)變強化和應(yīng)變軟化模型等6種材料，可以模擬不同加載條件下的地應(yīng)力場生成、地下硐室開挖和錨桿或錨索設(shè)置等優(yōu)點。所述適時讓壓支護設(shè)計子模塊SY用于綜合優(yōu)化的系統(tǒng)可為綜合評價及優(yōu)化系統(tǒng)
30M0。該系統(tǒng)綜合考慮了地下圍巖工程的穩(wěn)定性評價指標(biāo)，包括最大監(jiān)測位移、最終收斂速率、支護結(jié)構(gòu)所承受的最終抗力、塑性區(qū)環(huán)向范圍、安全系數(shù)等指標(biāo)值，從而可以較為合理地找出優(yōu)選最佳方案。說明書附圖

圖1為本發(fā)明的工作流程圖。
具體實施例以下結(jié)合具體實施例對本發(fā)明做進一步闡述說明。如流程圖所示本實施例中的一種深部高應(yīng)力碎脹圍巖的適時讓壓支護系統(tǒng)，其主要包括圍巖分類及評價子模塊RC1、適時讓壓支護設(shè)計子模塊SY2以及反饋設(shè)計子模塊DR3 ；其中所述圍巖分類及評價子模塊RCl用于將根據(jù)工程地質(zhì)調(diào)查的參數(shù)輸進行計算分析，得出總體支護方案；所述適時讓壓支護設(shè)計子模塊SY2用于接收圍巖分類及評價子模塊RCl中所得到的計算結(jié)果和總體支護方案，采用系統(tǒng)0ET4根據(jù)三因素四水平正交試驗設(shè)計方法得到16 個方案，以有限差分?jǐn)?shù)值分析系統(tǒng)FLAC分別對這些方案進行數(shù)值分析，綜合評價及優(yōu)化系統(tǒng)0M06綜合優(yōu)化出最佳方案，根據(jù)此得出的最佳方案對高應(yīng)力軟巖巷道進行施工和支護試驗；所述反饋設(shè)計子模塊DR(3)用于在支護完成后的使用過程中，將實時地對巷道圍巖進行監(jiān)測所得到的實時監(jiān)控資料對原支護方案進行反饋設(shè)計，并得到調(diào)整支護方案，調(diào)整支護方案主要通過圖形處理與生成模塊CAD、顯示器及出圖設(shè)備等進行圖形生成和處理。以上具體實施例是本發(fā)明的一項較好實施例，但并非本發(fā)明全部內(nèi)容，采用相同功能模塊的替代本發(fā)明中的一些功能模塊達到同樣的目的等在本發(fā)明精神范圍內(nèi)所做的一切等同變換，都將在本發(fā)明保護范圍以內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種深部高應(yīng)力碎脹圍巖的適時讓壓支護系統(tǒng)，其特征在于其主要包括圍巖分類及評價子模塊RC(I)、適時讓壓支護設(shè)計子模塊SY O)、反饋設(shè)計子模塊DR (3)；其中所述圍巖分類及評價子模塊RC(I)用于將根據(jù)工程地質(zhì)調(diào)查的參數(shù)輸進行計算分析， 得出總體支護方案；所述適時讓壓支護設(shè)計子模塊SYQ)用于接收圍巖分類及評價子模塊RC(I)中所得到的計算結(jié)果和總體支護方案，根據(jù)三因素四水平正交試驗設(shè)計方法得到16個方案，并分別對這些方案進行數(shù)值分析，綜合優(yōu)化出最佳方案，根據(jù)此得出的最佳方案對高應(yīng)力軟巖巷道進行施工和支護試驗；所述反饋設(shè)計子模塊DR(3)用于在支護完成后的使用過程中，將實時地對巷道圍巖進行監(jiān)測所得到的實時監(jiān)控資料對原支護方案進行反饋設(shè)計，并得到調(diào)整支護方案，調(diào)整支護方案主要通過圖形處理與生成模塊CAD、顯示器及出圖設(shè)備等進行圖形生成和處理。
2.按照權(quán)利要求1所述的一種深部高應(yīng)力碎脹圍巖的適時讓壓支護系統(tǒng)，其特征在于所述適時讓壓支護設(shè)計子模塊SY(2)用于正交試驗設(shè)計的模塊為系統(tǒng)0ET(4)。
3.按照權(quán)利要求1所述的一種深部高應(yīng)力碎脹圍巖的適時讓壓支護系統(tǒng)，其特征在于所述適時讓壓支護設(shè)計子模塊SYQ)用于對16個方案進行數(shù)值分析的模塊為有限差分?jǐn)?shù)值分析系統(tǒng)FLAC (5)。
4.按照權(quán)利要求1所述的一種深部高應(yīng)力碎脹圍巖的適時讓壓支護系統(tǒng)，其特征在于所述適時讓壓支護設(shè)計子模塊SY(2)用于綜合優(yōu)化的系統(tǒng)為綜合評價及優(yōu)化系統(tǒng) OMO (6)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種深部高應(yīng)力碎脹圍巖的適時讓壓支護系統(tǒng)，主要包括圍巖分類及評價子模塊RC、適時讓壓支護設(shè)計子模塊SY、反饋設(shè)計子模塊DR；其中圍巖分類及評價子模塊RC用于將根據(jù)工程地質(zhì)調(diào)查的參數(shù)輸進行計算分析，得出總體支護方案；適時讓壓支護設(shè)計子模塊SY用于接收圍巖分類及評價子模塊RC中所得到的計算結(jié)果和總體支護方案，綜合優(yōu)化出最佳方案，進而對高應(yīng)力軟巖巷道進行施工和支護試驗；反饋設(shè)計子模塊DR用于在支護完成后的使用過程中，將實時地對巷道圍巖進行監(jiān)測所得到的實時監(jiān)控資料對原支護方案進行反饋設(shè)計，并得到調(diào)整支護方案，調(diào)整支護方案主要通過圖形處理與生成模塊CAD、顯示器及出圖設(shè)備等進行圖形生成和處理。本發(fā)明對于優(yōu)化開挖順序，適當(dāng)讓壓后支護能起到非常好的效果，為狂井開工提供了安全保障。
文檔編號E21D11/00GK102425432SQ20111041902
公開日2012年4月25日 申請日期2011年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月15日
發(fā)明者余偉健, 朱永建 申請人:湖南科技大學(xué)