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火頭。本發(fā)明充裝閥具有結(jié)構(gòu)簡單，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)簡單，結(jié)構(gòu)組成部件容易加工，制造成本低，不漏氣，運輸安全，無啞炮隱患，膨脹力大。

二氧化碳爆破設(shè)備針對破碎或不穩(wěn)固巖體裂隙溝通性差，注漿量小的問題，有人提出了采用常規(guī)爆破增透注漿的方法進行復(fù)合支護，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精確控制，無法形成均勻的裂隙帶，爆破后很容易對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)問題是針對上述節(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)備桿支護方法，以增加圍巖的通透性，擴大漿液的擴散半徑，改善圍巖的注漿效果達(dá)到錨桿與注漿雙重支護的目的。

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

步驟1：作業(yè)時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并嵌入孔壁以固定錨桿；

步驟2：企爆復(fù)合錨桿，此時位于主體管內(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錨桿施加預(yù)應(yīng)力。

進一步的，步驟1中主體管包括儲液管、固定連接在儲液管前端的泄能頭及可拆卸連接在儲液管后端的充裝頭，泄能頭內(nèi)設(shè)有連通儲液管內(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)有連通儲液管內(nèi)腔的充液孔及控制充液孔開閉的閥門，在儲液管內(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液管內(nèi)，通過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度，儲液管前端爆破片破裂，高壓氣體瞬間進入釋放管路中，從泄能頭上的噴射孔進入鉆孔內(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，通過旋轉(zhuǎn)主體管帶動楔形螺母朝主體管運動，楔形面與脹殼夾片相配合將脹殼夾片撐開嵌入孔壁。

進一步的，在進行液態(tài)二氧化碳爆破注漿式復(fù)合錨桿支護之前，還包括如下步驟：

步驟a：首先開展需要支護區(qū)域的工程地質(zhì)調(diào)查和巖石力學(xué)實驗，進一步結(jié)合松動圈測試確定不穩(wěn)固區(qū)巖體厚度及其物理力學(xué)參數(shù)，進而確定液態(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，通過計算機模擬和現(xiàn)場試爆進行布孔優(yōu)化，根據(jù)計算分析所得結(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：通過充液孔充裝液態(tài)二氧化碳，并利用閥芯進行壓力控制，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。

進一步的，步驟1的具體步驟如下：通過旋轉(zhuǎn)主體管迫使楔形螺母朝主體管移動將脹殼體撐開嵌入孔壁，使錨桿固定在巖體中，并使噴射孔與巖體優(yōu)勢節(jié)理方向一致，錨桿的充裝頭及儲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12個復(fù)合錨桿，并進行檢查，檢查無誤后，利用接線柱接通電極對加熱元件通電，加熱儲液管內(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一步擴展與貫通，形成貫通裂隙，達(dá)到擴大注漿半徑的目的；

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，與外部注漿臺車的注漿導(dǎo)管連接進行高壓注漿，實現(xiàn)對巖體注漿加固，注漿采取多孔同時注漿方式進行，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錨桿施加預(yù)應(yīng)力。

進一步的，步驟a的具體步驟為：首先開展工程地質(zhì)調(diào)查和巖石力學(xué)實驗，掌握頂板或上盤圍巖條件，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，獲得頂板或上盤圍巖允許暴露面積和暴露時間，圈定頂板或上盤圍巖需要支護的區(qū)域范圍；開展圍巖松動圈測試，對照松動圈圍巖分類表進行圍巖類別判定，確定圍巖需支護的厚度，進而根據(jù)不穩(wěn)固區(qū)的位置分布及厚度，設(shè)計爆破注漿復(fù)合錨桿支護參數(shù)，進一步確定液態(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頂點處，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，實現(xiàn)對錨桿施加預(yù)應(yīng)力和形成對巖土體徑向阻力。

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)合支護的方法，預(yù)先通過液態(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來，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，無有獨氣體的排放，無處理啞炮、盲炮的危險，操作簡單且安全性高。根據(jù)工程地質(zhì)調(diào)查結(jié)果進行布孔和鉆孔，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。