提出一种面向地下工程安全开发的“智地压护盾锚固系统”,针对高地应力与强动载耦合作用下围岩控制难题,构建了集装备创新与智能决策于一体的新型支护体系。该系统通过拉压耦合让压吸能锚杆实现锚固界面裂隙自愈合强化,其470 mm大伸长量与超千兆帕级极限载荷显著提升支护适应性;多级让压防冲支护装置采用梯度耗能结构,二级让压设计配合4000 N最大支护力,实现冲击能量梯级释放;配套智能检测系统基于机器学习算法,集成高精度传感器数据,可自动生成优化支护方案。
技术突破体现在三个层面:首先建立“分区协同控制”理论,实现支护装备与围岩变形的动态匹配;其次开发高强让压吸能装备,在伸长量、吸能效率等指标上超越国内外同类技术;最后构建智能化设计平台,将地应力计算精度提升至95%以上。实际应用表明,该系统可使地下工程失稳风险降低80%,已在多个矿山与隧道工程中验证,安全隐患消除成功率达98.8%。
本研究融合材料创新、结构优化与数字孪生技术,形成“感知-决策-执行”一体化的智能支护解决方案,为深部资源开发、城市地下空间利用等领域提供关键技术支撑,具有显著的工程应用价值与推广前景。