一种深埋岩石开挖卸压装置的制作方法

本发明涉及岩爆防治，具体而言，涉及一种深埋岩石开挖卸压装置。

背景技术：

1、隧道埋深越大，其内部由于地质活动存储的地应力越高，埋深过大的坚硬岩石由于地应力过高，在开挖过程中卸去其原有的载荷平衡，产生高压气体，从而导致岩爆的发生。目前为防止岩爆发生，会采用加固开挖岩层的方法，但高压气体仍无法有效向外界排出，卸压效果差，影响深埋岩石开挖的安全性。

技术实现思路

1、本发明旨在解决目前进行深埋岩石开挖时，高压气体无法有效向外界排出，卸压效果差，影响深埋岩石开挖的安全性的问题。

2、为解决上述问题，本发明提供一种深埋岩石开挖卸压装置，包括出气管道和进气组件，所述出气管道的出口用于连通大气，所述进气组件包括套筒、帽头和活动顶升件，所述套筒的上端设有与所述出气管道的进口连通的卸压孔，所述帽头设于所述套筒的下端，所述帽头内形成有与所述套筒的内腔连通的进气孔，所述进气孔的内径小于所述套筒内腔的内径，所述活动顶升件包括推板部和顶升部，所述推板部设于所述套筒内且与所述套筒的内壁滑动配合，所述推板部上开设有排气孔，所述顶升部设于所述进气孔内且与所述进气孔的孔壁滑动配合，所述推板部与所述顶升部通过连接部连接。

3、可选地，所述套筒的内壁固设有限位套，所述限位套上设有导向孔和通气孔；

4、所述连接部设置为连接杆，所述连接杆穿设于所述导向孔。

5、可选地，所述连接杆的周侧套设有弹簧，所述弹簧的上端连接所述限位套，下端连接所述顶升部。

6、可选地，所述套筒包括上下依次连接的第一筒部、橡胶缓冲部和第二筒部。

7、可选地，还包括防护壳，所述防护壳罩设在所述第一筒部的周侧。

8、可选地，所述橡胶缓冲部具有凸出于所述第二筒部外侧壁的第一凸肩；

9、所述深埋岩石开挖卸压装置还包括橡胶吸能罩，所述橡胶吸能罩套设于所述第二筒部的周侧，且位于所述第一凸肩和所述帽头之间。

10、可选地，所述帽头的材质包括硬质钢。

11、可选地所述出气管道包括卸压管、连通于所述卸压管的连接管和连通于连接管的金属管，所述金属管可伸缩设置；

12、所述套筒的上端连接所述金属管的下端。

13、可选地，还包括卡接组件，所述卡接组件包括卡接座和卡接件，所述卡接座套设于所述套筒的侧壁，所述卡接件沿所述套筒的径向穿设于所述卡接座，且用于沿远离或靠近所述套筒的方向活动，所述卡接件的背离所述套筒的一端设有卡接头。

14、可选地，所述卡接座上设有安装壁；

15、所述卡接组件还包括固定套和转套，所述固定套设于所述卡接座且位于所述安装壁靠近所述套筒的一侧，所述固定套的轴向沿所述套筒的径向延伸，所述转套安装于所述固定套内，且用于沿所述固定套的周向转动，所述转套的内壁设有沿其轴向延伸的滑动部；

16、所述卡接件螺纹连接于所述安装壁且穿过所述转套，所述卡接头位于所述安装壁背离所述套筒的一侧，所述卡接件上设有与所述滑动部滑动配合的配合部。

17、可选地，所述滑动部包括卡条部，所述配合部包括限位槽。

18、可选地，所述卡接组件还包括第一驱动件，所述第一驱动件与所述转套连接，用于驱使所述转套沿所述固定套的周向转动。

19、可选地，所述第一驱动件包括第一电机，所述第一电机通过斜齿轮传动结构与所述转套连接。

20、可选地，还包括支撑组件，所述支撑组件包括安装架和支撑件，所述安装架设于所述套筒的外侧，所述支撑件的下端铰接于所述安装架，所述支撑件用于相对于所述安装架发生转动，以使所述支撑件的上端沿远离或靠近所述套筒的方向活动。

21、可选地，所述支撑件沿靠近所述套筒的方向呈向下倾斜设置；

22、所述支撑组件还包括限位轮，所述限位轮设于所述安装架，所述限位轮处于所述支撑件靠近所述套筒的一侧且其轮面与所述支撑件的侧壁面相贴合，所述限位轮用于相对于所述安装架沿上下方向活动，以驱使所述支撑件相对于所述安装架发生转动。

23、可选地，所述安装架上设有上下延伸的滑槽，所述限位轮的轮轴与所述滑槽滑动配合。

24、可选地，所述支撑件设有上下延伸的滑动槽，所述滑动槽上设有与其滑动配合的限位杆，所述限位杆通过伸缩套与所述限位轮的轮轴连接。

25、可选地，所述支撑组件还包括螺纹套和螺纹环，所述螺纹套套设于所述套筒的周侧，且用于沿所述套筒的周向转动，所述螺纹环螺纹连接于所述螺纹套的周侧且连接于所述限位轮的轮轴。

26、可选地，所述支撑组件还包括第二驱动件，所述第二驱动件与所述螺纹套连接，用于驱使所述螺纹套沿所述套筒的周向转动。

27、可选地，所述第二驱动件包括第二电机，所述第二电机通过齿轮齿圈传动结构与所述螺纹套连接。

28、可选地，还包括防护网，所述防护网罩设于所述帽头。

29、本发明提供的一种深埋岩石开挖卸压装置，相较于现有技术，具有但不局限于以下有益效果：

30、在深埋岩石开挖卸压装置中，帽头内形成有与套筒的内腔连通的进气孔，推板部上开设有排气孔，套筒的上端设有与出气管道的进口连通的卸压孔，由此，进气孔、排气孔、卸压孔以及出气管道可以连通构成供高压气体流动的气体通道，并且，推板部设于套筒内且与套筒的内壁滑动配合，由此，在高压气体流经排气孔时可以带动推板部沿套筒内壁滑动，推板部反过来起到阻碍高压气体的阻尼作用，同时，顶升部设于进气孔内且与进气孔的孔壁滑动配合，由此，在不受高压气体冲击时，顶升部可以堵住进气孔进而封闭该气体通道，在受高压气体冲击时，顶升部会上升同时也起到阻碍高压气体的阻尼作用。如此，在使用深埋岩石开挖卸压装置时，进气组件置于钻好的岩层钻孔内，可以对岩层钻孔进行支撑以防止孔壁坍塌，若岩石内部载荷平衡发生变化，高压气体喷出，高压气体推动顶升部，会使得顶升部上升不再堵住进气孔，而打开气体通道，使得高压气体沿进气孔、排气孔、卸压孔以及出气管道流动，之间受到推板部和顶升部共同的阻尼作用，最后高压气体缓慢从出气管道的出口向外界排出，使得该装置能有效向外界排出高压气体且具有较好的缓冲效果，提高了深埋岩石开挖的安全性。

技术特征：

1.一种深埋岩石开挖卸压装置，其特征在于，包括出气管道(1)和进气组件，所述出气管道(1)的出口用于连通大气，所述进气组件包括套筒(21)、帽头(22)和活动顶升件(23)，所述套筒(21)的上端设有与所述出气管道(1)的进口连通的卸压孔(211)，所述帽头(22)设于所述套筒(21)的下端，所述帽头(22)内形成有与所述套筒(21)的内腔连通的进气孔(221)，所述进气孔(221)的内径小于所述套筒(21)内腔的内径，所述活动顶升件(23)包括推板部(231)和顶升部(232)，所述推板部(231)设于所述套筒(21)内且与所述套筒(21)的内壁滑动配合，所述推板部(231)上开设有排气孔(231a)，所述顶升部(232)设于所述进气孔(221)内且与所述进气孔(221)的孔壁滑动配合，所述推板部(231)与所述顶升部(232)通过连接部(233)连接。

2.根据权利要求1所述的深埋岩石开挖卸压装置，其特征在于，所述套筒(21)的内壁固设有限位套(212)，所述限位套(212)上设有导向孔和通气孔(212a)；

3.根据权利要求2所述的深埋岩石开挖卸压装置，其特征在于，所述连接杆的周侧套设有弹簧(233a)，所述弹簧(233a)的上端连接所述限位套(212)，下端连接所述顶升部(232)。

4.根据权利要求1所述的深埋岩石开挖卸压装置，其特征在于，所述套筒(21)包括上下依次连接的第一筒部(213)、橡胶缓冲部(214)和第二筒部(215)。

5.根据权利要求4所述的深埋岩石开挖卸压装置，其特征在于，还包括防护壳(3)，所述防护壳(3)罩设在所述第一筒部(213)的周侧。

6.根据权利要求4所述的深埋岩石开挖卸压装置，其特征在于，所述橡胶缓冲部(214)具有凸出于所述第二筒部(215)外侧壁的第一凸肩；

7.根据权利要求1所述的深埋岩石开挖卸压装置，其特征在于，所述帽头(22)的材质包括硬质钢。

8.根据权利要求1所述的深埋岩石开挖卸压装置，其特征在于，所述出气管道(1)包括卸压管(11)、连通于所述卸压管(11)的连接管(12)和连通于连接管(12)的金属管(13)，所述金属管(13)可伸缩设置；

9.根据权利要求1所述的深埋岩石开挖卸压装置，其特征在于，还包括卡接组件(5)，所述卡接组件(5)包括卡接座(51)和卡接件(52)，所述卡接座(51)套设于所述套筒(21)的侧壁，所述卡接件(52)沿所述套筒(21)的径向穿设于所述卡接座(51)，且用于沿远离或靠近所述套筒(21)的方向活动，所述卡接件(52)的背离所述套筒(21)的一端设有卡接头(521)。

10.根据权利要求9所述的深埋岩石开挖卸压装置，其特征在于，所述卡接座(51)上设有安装壁(511)；

11.根据权利要求10所述的深埋岩石开挖卸压装置，其特征在于，所述滑动部(541)包括卡条部，所述配合部(522)包括限位槽。

12.根据权利要求10所述的深埋岩石开挖卸压装置，其特征在于，所述卡接组件(5)还包括第一驱动件，所述第一驱动件与所述转套(54)连接，用于驱使所述转套(54)沿所述固定套(53)的周向转动。

13.根据权利要求12所述的深埋岩石开挖卸压装置，其特征在于，所述第一驱动件包括第一电机(55)，所述第一电机(55)通过斜齿轮(551)传动结构与所述转套(54)连接。

14.根据权利要求1所述的深埋岩石开挖卸压装置，其特征在于，还包括支撑组件(6)，所述支撑组件(6)包括安装架(61)和支撑件(62)，所述安装架(61)设于所述套筒(21)的外侧，所述支撑件(62)的下端铰接于所述安装架(61)，所述支撑件(62)用于相对于所述安装架(61)发生转动，以使所述支撑件(62)的上端沿远离或靠近所述套筒(21)的方向活动。

15.根据权利要求14所述的深埋岩石开挖卸压装置，其特征在于，所述支撑件(62)沿靠近所述套筒(21)的方向呈向下倾斜设置；

16.根据权利要求15所述的深埋岩石开挖卸压装置，其特征在于，所述安装架(61)上设有上下延伸的滑槽(611)，所述限位轮(63)的轮轴与所述滑槽(611)滑动配合。

17.根据权利要求15所述的深埋岩石开挖卸压装置，其特征在于，所述支撑件(62)设有上下延伸的滑动槽(621)，所述滑动槽(621)上设有与其滑动配合的限位杆(622)，所述限位杆(622)通过伸缩套与所述限位轮(63)的轮轴连接。

18.根据权利要求15所述的深埋岩石开挖卸压装置，其特征在于，所述支撑组件(6)还包括螺纹套(64)和螺纹环(65)，所述螺纹套(64)套设于所述套筒(21)的周侧，且用于沿所述套筒(21)的周向转动，所述螺纹环(65)螺纹连接于所述螺纹套(64)的周侧且连接于所述限位轮(63)的轮轴。

19.根据权利要求18所述的深埋岩石开挖卸压装置，其特征在于，所述支撑组件(6)还包括第二驱动件，所述第二驱动件与所述螺纹套(64)连接，用于驱使所述螺纹套(64)沿所述套筒(21)的周向转动。

20.根据权利要求19所述的深埋岩石开挖卸压装置，其特征在于，所述第二驱动件包括第二电机(66)，所述第二电机(66)通过齿轮齿圈传动结构与所述螺纹套(64)连接。

21.根据权利要求1所述的深埋岩石开挖卸压装置，其特征在于，还包括防护网，所述防护网罩设于所述帽头(22)。

技术总结
本发明提供了一种深埋岩石开挖卸压装置，涉及岩爆防治技术领域，深埋岩石开挖卸压装置包括出气管道和进气组件，出气管道的出口用于连通大气，进气组件包括套筒、帽头和活动顶升件，套筒的上端设有与出气管道的进口连通的卸压孔，帽头设于套筒的下端，帽头内形成有与套筒的内腔连通的进气孔，进气孔的内径小于套筒内腔的内径，活动顶升件包括推板部和顶升部，推板部设于套筒内且与套筒的内壁滑动配合，推板部上开设有排气孔，顶升部设于进气孔内且与进气孔的孔壁滑动配合，推板部与顶升部通过连接部连接。本发明的深埋岩石开挖卸压装置能有效向外界排出高压气体且具有较好的缓冲效果，提高了深埋岩石开挖的安全性。

技术研发人员：王明刚,殷志强,李井国,章新生,寇学超,刘磊海,曾霖,靳毅,王松,李然
受保护的技术使用者：中铁四局集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14