[发明专利]一种适应于瓦斯赋存岩段隧道支护结构

说明书

本发明公开了一种适应于瓦斯赋存岩段隧道支护结构，属于煤矿均压通风技术领域，包括支护拱，用于支承隧道瓦斯赋存岩段的围岩；让压支护机构，用于连接支护拱与围岩，由主锚杆、副锚杆、托盘、上让压件、下让压件组成；监控装置，用于监测围岩应力、围岩瓦斯和隧道瓦斯，由第一瓦斯传感器、第一应力传感器、第二瓦斯传感器、第二应力传感器、数据采集器组成。本发明在支护隧道的同时可以监控隧道围岩和隧道支护结构的受力状态、瓦斯浓度，广泛应用于矿山或隧道安全监测领域，具有结构简单、操作方便、检测及时等优点。

技术领域

本发明属于隧道安全监测技术领域，具体涉及一种适应于瓦斯赋存岩段隧道支护结构。

背景技术

随着国家经济的发展，道路交通系统覆盖范围越来越大，连通区域的划分越来越细化，隧道工程发挥的作用也越来越大。隧道交通系统的发展不可避免的遇到瓦斯赋存地区，这给隧道的建设和运营带来极大的威胁。为了监测隧区瓦斯情况和隧道围岩应力、应变状况，保障隧道安全施工和运营，隧道的信号系统必须包括安全监测系统。目前隧道应力的监测一般是通过置入式应变传感器进行测量或是采用光学方法，如光栅技术进行测量，但是这些测量方式价格昂贵，只能进行区域式监测，监测范围有限。此外，我国瓦斯隧道主要依据煤矿巷道的经验来分类，工程人员对瓦斯隧道认识不足、重视不够，即便隧道处于瓦斯赋存地区，瓦斯的监测一般也只在隧道施工期间进行人工监测或是利用瓦斯监控仪器进行监测，监测范围小，不能整体上反映隧区瓦斯赋存情况，不能对于隧道运营期间的隧道围岩瓦斯赋存状况进行监测。

发明内容

有鉴于此，本发明目的在于提供一种适应于瓦斯赋存岩段隧道支护结构，以解决目前隧道开挖和运营阶段的隧道围岩及隧道内部瓦斯及应力监测问题。

为达到上述目的，本发明提供了如下技术方案：

本发明提供一种适应于瓦斯赋存岩段隧道支护结构，包括：支护拱，用于支承隧道瓦斯赋存岩段的围岩；让压支护机构，用于连接支护拱与围岩，由主锚杆、副锚杆、托盘、上让压件、下让压件组成，托盘和上让压件设于支护拱外侧，下让压件设于支护拱内侧，主锚杆依次穿设下让压件、支护拱、上让压件和托盘后打入围岩中，副锚杆穿设托盘后打入围岩中；监控装置，用于监测围岩应力、围岩瓦斯和隧道瓦斯，由第一瓦斯传感器、第一应力传感器、第二瓦斯传感器、第二应力传感器、数据采集器组成，托盘面向围岩的对应面上设置第一瓦斯传感器，托盘与上让压件之间设置第一应力传感器，下让压件背离支护拱的背离面设置第二瓦斯传感器，下让压件与支护拱之间设置第二应力传感器，数据采集器安装在支护拱上，且数据采集器与第一瓦斯传感器、第一应力传感器、第二瓦斯传感器、第二应力传感器通过信号线连接。

进一步，所述托盘呈“弓”型结构，其中央鼓凸部面向支护拱设置，两翼边上对称设置至少一组副锚杆。

进一步，所述托盘的中央鼓凸部内侧上还设有用于置放第一瓦斯传感器的保护壳，所述保护壳的四周侧壁上设有通孔。

进一步，所述托盘的两翼边面对围岩的对应面上设置若干个突起的抓点。

进一步，所述支护拱由上壳和下壳组成，上壳为凹陷面四周设有垂直边条的弧形结构，下壳为凸出面四周设有垂直边条的弧形结构，且上壳和下壳之间通过螺栓连接成具有一定厚度，而截面吻合于隧道的弧形箱体，所述弧形箱体上设有用于贯穿主锚杆的支护孔。

进一步，在支护拱上且根据支护拱的轴向长度和径向弧长设置呈阵列式排布的多个让压支护机构，且监控装置的数量与让压支护机构的数量一一对应。

进一步，还包括设置在支护拱上且与多个数据采集器通过光纤连接的信号收集终端，所述信号收集终端把收集到的信号通过有线或无线传输方式向外输送。

本发明的有益效果是：

(1)本发明通过主锚杆、副锚杆打入围岩内部，起到加固围岩的作用，同时把监控体系、让压体系固定于相应部位起到连接作用，增加了隧道支护结构的整体性。