[發明專利]大巷道交叉點支護及其設計方法、優化方法

在審

• 申請號: 201810189890.3
• 申請日: 2018-03-08
• 公開（公告）號: CN108425695A
• 公開（公告）日: 2018-08-21
• 發明（設計）人: 李宏斌;徐天發;王德雪;賈偉;賀帥
• 申請（專利權）人: 內蒙古伊泰煤炭股份有限公司
• 主分類號: E21D21/00
• 分類號: E21D21/00;E21D20/00
• 代理公司: 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙) 11371
• 代理人: 李佳

1.一種大巷道交叉點支護的設計方法，其特征在于，包括以下步驟：

確定巷道頂板的穩定性類型；

根據所述穩定性類型分別對計算錨桿參數和錨索參數，所述錨桿參數包括錨桿長度、錨桿載荷，所述錨索參數包括錨索長度及錨索數量；

所述錨桿長度通過以下公式計算獲得：L≥L₁+L₂+L₃，其中，L為錨桿長度，L₁為錨桿外露長度，L₂為錨桿的有效長度，L₃為錨桿的錨固長度；

所述錨桿載荷通過以下公式計算獲得：Q≧KG，其中G＝a₁b₁L₂γ，Q為錨桿載荷，a₁為錨桿之間的間距，b₁為錨桿之間的排距，γ為巷道內的懸吊巖石容重，G為巷道內的懸吊巖石的載荷，K為錨桿的安全系數；

所述錨索長度通過以下公式計算獲得：X≥X₁+X₂+X₃，其中，X₁為錨索的外露長度，X₂為巷道內的潛在不穩定巖層高，X₃為索錨的固長度，X₂由下述的冒落拱公式計算：f＝R/10，其中，R為巷道內的巖石的單軸抗壓強度，b₂為隧硐半寬b₂₁、或當須考慮巷道內的側壓力時為滑動楔形上頂之半寬b₂₂，a₂為巷道掘進的半寬；H為巷道的掘進高度，θ_f為巷道內的巖體的內摩擦角；

所述錨索數量通過以下公式計算獲得：n≥P_v×k/R_t，P_v＝γh₀S，其中，P_v為錨索懸吊的載荷，k為安全系數，R_t為錨索的承載力，h₀為巷道內的不穩定巖層高度；γ為巷道內的懸吊巖層容重，S為巷道內的交叉點懸頂面積。

2.根據權利要求1所述的大巷道交叉點支護的設計方法，其特征在于，所述穩定性類型包括屬于穩定的Ⅰ級類型，且對應于I級類型：距巷道頂板2.0m范圍內有穩定巖層，且安全系數大于2，所述安全系數為巷道計算跨距與實際寬度的比值；巷道頂板破裂高度不超過1.5m。

3.根據權利要求1所述的大巷道交叉點支護的設計方法，其特征在于，所述穩定性類型包括屬于中等穩定的Ⅱ級類型，且對應于Ⅱ級類型：距巷道頂板2.0～4.0m范圍內有穩定巖層，且安全系數大于2，所述安全系數為巷道計算跨距與實際寬度的比值。

4.根據權利要求1所述的大巷道交叉點支護的設計方法，其特征在于，所述穩定性類型包括屬于中等穩定的Ⅱ級類型，且對應于Ⅱ級類型：距巷道頂板2.0m范圍內有穩定巖層，且安全系數為1.5～2，所述安全系數為巷道計算跨距與實際寬度的比值，巷道頂板破裂高度不超過3.5m。

5.根據權利要求1所述的大巷道交叉點支護的設計方法，其特征在于，所述穩定性類型包括屬于不穩定的Ⅲ級類型，且對應于Ⅲ級類型：距巷道頂板4.0～6.0m范圍內有穩定巖層，且安全系數大于2，所述安全系數為巷道計算跨距與實際寬度的比值。

6.根據權利要求1所述的大巷道交叉點支護的設計方法，其特征在于，所述穩定性類型包括屬于不穩定的Ⅲ級類型，且對應于Ⅲ級類型：距巷道頂板2.0～4.0m范圍內有穩定巖層，且安全系數為1.5～2，所述安全系數為巷道計算跨距與實際寬度的比值；巷道頂板破裂高度不超過5.5m。

7.根據權利要求1所述的大巷道交叉點支護的設計方法，其特征在于，所述穩定性類型包括屬于極不穩定的Ⅳ級類型，且對應于Ⅳ級類型：距巷道頂板6.0m范圍內沒有穩定巖層；巷道頂板破裂高度不確定。