二氧化碳爆破設(shè)備致裂管，包括充氣座體、通孔、閥腔、充氣嘴、充氣閥、擋環(huán)和地一密封圈，充氣座體上端部中間位置設(shè)有充氣嘴，充氣嘴下方設(shè)有通孔，通孔下方設(shè)有閥腔，閥腔下方設(shè)有擋環(huán)，閥腔內(nèi)設(shè)有充氣閥和地一密封圈；充氣閥的一端為充氣頂針，另一端為充氣閥芯；地一密封圈套在充氣頂針上，充氣孔從充氣頂針的頂部貫穿到底部與閥腔連通。一種二氧化碳爆破設(shè)備，包括膨脹管和充氣點(diǎn)火頭。本發(fā)明充裝閥具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)組成部件容易加工，制造成本低，不漏氣；二氧化碳爆破設(shè)備具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)組成部件容易加工，制造成本低，不漏氣，運(yùn)輸安全，無(wú)啞炮隱患，膨脹力大。

二氧化碳爆破設(shè)備針對(duì)破碎或不穩(wěn)固巖體裂隙溝通性差，注漿量小的問(wèn)題，有人提出了采用常規(guī)爆破增透注漿的方法進(jìn)行復(fù)合支護(hù)，但詐要爆詐增透技術(shù)不僅適用條件受限，操作工藝復(fù)雜，而且安全系數(shù)低，不能排除啞炮的可能，爆破產(chǎn)生大量的熱量及有獨(dú)有害氣體，污染作業(yè)環(huán)境。此外，由于要包爆破能量及其能量釋放方向難以控制，無(wú)法形成均勻的裂隙帶，爆破后很容易對(duì)深部圍巖爆詐致裂帶造成新的應(yīng)力集中，反而有可能影響圍巖的穩(wěn)定性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)上述節(jié)理裂隙中等發(fā)育、聯(lián)通性差且厚度變化大的圍巖，提供一種爆破能量可調(diào)、泄放方式可控、巖體裂隙尺度和范圍可定向定量增加、二氧化碳爆破設(shè)備桿支護(hù)方法，以增加圍巖的通透性，擴(kuò)大漿液的擴(kuò)散半徑，改善圍巖的注漿效果達(dá)到錨桿與注漿雙重支護(hù)的目的。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所提供的二氧化碳爆破設(shè)備桿支護(hù)方法，包括如下步驟：

步驟1：作業(yè)時(shí)將充裝好的二氧化碳爆破設(shè)備桿置入預(yù)先布置的鉆孔中，并旋轉(zhuǎn)復(fù)合錨桿主體管使前端的錨固段脹殼體張開(kāi)并嵌入孔壁以固定錨桿；

步驟2：企爆復(fù)合錨桿，此時(shí)位于主體管內(nèi)的液態(tài)二氧化碳迅速相變成為高壓氣體并從主體管上的噴射孔中噴出，在高壓氣體射流產(chǎn)生的沖擊作用下，孔壁圍巖內(nèi)形成大量裂隙，從而增大圍巖裂隙密度和范圍；

步驟3：爆破后主體管兼做注漿通道與外部注漿泵連接進(jìn)行注漿，漿液從噴射孔內(nèi)流出填充裂隙，注漿結(jié)束后，在主體管末端套上托板和加固螺母以對(duì)錨桿施加預(yù)應(yīng)力。

進(jìn)一步的，步驟1中主體管包括儲(chǔ)液管、固定連接在儲(chǔ)液管前端的泄能頭及可拆卸連接在儲(chǔ)液管后端的充裝頭，泄能頭內(nèi)設(shè)有連通儲(chǔ)液管內(nèi)腔的釋放管路，外壁上設(shè)有貫通釋放管路的噴射孔；在儲(chǔ)液管內(nèi)腔與釋放管路之間設(shè)有爆破片，充裝頭上設(shè)有連通儲(chǔ)液管內(nèi)腔的充液孔及控制充液孔開(kāi)閉的閥門(mén)，在儲(chǔ)液管內(nèi)腔的后端設(shè)有加熱元件，液體二氧化碳從充液孔沖入儲(chǔ)液管內(nèi)，通過(guò)使加熱元件通電后產(chǎn)生熱量，使液態(tài)二氧化碳汽化產(chǎn)生高壓氣體，當(dāng)氣體壓力大于爆破片的強(qiáng)度，儲(chǔ)液管前端爆破片破裂，高壓氣體瞬間進(jìn)入釋放管路中，從泄能頭上的噴射孔進(jìn)入鉆孔內(nèi)，鉆孔內(nèi)壁圍巖在高壓射流作用下形成大量裂隙。

進(jìn)一步的，步驟1中錨固段包括一螺桿、一楔形螺母及脹殼體，螺桿一端與泄能頭前端固定連接，另一端從脹殼體的脹殼夾片之間穿過(guò)并與楔形螺母之螺孔螺接配合，楔形螺母上設(shè)有與脹殼夾片相配合的楔形面，通過(guò)旋轉(zhuǎn)主體管帶動(dòng)楔形螺母朝主體管運(yùn)動(dòng)，楔形面與脹殼夾片相配合將脹殼夾片撐開(kāi)嵌入孔壁。

進(jìn)一步的，在進(jìn)行液態(tài)二氧化碳爆破注漿式復(fù)合錨桿支護(hù)之前，還包括如下步驟：

步驟a：首先開(kāi)展需要支護(hù)區(qū)域的工程地質(zhì)調(diào)查和巖石力學(xué)實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步結(jié)合松動(dòng)圈測(cè)試確定不穩(wěn)固區(qū)巖體厚度及其物理力學(xué)參數(shù)，進(jìn)而確定液態(tài)二氧化碳填充量及其額定爆詐壓力、發(fā)熱元件化學(xué)品裝填量和該復(fù)合錨桿主體管的醉大長(zhǎng)度；

步驟b：根據(jù)工程地質(zhì)調(diào)查結(jié)果及液態(tài)二氧化碳的爆詐壓力，通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬和現(xiàn)場(chǎng)試爆進(jìn)行布孔優(yōu)化，根據(jù)計(jì)算分析所得結(jié)果，選擇相應(yīng)規(guī)格和數(shù)量的二氧化碳爆破設(shè)備桿；

步驟c：通過(guò)充液孔充裝液態(tài)二氧化碳，并利用閥芯進(jìn)行壓力控制，充裝完畢后用推送器將復(fù)合錨桿送入錨桿注漿孔。

具體的，步驟b中布孔方式采取梅花形或三角形的深孔與淺孔交替布置方式。

進(jìn)一步的，步驟1的具體步驟如下：通過(guò)旋轉(zhuǎn)主體管迫使楔形螺母朝主體管移動(dòng)將脹殼體撐開(kāi)嵌入孔壁，使錨桿固定在巖體中，并使噴射孔與巖體優(yōu)勢(shì)節(jié)理方向一致，錨桿的充裝頭及儲(chǔ)液管的尾端從鉆孔中伸出；

步驟2的具體步驟如下：用導(dǎo)線連接4排5列，不超過(guò)12個(gè)復(fù)合錨桿，并進(jìn)行檢查，檢查無(wú)誤后，利用接線柱接通電極對(duì)加熱元件通電，加熱儲(chǔ)液管內(nèi)液態(tài)二氧化碳，液態(tài)二氧化碳相變?yōu)闅鈶B(tài)，利用相變產(chǎn)生的高壓射流氣體作用巖體形成新的裂隙，并使不穩(wěn)固巖體中原生裂隙進(jìn)一步擴(kuò)展與貫通，形成貫通裂隙，達(dá)到擴(kuò)大注漿半徑的目的；

步驟3的具體步驟如下：爆破結(jié)束后，卸掉主體管尾端的充裝頭和加熱元件，主體管兼作注漿管使用，與外部注漿臺(tái)車(chē)的注漿導(dǎo)管連接進(jìn)行高壓注漿，實(shí)現(xiàn)對(duì)巖體注漿加固，注漿采取多孔同時(shí)注漿方式進(jìn)行，形成與基巖相楔合的注漿加固帶，注漿結(jié)束后，在主體管末端套上托板和加固螺母以對(duì)錨桿施加預(yù)應(yīng)力。

進(jìn)一步的，步驟a的具體步驟為：首先開(kāi)展工程地質(zhì)調(diào)查和巖石力學(xué)實(shí)驗(yàn)，掌握頂板或上盤(pán)圍巖條件，包括巖體基本物理力學(xué)性質(zhì)和圍巖節(jié)理裂隙發(fā)育程度，獲得頂板或上盤(pán)圍巖允許暴露面積和暴露時(shí)間，圈定頂板或上盤(pán)圍巖需要支護(hù)的區(qū)域范圍；開(kāi)展圍巖松動(dòng)圈測(cè)試，對(duì)照松動(dòng)圈圍巖分類(lèi)表進(jìn)行圍巖類(lèi)別判定，確定圍巖需支護(hù)的厚度，進(jìn)而根據(jù)不穩(wěn)固區(qū)的位置分布及厚度，設(shè)計(jì)爆破注漿復(fù)合錨桿支護(hù)參數(shù)，進(jìn)一步確定液態(tài)二氧化碳填充量及其額定爆詐壓力、發(fā)熱元件化學(xué)品裝填量和該復(fù)合錨桿主體管的醉大長(zhǎng)度。

具體的，深孔取2.5m，淺孔取1.8-2.0m，深孔位于正六邊形的中心處，淺孔位于正六邊形的六個(gè)頂點(diǎn)處，孔間距取1.2m。具體的，在錨桿主體管外壁表面上設(shè)有螺紋，實(shí)現(xiàn)對(duì)錨桿施加預(yù)應(yīng)力和形成對(duì)巖土體徑向阻力。

具體的，在脹殼夾片的外表面為倒鋸齒狀錐形表面，倒鋸齒環(huán)向布設(shè)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果：

采用二氧化碳爆破設(shè)備注漿式錨桿復(fù)合支護(hù)的方法，預(yù)先通過(guò)液態(tài)二氧化碳相變產(chǎn)生的高壓氣體形成的爆詐能量，使巖體沿天然裂縫剪切開(kāi)來(lái)，在保證圍巖不受二次破壞的前提下，有效增大巖體內(nèi)部裂隙尺度和范圍，改變圍巖原生裂隙的狀態(tài)，增加巖體次生裂隙的發(fā)育，使得圍巖內(nèi)部產(chǎn)生大量的裂隙帶，為注漿創(chuàng)造良好的條件，爆破后主體桿作為爆破后的注漿通道和錨桿功效使用，具有爆破、注漿與錨桿的多重作用。而且，采用液態(tài)二氧化碳物理爆破替代傳統(tǒng)的(詐要)化學(xué)爆破，爆破能量和泄能方式可控，無(wú)有獨(dú)氣體的排放，無(wú)處理啞炮、盲炮的危險(xiǎn)，操作簡(jiǎn)單且安全性高。根據(jù)工程地質(zhì)調(diào)查結(jié)果進(jìn)行布孔和鉆孔，基于爆破能量分布考慮，醉大程度合理利用高壓二氧化碳?xì)怏w產(chǎn)生的射流沖擊作用，布孔采取梅花形(或三角形)布孔方式，采取淺孔與深孔結(jié)合注漿，使爆破后相鄰鉆孔在空間連線上裂隙醉大程度的貫通，形成醉佳的注漿及加固帶，發(fā)揮錨注醉佳支護(hù)效果，所形成超大厚度的圍巖加固帶有效提高圍巖的穩(wěn)定性。